Турбулентный реактор смешения

Изобретение относится к смесителям, предназначенным для проведения различных тепло- и массообменных процессов в нефтехимической, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме реакционной среды. Турбулентный реактор смешения включает цилиндрический корпус с патрубками для подачи реагентов, разделенный по длине чередующимися коаксиальными конфузорно-диффузорными элементами. Конфузорно-диффузорные элементы выполнены в каждом сечении, перпендикулярном оси их материальной симметрии, в виде сжатых овалов, длина периметров овалов равна периметру сечения цилиндрического корпуса. Продольная ось реактора может быть выполнена по спирали Архимеда или по винтовой линии. Большие оси овалов зауженных сечений смежных конфузорно-диффузорных элементов могут быть выполнены перпендикулярными друг к другу. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритных размеров турбулентного реактора смешения, повышение эффективности процессов перемешивания и диспергирования суспензий и эмульсий. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к смесителям, предназначенным для проведения различных тепло- и массообменных процессов в нефтехимической, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме реакционной среды.

Известен смеситель (Авторское свидетельство СССР №1556728, 1974, В01F 5/04), включающий цилиндрический корпус с патрубками для подачи реагентов, разделенный по длине чередующимися коаксиальными конфузорно-диффузорными элементами. Основным недостатком смесителя является то, что он достаточно сложен в конструктивном исполнении.

Известно устройство для приготовления неэтилированного бензина (Свидетельство на полезную модель РФ №11098, 1999, В01F 5/04), включающее цилиндрический корпус с патрубками для подачи реагентов, разделенный по длине чередующимися коаксиальными конфузорно-диффузорными элементами. Основным недостатком данного устройства является то, что он сложен по конструкции и имеет значительную длину.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению является турбулентный реактор смешения гетерогенных смесей (Патент РФ №2298430, 2007, В01F 5/00), прототип, включающий цилиндрический корпус с патрубками для подачи реагентов, разделенный по длине чередующимися коаксиальными конфузорно-диффузорными элементами. К основным недостаткам данного реактора следует отнести сложность его конструктивного исполнения и трудности в сокращении его габаритов.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, сокращение затрат на его изготовление, уменьшение его габаритных размеров, повышение эффективности процессов перемешивания и диспергирования суспензий и эмульсий.

Решение указанной задачи достигается тем, что конфузорно-диффузорные элементы выполнены в каждом сечении, перпендикулярном оси их материальной симметрии в виде сжатых овалов, длина периметров овалов равна периметру сечения цилиндрического корпуса. В турбулентном реакторе смешения по п. 1 продольная ось реактора может быть выполнена по спирали Архимеда или по винтовой линии. В турбулентном реакторе смешения по пп. 1, 2 большие оси овалов зауженных сечений смежных конфузорно-диффузорных элементов могут быть выполнены перпендикулярными друг к другу.

На фиг. 1 изображен турбулентный реактор смешения, общий вид; на фиг. 2 - турбулентный реактор смешения с продольной осью, выполненной по спирали Архимеда; на фиг. 3 - турбулентный реактор смешения с большими осями овалов зауженных сечений смежных конфузорно-диффузорных элементов, выполненных перпендикулярно друг к другу.

Заявляемый турбулентный реактор смешения состоит из цилиндрического корпуса 1, патрубков для подачи реагентов 2. Корпус 1 разделен по длине чередующимися коаксиальными конфузорными 3 и диффузорными 4 элементами. Чередование элементов выполнено таким образом, что наибольшие площади сечений конфузорных элементов 3 равны площади сечения цилиндрического корпуса 1 и совпадают со смежными наибольшими сечениеми диффузорных элементов 4. Конфузорные 3 и диффузорные 4 элементы выполнены в каждом сечении, перпендикулярном оси их материальной симметрии в виде сжатых овалов 5, 6. Площади сечений овалов 5 в зауженных частях конфузорных 3 и диффузорных 4 элементах является наименьшими. Необходимые конфигурации овалов сформированы путем радиального сжатия цилиндрического корпуса реактора 1, который может быть изготовлен из цилиндрической трубы. При этом во всех сечениях длина периметров овалов равна периметру сечения цилиндрического корпуса.

С целью уменьшения габаритов турбулентного реактора смешения его продольная ось может быть выполнена по криволинейной траектории, например по спирали Архимеда (фиг. 2) или по винтовой линии (на чертеже не показана).

С целью интенсификации процессов смешения и диспергирования турбулентный реактор смешения может быть изготовлен таким образом, чтобы большие оси овалов зауженных сечений смежных конфузорно-диффузорных элементов были выполнены под углом 90 градусов друг к другу (фиг. 3).

Турбулентный реактор смешения работает следующим образом.

