DE102010037674A1 - Rotor pulsation device for use as homogenizer for treating oil in e.g. ships, has rotor cavities arranged in periphery of panel, and feed channel formed in drive shaft for connecting inlet hole with working chamber - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Homogenisator für schwere Brennstoffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a homogenizer for heavy fuels according to the preamble of
Der offenbarte Homogenisator für schwere Brennstoffe betrifft den Bereich der Mischer mit rotierenden Mischanlagen in ortsfesten Behältern. Der Homogenisator kann in der Chemie-, Öl-, Lebensmittel-, Pharma-, Energie- und Brennstoffindustrie etc. verwendet werden, um das Mischen, die Dispergierung, die Homogenisierung und den Stoffübergang in homogenen und heterogenen Systemen, unter anderem für die Aufbereitung von schwerem Heizöl zur Verwendung auf Schiffen und in Küstenbetrieben zu ermöglichen.The disclosed heavy fuel homogenizer relates to the field of mixers with rotary mixing equipment in stationary containers. The homogenizer can be used in the chemical, oil, food, pharmaceutical, energy and fuel industries, etc., for mixing, dispersing, homogenizing and mass transfer in homogeneous and heterogeneous systems, including for the preparation of heavy fuel oil for use on ships and in coastal operations.
Aus dem Patent
Die Zahnelemente sind auf den konzentrischen Kreisen mit einer Verschiebung ausgeführt. Dabei ist der Abstand zwischen den Nachbarzahnelementen eines konzentrischen Kreises kleiner oder gleich der Breite des Zahnelements des nächsten konzentrischen Kreises in Peripherierichtung. Dabei sind die Zahnelemente eines oder mehrerer Kreise der Rotor- oder Statorscheibe auf einen Abstand verschoben, welcher eine Überlappung eines durchgängigen Schnitts zwischen den Zahnelementen des Nachbarspaares der konzentrischen Kreise der Rotor- und Statorscheiben im offenen Zustand des durchgängigen Schnitts jedes Nachbarpaares gewährleistet.The tooth elements are designed on the concentric circles with a shift. In this case, the distance between the neighboring tooth elements of a concentric circle is smaller than or equal to the width of the tooth element of the next concentric circle in the peripheral direction. The tooth elements of one or more circles of the rotor or stator are shifted to a distance which ensures an overlap of a continuous section between the tooth elements of the neighboring pair of concentric circles of the rotor and stator in the open state of the continuous section of each pair of neighbors.
Weiterhin ist aus dem
Der Nachteil der genannten Vorrichtungen besteht in einer relativen Inhomogenität des aufbereiteten Stoffes, in seiner hohen Viskosität am Austritt des Homogenisators, d. h. in einer niedrigen Qualität der Homogenisierung insbesondere schwerer Heizöle, die Asphaltharze enthalten.The disadvantage of the mentioned devices consists in a relative inhomogeneity of the treated substance, in its high viscosity at the outlet of the homogenizer, d. H. in a low quality of homogenization in particular heavy fuel oils containing asphalts.
Aus dem
Besonders nahe zur offenbarten Erfindung liegt diese genannte Rotor-Pulsationsvorrichtung in Bezug auf ihre Funktion, das technische Wesen und das erreichte technische Ergebnis.Particularly close to the disclosed invention, said rotor pulsation device is in terms of its function, the technical nature and the technical result achieved.
Der Nachteil der genannten Vorrichtung besteht in einer relativen Inhomogenität des aufbereiteten Stoffes, in seiner hohen Viskosität am Austritt des Homogenisators, d. h. in einer niedrigen Qualität der Homogenisierung insbesondere der schweren Heizöle, die Asphaltharze enthalten.The disadvantage of said device consists in a relative inhomogeneity of the treated material, in its high viscosity at the outlet of the homogenizer, d. H. in a low quality of homogenization in particular heavy fuel oils containing asphalts.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Konstruktion eines Homogenisators so weiterzuentwickeln, dass sie es ermöglicht, eine höhere Qualität des Endproduktes zu gewährleisten, welches durch seine Homogenität und Viskosität gekennzeichnet ist. Das ist heutzutage besonders relevant für die auf Schiffen und in Küstenbetrieben verwendeten schweren Heizöle, die Asphaltharze enthalten.It is an object of the invention to further develop the construction of a homogenizer so that it makes it possible to ensure a higher quality of the final product, which is characterized by its homogeneity and viscosity. This is particularly relevant nowadays for heavy fuel oils containing asphalts on ships and in coastal industries.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The stated object is solved by the features of
Die genannte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass der offenbarte Homogenisator für schwere Brennstoffe entwickelt ist. Der Homogenisator hat ein Gehäuse, einen Deckel des Gehäuses, eine Eintritts- und Austrittsöffnung sowie zwei Rotoren. Die Rotoren sind axial und entgegengesetzt zueinander angeordnet. Zwei Rotoren bilden dazwischen eine Arbeitskammer. Die Rotoren drehen sich in entgegengesetzten Richtungen. Jeder Rotor hat eine eigene Antriebswelle. Dabei ist der Homogenisator mit einem Ringkavitator mit Düsen und einem Ringabflusskanal und einem Scheibenkolben mit Rotorkavitatoren ausgestattet. Der Scheibenkolben ist an einer der Antriebswellen im Homogenisatorgehäuse starr befestigt. Die Rotorkavitatoren sind jeweils im Rotor starr befestigt. Jeder der Rotorkavitatoren ist in Form eines Zylinders mit durchgängigen Schlitzen in Fensterform auf dessen Wandung ausgebildet. Dabei ist jeder Rotor in Form einer Scheibe mit zwei radialen Beschleunigungskanälen ausgebildet. An der Peripherie der Scheibe sind jeweils zwei Kavitatoren eines Beschleunigungskanals angeordnet. In einer der Antriebswellen ist ein Zufuhrkanal ausgebildet, der die Eintrittsöffnung mit der Arbeitskammer verbindet.The stated object is achieved by developing the disclosed homogenizer for heavy fuels. The homogenizer has a housing, a cover of the housing, an inlet and outlet opening and two rotors. The rotors are arranged axially and opposite to each other. Two rotors form a working chamber in between. The rotors rotate in opposite directions. Each rotor has its own drive shaft. The homogenizer is equipped with a ring cavitator with nozzles and an annular drainage channel and a disc piston with rotor cavitators. The disc piston is rigidly attached to one of the drive shafts in the homogenizer housing. The rotor cavitators are each fixed rigidly in the rotor. Each of the rotor cavitators is formed in the form of a cylinder with continuous slots in the form of windows on the wall. Each rotor is designed in the form of a disk with two radial acceleration channels. At the periphery of the disc in each case two cavitators of an acceleration channel are arranged. In one of the drive shafts, a supply channel is formed, which connects the inlet opening with the working chamber.
Die allgemeinen wesentlichen Merkmale der zu der offenbarten Erfindung besonders nahe liegenden Rotor-Pulsationsvorrichtung und des angemeldeten Homogenisators für schwere Brennstoffe sind wie folgt:
- – Rotationsvorrichtung, die in Form von einem Homogenisator für schwere Brennstoffe ausgebildet ist,
- – mit einem Gehäuse
- – mit einem Deckel des Gehäuses,
- – mit Eintritts- und Austrittsöffnungen,
- – mit zwei axial und entgegengesetzt zu einander
- – untergebrachten Rotoren,
- – die dazwischen eine Arbeitskammer bilden,
- – die in entgegengesetzte Richtungen drehen,
- – wobei jeder Rotor mit einer eigenen Antriebswelle versehen ist.
- Rotating device, which is in the form of a heavy fuel homogenizer,
- - with a housing
- With a cover of the housing,
- - with inlet and outlet openings,
- - with two axially and opposite to each other
- - housed rotors,
- - which form a working chamber in between,
- - turning in opposite directions,
- - Each rotor is provided with its own drive shaft.
Wesentliche Merkmale, die den offenbarten Homogenisator für schwere Brennstoffe vom Prototyp unterscheiden:
- – der Homogenisator umfasst einen Ringkavitator
- – mit Düsen
- – und mit einem Ringabflusskanal,
- – einem Scheibenkolben,
- – der auf einer der Antriebswellen im Homogenisatorgehäuse starr befestigt ist,
- – mit Rotorkavitatoren,
- – die jeweils im eigenen Rotor starr befestigt sind,
- – die in Form von einem Zylinder
- – mit durchgängigen Schlitzen in Fensterform auf dessen Wandung ausgebildet sind,
- – wobei jeder Rotor in Form einer Scheibe
- – mit radialen Beschleunigungskanälen ausgebildet ist,
- – wobei die Peripherie der Scheibe mit zwei Kavitatoren des Beschleunigungskanals ausgestattet ist,
- – in einer der Antriebswellen ist ein Zufuhrkanal ausgebildet, der die Eintrittsöffnung mit der Arbeitskammer verbindet.
- - The homogenizer comprises a ring cavitator
- - with nozzles
- - and with a ring drainage channel,
- - a disc piston,
- - Is rigidly mounted on one of the drive shafts in Homogenisatorgehäuse,
- - with rotor cavitators,
- - Which are rigidly fixed in their own rotor,
- - in the form of a cylinder
- Are formed with continuous slots in the form of windows on the wall,
- - Each rotor in the form of a disc
- Is formed with radial acceleration channels,
- - Wherein the periphery of the disc is equipped with two cavitators of the acceleration channel,
- - In one of the drive shafts, a supply channel is formed, which connects the inlet opening with the working chamber.
Die Ausführung der offenbarten Erfindung mit der genannten Gesamtheit der allgemeinen Merkmalen und mit wesentlichen Merkmalen, die die Erfindung vom Prototyp unterscheiden, hat es ermöglicht, die Viskosität der aufbereiteten schweren Heizöle, die Asphaltharze enthalten, von 10° Engler-Grad (konventionelle Viskositätsmaßeinheit) auf 7° Engler-Grad zu reduzieren. Sie machte auch eine Verbesserung der Homogenität der Heizöle am Austritt möglich. Diese Verbesserungen sind dadurch möglich, dass die Welligkeit der Hochgeschwindigkeitsströmung gleichzeitig mit einer Turbolisierung durchgeführt ist. Die Homogenität ist durch eine konstante Veränderung der Richtung und der Geschwindigkeit der Strömung des aufbereiteten Materials erreicht.The execution of the disclosed invention with the aforementioned generality of features and with essential features that distinguish the invention from the prototype, has made it possible to increase the viscosity of the treated heavy fuel oils containing asphaltic resins from 10 ° Engler (conventional viscosity unit) 7 ° Engler degree to reduce. It also made it possible to improve the homogeneity of the fuel oils at the outlet. These improvements are possible because the ripple of the high velocity flow is performed simultaneously with turbulization. The homogeneity is achieved by a constant change of the direction and the speed of the flow of the processed material.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:
Der offenbarte Homogenisator für schwere Brennstoffe hat ein Gehäuse
- –
mit einem Ringkavitator 10 mit Düsen 11 und - –
einem Ringabflusskanal 12 , - –
einem Scheibenkolben 13 , der an der Antriebswelle9 im Homogenisatorgehäuse 1 starr befestigt ist, - –
mit Kavitatoren 14 desRotors 5 und - –
Kavitatoren 15 desRotors 6 , die jeweils im Rotor starr befestigt sind, - – ausgestattet.
- - with a
ring cockpit 10 withnozzles 11 and - - a
ring drainage channel 12 . - - a
disc piston 13 that is attached to the drive shaft9 in thehomogenizer housing 1 is rigidly attached, - - with
cavitators 14 of therotor 5 and - -
Cavitators 15 of therotor 6 , which are each rigidly fixed in the rotor, - - fitted.
Die Kavitatoren
Der offenbarte Homogenisator für schwere Brennstoffe funktioniert folgendermaßen:
Das schwere Heizöl, das Asphaltharze enthält, ist als Heizöl M100 mit einer Viskosität von 10° Engler-Grad nach der Filterung in einem Abscheider durch die Eintrittsöffnung
The heavy fuel oil containing asphalts is M100 fuel oil with a viscosity of 10 ° Engler-grade after filtering in a separator through the
Nach mehrfachen experimentellen Beobachtungen ist festgestellt, dass das Heizöl M100 feinere Asphaltharzstrukturen und kleinere Wasserpartikel im Vergleich zum nicht aufbereiteten (Ausgangs-)Produkt nach der Aufbereitung im offenbarten Homogenisator für schwere Brennstoffe enthält. Außerdem ist die Viskosität des Heizöls M100 nach der Aufbereitung von 10° auf 7° Engler-Grad reduziert.After multiple experimental observations, it has been found that M100 heating oil contains finer asphaltene resin structures and smaller water particles compared to the untreated (initial) product after processing in the disclosed heavy fuel homogenizer. In addition, the viscosity of the heating oil M100 is reduced after the preparation of 10 ° to 7 ° Engler degree.
Die Ausführung der offenbarten Erfindung hat es ermöglicht, das angemeldete technische Ergebnis zu erreichen. D. h. die Viskosität der aufbereiteten schweren Heizöle, die Asphaltharze enthalten, von 10° auf 7° Engler-Grad zu reduzieren und die Homogenität der Heizöle am Austritt zu verbessern. Dies ist dadurch möglich, dass die Welligkeit der Hochgeschwindigkeitsströmung gleichzeitig mit der Turbolisierung durchgeführt ist. Die Homogenität ist durch die konstante Veränderung der Richtung und der Geschwindigkeit der Strömung des aufbereiteten Materials erreicht.The implementation of the disclosed invention has made it possible to achieve the pending technical result. Ie. reduce the viscosity of treated heavy fuel oils containing asphaltic pitches from 10 ° to 7 ° Engler grade and improve the homogeneity of fuel oils at the outlet. This is possible because the ripple of the high-speed flow is performed simultaneously with the turbolization. The homogeneity is achieved by the constant change of the direction and the speed of the flow of the processed material.
Zur Verbesserung der Homogenisierung ist die Anzahl der Kavitatoren
Es ist auch wichtig, dass die Antriebswellen
Ist der Rohrausgang mit einem Manometer und einer Rohrumleitung versehen, dann kann die Flüssigkeit über diese Einrichtungen geführt und der Prozess der Rotor-Pulsationsvorrichtung überwacht werden.If the pipe outlet is provided with a pressure gauge and a pipe diversion, then the liquid can be passed over these devices and the process of the rotor pulsation device can be monitored.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- RU 331811 [0005] RU 331811 [0005]
- CH 372537 [0007] CH 372537 [0007]
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CH372537A (en) | 1957-11-21 | 1963-10-15 | Forsch Inst Professor Ing Chem | Method and device for the continuous treatment of solid, liquid and / or gaseous media |
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