CS216592B1 - Způsob směšování tekutin a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Abstract

Vynález řeší způsob a zařízení ke směšování tekutin, využívající směšovací účinek jedno- nebo vícenásobného tryskového skoku. Podstata vynálezu spočívá v tom, že přestup ' přimíchávané tekutiny do paprsku tekutiny hlavní o co největším povrchu s následným přechodem do proudění plným profilem se děje v tryskovém skoku, vytvořeném záměrným zvýšením tlaku ve směšovací části potrubí, který je v rovnováze s kinetickou energií směšovaných tekutin. Paprsky hlavní tekutiny mají libovolný průřez, vytvořený uzavřenou křivkou, čímž je umožněno přisávání přimíchávané tekutiny z boku. Proces míchání je dokončen v tryskovém skoku, jehož vlastností je vysoká intenzita turbulence, způsobující další prudké zvětšení přístupové plochy a rychlostního gradientu. Vynálezu může být využito pro aktivační čištění odpadních vod, v technologických procesech průmyslu chemického, papírenského, farmaceutického, při rafinaci olejů, flotaci, kultivaci vodních rostlin, odstraňování deficitu kyslíku v rekreačních a rybářských nádržích atd.

Description

(54)

Způsob směšování tekutin a zařízení k jeho provádění

Vynález řeší způsob a zařízení ke směšování tekutin, využívající směšovací účinek jedno- nebo vícenásobného tryskového skoku.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že přestup ' přimíchávané tekutiny do paprsku tekutiny hlavní o co největším povrchu s následným přechodem do proudění plným profilem se děje v tryskovém skoku, vytvořeném záměrným zvýšením tlaku ve směšovací části potrubí, který je v rovnováze s kinetickou energií směšovaných tekutin. Paprsky hlavní tekutiny mají libovolný průřez, vytvořený uzavřenou křivkou, čímž je umožněno přisávání přimíchávané tekutiny z boku. Proces míchání je dokončen v tryskovém skoku, jehož vlastností je vysoká intenzita turbulence, způsobující další prudké zvětšení přístupové plochy a rychlostního gradientu. Vynálezu může být využito pro aktivační čištění odpadních vod, v technologických procesech průmyslu chemického, papírenského, farmaceutického, při rafinaci olejů, flotaci, kultivaci vodních rostlin, odstraňování deficitu kyslíku v rekreačních a rybářských nádržích atd.

Vynález řeší způsob směšování tekutin, využívající směšovací účinek jedno- nebo vícenásobného tryikového ekoku při proudění tekutin, a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Směšování tekutin je nutné při mnoha technologických postupech. Jsou to zejména postupy proplyňovací (aerační, ozonační, chlorační), využitelná při úpravě vody a aktivačním čištěni odpadních vod, a delší podobné postupy v různých průmyslových oborech. Směšuji ae různé tekutiny, např. kapaliny, kapalina a plynem nebo prachem neseným plynem, aerosolem atd.

K uvedeným účelům ae dosud používají zařízení a mechanickými míchadly, probubláváním, ejektory, clonami a prstencovým skokem. Nevýhodou většiny těchto poatupů je zejména značná spotřeba energie (u mechanických míchadek), poruchovost a ucpávání (probublávání β kompresory), obtíže a ztráty energie způsobené přiváděním přimíchávané tekutiny do středu směšovací trouby (u prstencového skoku). Dosud známá zařízení s clonami nevytvářejí definovetelqý přechodový jev proudění, tryskový skok, takže směšovací účinnost je nízké.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob směšování tekutin, při kterém hlavní tekutina proudí potrubím alespoň v jednom tryskovém paprsku a přimíchávaná tekutina se přisává do hlevní tekutiny z boku nejméně jedním otvorem podle vynálezu, jehož podstat spočívá v tom, že na proudící tekutiny se působí protitlakem, vytvořeným škrcením nebo sloupcem směsi směšovaných tekutin, kterýžto protitlak je v rovnováze s kinetickou energií směšovaných tekutin, čímž dochází k promísení obou tekutin v tryskovém skoku přechodem proudění v tryskovém paprsku do proudění plným profilem. Tryskový skok je tedy vytvořen záměrným zvýšením tlaku ve směšovací části potrubí tak, aby byl v rovnováze β kinetickou energií směšovaných tekutin. Paprsky hlavní tekutiny mají libovolný průřez, vytvořený uzavřenou křivkou,čímž je umožněno přisávéní přimíchávané tekutiny z boku. Vlastností tryskového skoku je vysoké intenzita turbulence, která dokonči proces míchání dalším prudkým zvětšením přestupové plochy s rychlostního gradientu.

Tento způsob směšování tekutin lze provádět zařízením sestávajícím z potrubí pro přívod hlevní tekutiny, opatřeného clonou s nejméně jedním hydraulicky vhodně tvarovaným otvorem, e ze směšovací části potrubí, opatřené nejméně jedním otvorem pro přívod přimíchávané tekutiny podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že otvor nebo otvory ve cloně mgjí obvod, jehož délka je nejméně rovné vnitřnímu obvodu směšovací části potrubí, a výhodou nejméně dvojnásobné, a na směšovací části potrubí je škrticí orgán nebo směšovací část potrubí je zaústěné pod hladinou směsi tekutin, ^rientace zařízení v prostoru je libovolná. Velikost a tvar otvorů ve cloně, jejichž obvod mé být podle vynálezu co největší, je nutno přizpůsobit vlastnostem hlevní tekutiny, např. velikosti unášených pevných částic atp.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je na obr. 1 až 3, příklady tvarů obvodů ve cloně jsou na obr. 4.

Zařízení na obr. 1 sestává z potrubí 1 pro přívod hlavní tekutiny, opatřeného clonou 2 s nejméně jedním otvorem, tvořeným uzavřenou křivkou, a ze směšovací čýati potrubí £, opatřené nejméně jedním otvorem £ pro přívod přimíchávané tekutiny, a nádrže £ na směa tekutin, přičemž hladina směsi tekutin v nádrži £ je nad obou směšovací části potrubí £.

Na obr. 2 je alternativní provedení, ve kterém je za směšovací částí poírubí £ škrticí orgán 6.

Na obr. 3 je nakresleno další možné provedení, ve kterém potrubí 1 pro přívod hlavní tekutiny směruje svisle dolů,.přičemž clona 2 je nad hladinou směsi tekutin a směšovací část potrubí £ ústí do nádrže £ pod hledinu směsi tekutin v ní v hloubce, jejíž velikost je déne energií přitékající směsi tekutin.

Vyššího účinku oproti známým způsobům e zařízením je dosaženo zejména vytvořením paprsků hlavní tekutiny, jejichž obvodem je dlouhá uzavřená křivka, takže přestupová plocha v oblasti tryskových paprsků může být několikanásobné větší než u kteréhokoliv jiného známého řešení. Dalšího zvýšení účinku je dosaženo vytvořením tryskového skoku zvýšením tlaku ve směšovací části potrubí. Na zvýšení účinku se též podílí jednoduchý přívod přimíchávané tekutiny do boku hlavního potrubí, přičemž přimíchávaná tekutina je do hlavního potrubí prisávéna účinkem podtlaku ze clonou.

Výhodnost řešení spočívá zejména v jednoduchosti provedení a v možnosti libovblné orientace zařízení v prostoru.

Využití vynálezu je možné nejen při průtočném směšování jednorázovém (tj. kdy každá částečka tekutiny prochází směšovacím zařízením jen jednou), nýbrž i při směšování s recirkulací. Typickým příkladem druhého způsobu využití je aktivační čištění odpadních vod.

Delšími možnýmo oblastmi využiti jsou technologické procesy v průmyslu chemickém, papírenském, farmaceutickém, v rafinaci olejů, flotaci a kultivaci vodních rostlin. Využití je možné též při odstraňování deficitu kyslíku v rekreačních a rybářských nádržích std.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob směšování tekutin, při kterém tekutina proudící v alespoň jednom tryskovém paprsku, jehož obvod je tvořen uzavřenou křivkou, přisává přimíchávanou tekutinu vznilým podtlakem, vyznačující se tím, že se na proudící tekutiny působí protitlekem, vytvořeným škrcením nebo sloupcem směsi směšovaných tekutin, kterýžto protitlak je v rovnováze s kinetickou energií směšovaných tekutin.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, sestávající z potrubí pro přívod hlavní tekutiny, opatřeného clonou s nejméně jedním otvorem, a ze směšovací části potrubí, opatřené nejméně jedním otvorem pro přívod přimíchávaná tekutiny, vyznačující se tím, že otvor nebo otvory ve cloně (2) mají obvod, jehož délka je nejméně rovna vnitřnímu obvodu směšovací části potrubí (3), s výhodou nejméně dvojnásobná, a na směšovací části potrubí (3) je škrticí orgán (6) nebo směšovací část potrubí (3) je zaústěna pod hladinou směsi tekutin.