Основной реакционный поток подается в цилиндрический корпус 1 реактора. Чередование турбулентных элементов выполнено таким образом, чтобы подвергнуть жидкостный поток сначала сжатию при прохождении конфузоров 3, а затем расширению в диффузорах 4. В зонах наименьших зауженных сечений 5 через патрубки 2 осуществляется непрерывная подача других реагентов. При этом наблюдается интенсивное перераспределение реагентов во внутреннем объеме реактора. Пределом увеличения сечения прохода потока является площадь внутреннего сечения цилиндрического корпуса реактора (сечение В-В). Последовательное чередование конфузорно-диффузорных элементов по длине реактора позволяет организовать пульсационный режим контактирования реагентов при условии сохранения стабильного развитого турбулентного взаимодействия.

Все варианты конструктивного исполнения турбулентного реактора смешения работают аналогично и позволяют повысить эффективность процессов перемешивания и диспергирования реагентов, в том числе, когда это необходимо за счет рациональной компановки цилиндрических, конфузорно-диффузорных элементов.

Указанные преимущества предлагаемого турбулентного реактора смешения, по сравнению с известными, обеспечиваются новой совокупностью конструктивных элементов.

Изготовление турбулентного реактора смешения в данном случае возможно из обычной цилиндрической трубы, что позволяет не только сократить затраты на его изготовление более чем в два раза, значительно уменьшить его габариты, но и повысить эффективность процессов перемешивания и диспергирования реагентов. Эти преимущества обусловлены тем, что изготовление конфузорно-диффузорных элементов и цилиндрического корпуса не требует применения прецизионного оборудования. Выполнение оси реактора по криволинейной траектории не требует специальной оснастки, так как сначала можно придать трубе заданную конфигурацию, а затем путем радиального сжатия трубы в нужных местах и под определенными углами сформировать на ней необходимые конфузорно-диффузионные элементы. Конфузорно-диффузорные элементы реактора, выполненные в виде сжатых овалов, обеспечивают не только необходимые условия сжатия и расширения потока жидкости, но и повышают эффективность радиального перемешивания в них жидкости за счет неосесимметричного ее движения, образования развитого ее вихревого движения по сравнению с аналогами и прототипом.

1. Турбулентный реактор смешения, включающий цилиндрический корпус с патрубками для подачи реагентов, разделенный по длине чередующимися коаксиальными конфузорно-диффузорными элементами, отличающийся тем, что конфузорно-диффузорные элементы выполнены в каждом сечении, перпендикулярном оси их материальной симметрии, в виде сжатых овалов, длина периметров овалов равна периметру сечения цилиндрического корпуса.

2. Турбулентный реактор смешения по п. 1, отличающийся тем, что продольная ось реактора выполнена по спирали Архимеда или по винтовой линии.

3. Турбулентный реактор смешения по пп. 1, 2, отличающийся тем, что большие оси овалов зауженных сечений смежных конфузорно-диффузорных элементов выполнены перпендикулярными друг к другу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, в частности к системам, в которых происходит смешение жидких и газообразных потоков.

Изобретение относится к области топливной энергетики и касается приготовления биотоплива на основе растительных или животных масел, а также продуктов их этерификации.

Изобретение относится к устройствам для смешивания различных компонентов, а именно для получения трехфазных пен, применяемых для глушения и освоения скважин. Смесительное устройство состоит из полого корпуса, с подводящим и отводящим патрубками, штока, связанного с разделительным поршнем, насадки конусной, установленной внутри диффузора, жестко связанного с полым корпусом.

Изобретение относится к устройству для смешивания жидкостей и может быть использовано в химической, пищевой нефтехимической и других отраслях промышленности для последовательного смешивания двух и более жидкостей в непрерывном потоке.

Изобретение относится к области производства эфиров азотной кислоты, используемых при получении баллиститных порохов, промышленных взрывчатых веществ и жидких унитарных топлив, конкретно к нитратору для получения жидких нитроэфиров.

Изобретение относится к смесительным устройствам для смешивания потоков жидкостей и может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства, преимущественно в химической, нефтяной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для смешивания и выравнивания состава жидкостей в резервуарах, преимущественно больших объемов, и может быть использовано в любых областях народного хозяйства, в том числе в химической, нефтяной, нефтеперерабатывающей промышленности и на нефтебазах, где требуется гомогенизация жидкостей различной плотности, склонных к расслоению состава.

Изобретение относится к смесительным устройствам и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности для получения смесей определенного соотношения.

Изобретение относится к смешиванию текучих сред. Устройство содержит полый трубчатый основной корпус (41) для смешивания первой (G4) и второй (G5) текучих сред внутри него, первый впускной порт, предусмотренный в верхней по потоку части основного корпуса (41), через который протекает первая текучая среда (G4), способствующий смешиванию корпус (38) трубчатой формы, расположенный внутри основного корпуса (41) и имеющий продольную ось (С1), проходящую в направлении, согласованном с направлением потока первой текучей среды (G4), причем противоположные концы способствующего смешиванию корпуса оставлены открытыми, и второй впускной порт (45), предусмотренный в периферийной стенке основного корпуса, через который протекает вторая текучая среда (G5) в направлении наружной периферийной стенки способствующего смешиванию корпуса (38).

Изобретение относится к аппарату для смешивания трех адгезивных компонентов и набору для смешивания трех адгезивных компонентов, пригодных в качестве смесительного контейнера трехкомпонентного смешанного адгезивного средства, используемого, например, при хирургической или стоматологической операции (хирургическом или стоматологическом лечении).

