Вихревой гидродинамический смеситель

Авторы патента:

Самойлов Владимир Александрович (RU)

B01F5/06 - смесители в которых смешиваемые компоненты продавливаются через щели, отверстия или сита (турбосмесители B01F 5/16; коллоидные мельницы B02C; смесительные краны F16K 11/00)

Владельцы патента RU 2611878:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение может быть использовано в энергетике, химической, пищевой и фармацевтической промышленности для смешивания различных жидкостей и сыпучих веществ. Вихревой гидродинамический смеситель содержит корпус с входными и выходными патрубками и с размещенным в нем завихрителем. Корпус выполнен в виде двух усеченных конусов с вершинами, направленными навстречу друг другу, соединенных цилиндрической частью, профиль центрального канала имеет соответственно последовательное сужение, горловину и расширение, перед сужающейся частью установлен завихритель с втулкой, имеющей центральный канал и оканчивающейся конусом, а за расширяющейся частью канала установлена перфорированная диафрагма. Завихритель и перфорированная диафрагма установлены с возможностью осевого перемещения. В качестве завихрителя использованы несколько кавитаторов, размещенных под углом к входному патрубку и вокруг него, перфорированная диафрагма снабжена обтекателем, центрально расположенным и направленным навстречу завихрителю. Вода в смеситель подается под давлением импульсно с частотой 1-5 Гц. Изобретение обеспечивает повышение качества смешивания дробленки зерна с водой для получения мучного раствора, устойчивого к расслоению. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике, химической, пищевой и фармацевтической промышленности, предназначено для приготовления (получения) тонкодисперсных растворов.

Известен гидродинамический смеситель, содержащий сопло, расположенное в его корпусе и выполненное в форме диффузора с плавно расширяющимся профилем, обращенным к экрану, а также завихрители, установленные во входных патрубках (А.с. №709150, МПК B01F 11/02, 1980 г.). В смесителе не использованы такие гидродинамические эффекты, как кавитация и микропульсации, которые позволяют получать эмульсию высокого качества.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вихревой гидродинамический эмульгатор, содержащий корпус с входными и выходными патрубками и с размещенным в нем завихрителем, причем корпус выполнен в виде двух усеченных конусов с вершинами, направленными навстречу друг другу, соединенных цилиндрической частью, профиль центрального канала имеет соответственно последовательное сужение, горловину и расширение, перед сужающейся частью установлен завихритель с втулкой, имеющей центральный канал и оканчивающейся конусом, а за расширяющейся частью канала установлена перфорированная диафрагма, при этом завихритель и перфорированная диафрагма установлены с возможностью осевого перемещения (Патент РФ №2091144, МПК B01F 5/00, 1997 г.).

Недостатком устройства является невозможность получения мучного раствора при смешивании дробленого зерна с водой.

Задача изобретения – повышение качества смешивания дробленки зерна с водой для получения мучного раствора и устойчивости к расслоению.

Задача решается за счет того, что вихревой гидродинамический смеситель, содержащий корпус с входными и выходными патрубками и с размещенным в нем завихрителем, причем корпус выполнен в виде двух усеченных конусов с вершинами, направленными навстречу друг другу, соединенных цилиндрической частью, профиль центрального канала имеет соответственно последовательное сужение, горловину и расширение, перед сужающейся частью установлен завихритель с втулкой, имеющей центральный канал и оканчивающейся конусом, а за расширяющейся частью канала установлена перфорированная диафрагма, при этом завихритель и перфорированная диафрагма установлены с возможностью осевого перемещения как предложено в прототипе, причем в качестве завихрителя использованы несколько кавитаторов, размещенных под углом, как показано на Фиг. 1, к входному патрубку и вокруг него, как показано на Фиг. 2, перфорированная диафрагма снабжена обтекателем, центрально расположенным и направленным навстречу завихрителю.

Таким образом, дробленое зерно последовательно пропускается через зону интенсивной кавитации и область максимальной амплитуды гидродинамических пульсаций, где диспергируется и смешивается с водой, образуя мучной раствор.

На фиг. 1 схематически изображен продольный разрез смесителя жидкости с дробленкой зерна. На фиг. 2 показан вид втулки со стороны входа воды, и конус втулки-завихрителя обозначен цифрой 2.

Смеситель содержит корпус 1, выполненный в виде двух усеченных конусов, соединенных между собой цилиндрической частью. Перед сужающейся частью корпуса расположен узел подвода компонента, например дробленки зерна, состоящий из завихрителя 2 с втулкой, имеющей центральный канал и оканчивающейся конусом, и патрубка 3. За расширяющейся частью центрального канала размещен узел, состоящий из перфорированной диафрагмы 4 и обтекателя 5.

Вихревой гидродинамический смеситель работает следующим образом.

В центральный канал корпуса 1 подается вода, проходя через втулку-завихритель 2, поток приобретает вращательно-поступательное движение, в результате которого давление за втулкой завихрителя в зоне А резко уменьшается и в этой полости развивается интенсивная кавитация. Использование конуса на втулке способствует усилению кавитационных эффектов и предотвращает образование застойных циркуляционных зон, в которых возможна коагуляция диспергированных частиц зерна.

Через центральное отверстие в завихрителе по трубке 3 подается дробленка зерна. В зоне кавитации под воздействием гидроударов происходит диспергирование дробленого зерна в муку. Поток полученной муки вместе с водой поступает в горловину и далее в расширяющуюся часть канала, где формируется пульсирующий вихревой жгут, максимальная амплитуда пульсаций которого достигается в зоне Б перед перфорированной диафрагмой 4. В этой области происходит дополнительное диспергирование муки и интенсивное их перемешивание с потоком воды.

Пульсации вихревого жгута создают пульсирующее течение через каждое отверстие диафрагмы 4, что способствует дополнительной интенсификации процессов дробления и перемешивания.

Установка в корпусе диафрагмы и завихрителя с возможностью осевого перемещения позволяет изменять работу смесителя. От изменения размеров зон А и Б зависит интенсивность кавитации и амплитуда пульсаций вихревого жгута.

Таким образом, используя вихревой гидродинамический смеситель жидкости, можно получать устойчивый к расслоению мелкодисперсный раствор высокого качества.

Вихревой гидродинамический смеситель, содержащий корпус с входными и выходными патрубками и с размещенным в нем завихрителем, причем корпус выполнен в виде двух усеченных конусов с вершинами, направленными навстречу друг другу, соединенных цилиндрической частью, профиль центрального канала имеет соответственно последовательное сужение, горловину и расширение, перед сужающейся частью установлен завихритель с втулкой, имеющей центральный канал и оканчивающейся конусом, а за расширяющейся частью канала установлена перфорированная диафрагма, при этом завихритель и перфорированная диафрагма установлены с возможностью осевого перемещения, отличающийся тем, что в качестве завихрителя использованы несколько кавитаторов, размещенных под углом к входному патрубку и вокруг него, перфорированная диафрагма снабжена обтекателем, центрально расположенным и направленным навстречу завихрителю.

Похожие патенты:

Смеситель // 2611517

Изобретение относится к устройству для смешивания жидких и вязких материалов и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности.

Смеситель для вязких композиций // 2611516

Смеситель для вязких композиций // 2611515

Способ и устройство для быстрого растворения твердой белковой композиции // 2605710

Изобретение относится к области получения фармацевтических композиций и более конкретно к способам и устройствам для растворения твердых белковых композиций, таких как твердые композиции, содержащие фибриноген, в водном растворителе.

Смесительное устройство для водоочистных сооружений с открытым каналом и с обработкой воды ультрафиолетовым облучением // 2595715

Изобретение относится к смесительному устройству для водоочистных сооружений с открытым каналом. Устройство содержит основание (2) в виде пластины или полосы для крепления к стенке канала таким образом, чтобы во время эксплуатации нижняя поверхность (6) этой основной части была обращена к стенке канала, а верхняя поверхность (5) - от стенки канала.

Устройство и способ для приготовления эмульсии // 2590928

Изобретение относится к устройству для приготовления эмульсии, способу применения данного устройства и композиции, выполненной по способу изобретения. Колонна для приема наполнителя имеет, по меньшей мере, один разделитель, расположенный внутри внутренней полости колонны, при этом каждый разделитель продолжается вдоль, по меньшей мере, части продольной длины внутренней полости и выполнен для разделения наполнителя.

Устройство для физико-химической обработки жидкой среды // 2587182

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации гидродинамических физико-химических, тепломассообменных процессов в системах «жидкость-жидкость» и жидкость-газ».

Смеситель-реактор для смешивания разнородных по вязкости компонентов жидких сред // 2585024

Изобретение относится к технологии получения различного рода жидких многокомпонентных смесей, суспензий и коллоидных растворов. Смеситель-реактор состоит из двух торцевых пробок 1, корпуса цилиндрической формы 2, цилиндрического вкладыша 3, составленного из набора одинаковых ячеек 4, и камеры предварительного смешивания.

Смеситель-дозатор растительного масла и минерального дизельного топлива // 2582700

Изобретение относится к смешиванию двухкомпонентного топлива и может быть использовано в системе питания дизелей автотракторной техники. Смеситель-дозатор содержит корпус, камеру предварительного смешивания, образованную двумя входными каналами с установленными в них дозаторами, камеру окончательного смешивания и выходной канал.

Узел ввода реагентов-турбулизатор потока // 2581091

Изобретение относится к водоочистным установкам, а именно к оборудованию, применяемому в технологиях подготовки питьевой воды с применением химических реагентов.

Смеситель для композиций // 2613502

Изобретение относится к устройству для смешивания вязких композиций и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности. Смеситель для композиций содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана, с размещенным внутри него перемешивающим устройством с валом и приводом перемещения, и крышку, при этом перемешивающее устройство выполнено в виде поршня с радиальными отверстиями, установленного по скользящей посадке относительно внутренних стенок цилиндрического корпуса, а вал выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, жестко прикреплен к поршню и центрируется подшипником скольжения, установленным в крышке, при этом над поршнем подвижно расположена заглушка радиальных отверстий, которая выполнена в виде дополнительного поршня на дополнительном валу с расположенными на поверхности дополнительного поршня с возможностью перекрытия радиальных отверстий уплотнителями, а на дне стакана расположено разгрузочное отверстие, согласно изобретению, что уплотнители выполнены в виде монолитной резиновой прокладки, охватывающей всю нижнюю поверхность дополнительного поршня, и приклеена к ней, а оси наружных радиальных отверстий выполнены под углом к осям внутренних радиальных отверстий, которые направлены вниз, в центр поршня и пересекаются между собой. Техническим результатом изобретения является повышение производительности работы смесителя. 1 ил.

Смеситель для вязких материалов // 2613508

Изобретение относится к устройству для смешивания вязких материалов и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности. Смеситель для вязких материалов содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана с размещенным внутри него перемешивающим устройством с валом и приводом перемещения и крышку. Перемешивающее устройство выполнено в виде поршня с радиальными отверстиями, установленного по скользящей посадке относительно внутренних стенок цилиндрического корпуса. Вал выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, жестко прикреплен к поршню и центрируется подшипником скольжения, установленным в крышке. Над поршнем подвижно расположена заглушка радиальных отверстий, которая выполнена в виде дополнительного поршня на дополнительном валу с расположенными на поверхности дополнительного поршня с возможностью перекрытия радиальных отверстий цилиндрами. На дне стакана расположено разгрузочное отверстие. На дополнительном валу установлен фиксатор в виде шарика с возможностью блокирования посредством лунки вала перемешивающего устройства при разгрузке смесителя, когда радиальные отверстия перекрыты цилиндрами дополнительного поршня. Шарик подпружинен к валам упругим элементом в виде резиновой шайбы. Техническим результатом изобретения является повышение производительности работы смесителя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для приготовления топочной жидкости // 2613957

Изобретение относится к технологии получения водотопливных эмульсий, используемых в качестве топочной жидкости. Динамическое кавитационное устройство содержит секции, каждая из которых имеет кольцевые роторные и статорные решетки с отверстиями. Расположение отверстий в решетках начиная от центра к наружному диаметру имеет линейную конфигурацию саблевидной формы с увеличивающим переменным диаметром. Статорные решетки с отверстиями расположены внутри трубы, играющей роль корпуса устройства, в центральной части которого установлен роторный вал, приводящий во вращение роторные решетки. Статорные решетки фиксируются на внутренней поверхности трубы. Роторные и статорные решетки при сборке последовательно накладываются друг на друга со скользящим зазором с образованием кавитационных секций, разделенных решеткой с радиальными отверстиями. Технический результат состоит в повышении степени гомогенизации при использовании исходных компонентов при любой степени чистоты. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Смесительное устройство для перемешивания отработавших газов и восстановителя // 2614686

Изобретение относится к смесительному устройству для смешения отработавших газов (ОГ) в выпускном трубопроводе с добавкой, в частности, в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Смесительное устройство для смешения добавки с потоком отработавших газов, содержащее по меньшей мере одну обтекаемую поверхность, которая расположена на смесительном участке выпускного трубопровода, в который входят отработавшие газы с добавкой и на котором выпускной трубопровод имеет поперечное сечение и основное направление потока отработавших газов, причем по меньшей мере одна обтекаемая поверхность расположена по центру на смесительном участке и ориентирована вдоль основного направления потока отработавших газов, и в обтекаемой поверхности предусмотрено множество глухих углублений, создающих в потоке отработавших газов вихри и поперечно текущие струйки, по меньшей мере одна обтекаемая поверхность образована по меньшей мере одной цельной пластиной, причем пластина имеет две обтекаемые поверхности и с обеих сторон имеет множество глухих углублений. Изобретение обеспечивает отличное перемешивание ОГ и добавки без образования при этом высокого гидравлического сопротивления. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Смеситель для пастообразных композиций // 2618054

Изобретение относится к устройству для приготовления пастообразных композиций и может найти применение в пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности. Смеситель для пастообразных композиций содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана, с размещенным внутри него перемешивающим устройством с валом и приводом перемещения, и крышку, при этом перемешивающее устройство выполнено в виде поршня, установленного по скользящей посадке относительно внутренних стенок цилиндрического корпуса, а вал установлен с возможностью возвратно-поступательного движения, жестко прикреплен к поршню и центрируется подшипником скольжения, установленным в крышке, при этом над поршнем подвижно расположена заглушка, которая выполнена в виде дополнительного поршня на дополнительном валу с расположенными на поверхности дополнительного поршня уплотнителями, а на дне стакана расположено разгрузочное отверстие, уплотнители выполнены в виде монолитной резиновой прокладки, охватывающей всю нижнюю поверхность дополнительного поршня и приклеенной к ней, а поршень выполнен из спирали Архимеда с круглым сечением витков и установлен на крестовине, прикрепленной к валу с обеспечением жесткости спирали Архимеда. Изобретение обеспечивает повышение производительности работы смесителя. 1 ил.

Гидродинамический смеситель // 2618078

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических, тепломассообменных процессов в системах "жидкость - жидкость". Смеситель содержит корпус с осевым и радиальным патрубками ввода компонентов, осевой входной патрубок имеет возможность возвратно-поступательного перемещения и выполнен в виде конусно- цилиндрического сопла. Смесительный элемент состоит из вставки и корпуса. Коническая часть вставки находится в корпусе смесительного элемента. Отражатель в виде лунки. Корпус смесительного элемента имеет сквозные каналы, расположенные по концентрическим окружностям, выходной патрубок. На конической части вставки в несколько рядов выполнены углубления в виде лунок произвольного поперечного сечения, ее большее основание переходит в цилиндр. На поверхности цилиндра выполнены наклонные прямоугольные каналы произвольного поперечного сечения, частично выходящие на коническую часть вставки. Лунка выполнена по центру торцовой поверхности цилиндра. Вокруг лунки по окружности консольно установлены резонирующие стержни. Внутренняя поверхность корпуса выполнена в виде двух цилиндров разного диаметра, образующих уступ. Уступ фиксирует осевое положение корпуса смесительного элемента. Технический результат изобретения - интенсификация физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов. 3 ил.

Гидродинамический смеситель // 2618865

Гидродинамический смеситель // 2618883

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов в системах "жидкость-жидкость". Смеситель содержит корпус с патрубками ввода основного и дополнительного компонентов. Осевой патрубок ввода основного компонента выполнен в виде конусно-цилиндрического сопла. Смесительный элемент, состоит из вставки, закрепленной в торцевой перегородке корпуса смесительного элемента и находится внутри него. Корпус смесительного элемента имеет сквозные каналы, расположенные по концентрическим окружностям, патрубок вывода продукта. Патрубок ввода дополнительного компонента состоит из двух прямолинейных цилиндрических участков, перпендикулярных друг другу и соединенных изогнутым по радиусу уголком. Выход одного прямолинейного участка выполнен в виде конфузорного сопла со сквозными отверстиями на конической поверхности, и расположен внутри цилиндрической части осевого входного патрубка вдоль его оси, и направлен навстречу потоку основного компонента. Второй цилиндрический участок служит для ввода дополнительного компонента и имеет возможность продольного перемещения и поворота относительно своей оси. Вставка смесительного элемента, со стороны потока среды, имеет выпуклую, близкую к сферической, поверхность, на которой в несколько рядов выполнены углубления в виде лунок произвольного поперечного сечения. Выпуклая поверхность вставки переходит в коническую поверхность, на которой выполнено четное количество пересекающихся спиральных канавок произвольного поперечного сечения, причем чередуются канавки с правым и левым направлением нарезки. Отношение шага правой нарезки к шагу левой нарезки принимается из интервала от 0.2 до 5. Технический результат изобретения - интенсификация гидромеханических, физико-химических, тепломассобменных процессов и снижение гидравлического сопротивления. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

Смеситель-эмульсатор // 2620791

Изобретение относится к смесителям и может быть использовано для приготовления эмульсий и суспензий для сжигания в топках энергетических установок, а также в химической технологии. Смеситель-эмульсатор содержит цилиндрический корпус, вал, установленный по оси корпуса, многолопастный ротор, размещенный на валу, радиально закрепленные на роторе лопасти, перфорированный диск, установленный в корпусе за ротором по ходу движения жидкости, патрубки ввода и вывода жидкости и привод, соединенный с валом, при этом он снабжен улиткообразными камерами, расположенными на входе и выходе смесителя-эмульсатора и соединенными с патрубками ввода и вывода жидкости, при этом лопасти ротора выполнены с серповидными на периферии участками, переходящими в плоские участки, расположенные у ротора и параллельные его продольной оси, а диаметр отверстий в диске увеличивается по направлению от оси корпуса к его периферии, кроме того, лопасти ротора выполнены из биметалла, причем материал биметалла, расположенного по ходу вращения ротора, имеет коэффициент теплопроводности в 2,0–2,5 раза выше, чем материал биметалла расположенного с противоположной стороны. Изобретение обеспечивает получение качественного готового продукта при изменяющихся концентрациях механических загрязнений в движущемся потоке жидкости. 7 ил.

Способ гомогенизации и гомогенизирующее устройство с обращением потока // 2621768

Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения текучих сред, в частности текучих материалов, содержащих частицы в жидком состоянии, агломераты или волокна, то есть продукты, которые являются по существу жидкими и нерастворимыми, однако обладают тенденцией к образованию фракций, которые являются твердыми или, во всяком случае, имеют различную плотность. Гомогенизирующее устройство (1) содержит впускное отверстие (2) для приема текучей среды под давлением, возможно также содержащей твердые частицы, зону, в которой выполняется гомогенизация текучей среды, выпускное отверстие (10) для текучей среды с более низким давлением относительно давления во впускном отверстии, причем в зоне гомогенизации текучая среда проходит из зоны, имеющей больший диаметр (или объем), в зону, имеющую меньший диаметр (или объем), при этом зона гомогенизации содержит взаимодействующий элемент (9), являющийся общим для первой ступени (оснащенной первой отклоняющей заглушкой (6)) и второй ступени, выполненной с возможностью создания противодавления (оснащенной второй отклоняющей заглушкой (12)), причем отклоняющие заглушки (6, 12) выполнены с возможностью работы вместе с общим для них взаимодействующим элементом (9), обеспечивая увеличение скорости сдвига в первой ступени. Изобретение обеспечивает тонкое измельчение частиц для минимизации их размеров и получения однородных по размерам частиц. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 22 ил.