Изобретение относится к пищевой, химической, фармацевтической промышленности и предназначено для интенсивного смешивания как взаимно реагирующих, так и взаимно нереагирующих жидких сред с получением растворов, устойчивых эмульсий или суспензий, в частности суспензий твердых частиц, образующихся при реакции смешиваемых растворов. Смешиваемые среды пропускают одновременно через гидроакустический преобразователь под давлением, превышающим порог кавитации. Техническим результатом заявленного способа является ускорение процесса смешивания. 1 ил.

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для смешения гетерогенных смесей, и может быть использовано в нефтехимической, химической, газовой, нефтеперерабатывающей, коксохимической промышленности и других видах промышленности в процессах абсорбции и экстракции. Смеситель-турбулизатор содержит корпус, в котором выполнена сквозная полость, заполненная вставками. В средней части корпуса между вставками расположен обтекатель. Вставки выполнены в форме коаксиальных колец, при этом на внешней и внутренней поверхностях вставок выполнены канавки. Рядом стоящие вставки образуют плавно сужающийся вход и плавно расширяющийся выход. Технический результат заключается в увеличении значений коэффициентов турбулентной диффузии в каналах для обеспечения процесса смешения и дробления капель на протяжении одного-трех калибров трубопровода за смесителем. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, предназначено для пульсационного интенсивного безбарботажного перемешивания и суспендирования твердых материалов в жидкости и может применяться на предприятиях химической, пищевой, фармацевтической промышленности, а также в производстве цветных, редких, редкоземельных и радиоактивных соединений. Гидропневматическое устройство аппарата пульсационного перемешивания содержит рабочую камеру, коаксиально которой установлены внешняя и, открытая снизу, средняя обечайки, а также размещенный внутри рабочей камеры напорный патрубок со штоком внутри. К нижней части штока, установленного с возможностью продольного осевого перемещения, прикреплено седло всасывающего клапана, а в верхней части штока установлен колпак таким образом, что при нижнем положении штока верхний край напорного патрубка расположен выше нижнего края колпака. Днище рабочей камеры выполнено с центральным отверстием под седло всасывающего клапана и расположено вне полости внешней обечайки. Крышки рабочей камеры и средней обечайки оснащены импульсными патрубками. В стенках и днище внешней обечайки выполнены сопла. Соотношение диаметров рабочей камеры и средней обечайки к диаметру аппарата равно 0,16-0,18 и 0,24-0,26 соответственно. Изобретение обеспечивает увеличение эффективности перемешивания по всему объему аппарата при снижении расхода энергии, что улучшает эксплуатационные характеристики устройства. 2 ил.

Изобретение относится к гомогенизирующим клапанам. Технический результат заключается в уменьшении энергозатрат при том же самом выходе волокнистого продукта и уменьшении износа компонентов клапана. Гомогенизирующий клапан (1) содержит корпус (2) клапана, два поршня, две кольцевые камеры, кольцевую проходную и нажимную головки и сборный элемент. Первый поршень расположен в сквозном отверстии корпуса клапана. Второй поршень расположен в сквозном отверстии и выполнен заодно с первым поршнем. Первая кольцевая камера размещена между корпусом клапана и первым поршнем, причем вход текучей среды высокого давления захватывает камеру для передачи в нее текучей среды высокого давления. Вторая кольцевая камера размещена между корпусом клапана и вторым поршнем, причем выход текучей среды захватывает камеру для приема из нее жидкости низкого давления. Кольцевая проходная головка размещена между первой и второй кольцевыми камерами. Кольцевая нажимная головка выполнена за одно целое с первым и вторым поршнями с образованием сборного элемента, выполненного с возможностью осевого перемещения в сквозном отверстии корпуса клапана так, что нажимная головка определяет с проходной головкой промежуточное пространство для прохода текучей среды от первой камеры во вторую камеру. Сборный элемент выполнен с возможностью вращения за счет нижнего зубчатого профиля, входящего в зацепление с зубчатым инструментом. Участок около промежуточного пространства для прохода является двухсторонним, то есть предусматривает возможность менять местами проходную головку и нажимную головку. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к смесителям, предназначенным для проведения различных тепло- и массообменных процессов в нефтехимической, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме реакционной среды. Турбулентный реактор смешения включает цилиндрический корпус с патрубками для подачи реагентов, разделенный по длине чередующимися коаксиальными конфузорно-диффузорными элементами. Конфузорно-диффузорные элементы выполнены в каждом сечении, перпендикулярном оси их материальной симметрии, в виде сжатых овалов, длина периметров овалов равна периметру сечения цилиндрического корпуса. Продольная ось реактора может быть выполнена по спирали Архимеда или по винтовой линии. Большие оси овалов зауженных сечений смежных конфузорно-диффузорных элементов могут быть выполнены перпендикулярными друг к другу. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритных размеров турбулентного реактора смешения, повышение эффективности процессов перемешивания и диспергирования суспензий и эмульсий. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх