RO137817A0 - Mixing system with variable-geometry injection nozzles - Google Patents
Mixing system with variable-geometry injection nozzles Download PDFInfo
- Publication number
- RO137817A0 RO137817A0 ROA202300428A RO202300428A RO137817A0 RO 137817 A0 RO137817 A0 RO 137817A0 RO A202300428 A ROA202300428 A RO A202300428A RO 202300428 A RO202300428 A RO 202300428A RO 137817 A0 RO137817 A0 RO 137817A0
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- nozzles
- variable geometry
- geometry
- variable
- mixing
- Prior art date
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Ο 137817ΑΟΟ 137817ΑΟ
OFiCiUL DE £7ΛΤ FSffRU JNVZ țîOFFICE OF £7ΛΤ FSffRU JNVZ Ș
Cerero de brevet de _ Nr.............Patent application of _ No .............
Data depozit............Date of deposit............
Sistem de amestecare cu geometrie variabila a duzelor de injecțieMixing system with variable injection nozzle geometry
IntroducereIntroduction
In urma crizei combustibililor fosili și a adoptării hidrogenului ca un nou vector de energie, piața europeană a gazului metan a început să fie supusă unor presiuni în vederea realizării de amestecuri de gaz metan cu hidrogen și de utilizare a acestor amestecuri drept înlocuitori ai gazului metan pur. Se anticipează a se realiza chiar amestecuri de mai multe substanțe gazoase, incluzând mai multe tipuri de hidrocarburi gazoase, care sunt miscibile în anumite proporții·In the wake of the fossil fuel crisis and the adoption of hydrogen as a new energy vector, the European methane gas market has begun to be under pressure to produce mixtures of methane gas with hydrogen and to use these mixtures as substitutes for pure methane gas . It is anticipated that even mixtures of several gaseous substances, including several types of gaseous hydrocarbons, are miscible in certain proportions·
Datorită acestor cerințe, în ultima perioadă de timp se fac eforturi intense și pentru dezvoltarea de noi tipuri de instalații automatizate care să realizeze amestecarea dar și controlul amestecării din punctul de vedere al procentelor volumetrice/masice. Sunt avute în vedere, de către producătorii de echipamente și bunuri electrocasnice, împreună cu furnizorii și companiile care instalează echipamente din domeniul distribuirii și utilizării gazului metan, atât producerea cât și transportul acestor noi tipuri de amestecuri către consumatorul final.Due to these requirements, in the last period of time intensive efforts are also being made for the development of new types of automated installations to perform the mixing but also the control of the mixing from the point of view of volumetric/mass percentages. Both the production and the transport of these new types of mixtures to the final consumer are considered by the manufacturers of equipment and electrical household goods, together with the suppliers and companies that install equipment in the field of distribution and use of methane gas.
Ca un deziderat deja considerat normal, pentru societatea modernă, se dorește miniaturizarea și eficientizarea acelor sisteme deja existente, scăderea consumurilor specifice tehnologice ale acestora, menținerea stării de amestec a componentelor constituente până în momentul utilizării precum și găsirea de noi modele, soluții și metode analitice performante pentru măsurarea, efectuarea rapidă și în proporțiile reglabile dar și pentru controlul amestecului ce se dorește a fi realizat. Eforturi intense sunt dedicate menținerii standardelor de calitate dar și de siguranță atât pentru etapa de formare a amestecului cât și pentru etapa de distribuție la utilizatorul final.As a desirable already considered normal, for modern society, we want the miniaturization and efficiency of those already existing systems, the decrease of their specific technological consumptions, the maintenance of the mixture state of the constituent components until the moment of use as well as the finding of new models, solutions and analytical methods performance for measuring, performing quickly and in adjustable proportions, but also for controlling the mixture that you want to achieve. Intense efforts are dedicated to maintaining quality and safety standards both for the stage of mixture formation and for the stage of distribution to the end user.
ProblemeProblems
Operarea sistemelor existente de distribuție a gazelor ce cuprind conducte, regulatoare de presiune, elemente de siguranță, arzătoare, aragazuri, centrale, etc. cu noile tipuri de amestecuri, ce conțin o proporție mai mare sau mai mică de hidrogen, în condiții de siguranță cere o mare atenție tehnică.Operation of existing gas distribution systems including pipes, pressure regulators, safety elements, burners, stoves, power plants, etc. with the new types of mixtures, containing a higher or lower proportion of hydrogen, safely requires great technical attention.
Prezenta invenție vine în sprijinul acestui deziderat, rezolvând problema introducerii controlate a unor rapoarte prestabilite de debite de componente gazoase, ce urmează a fi amestecate. Depinzând de aplicația finală, cu ajutorul acestei invenții, amestecurile dorite se vor putea modifica și realiza în diverse rapoarte procentuale.The present invention supports this objective, solving the problem of the controlled introduction of predetermined ratios of flow rates of gaseous components, to be mixed. Depending on the final application, with the help of this invention, the desired mixtures will be able to be modified and achieved in various percentage ratios.
RO 137817 AORO 137817 AO
Principiul de funcționare al acestui dispozitiv și sistem de amestecare se bazează pe măsurarea, controlul și forțarea curgerii componentelor viitorului amestec printr-un dispozitiv, cu geometrie variabilă, ce constituie subiectul prezentei invenții.The operating principle of this device and mixing system is based on measuring, controlling and forcing the flow of the components of the future mixture through a device, with variable geometry, which is the subject of the present invention.
Prezentarea invențieiPresentation of the invention
Prin injectarea continuă a uneia dintre componente în cealaltă, denumită și componenta majoritară, printr-o succesiune de orificii practicate în pereții elementului interior al amestecătorului, orificii ce au la partea superioară niște duze cu geometrie variabilă, și determinarea trecerii forțate progresive a amestecului astfel format printr-o succesiune de ecrane deflectoare cu formă aproximativ circulară, prevăzute cu fante dispuse succesiv, în opoziție, ce au rol și în determinarea schimbării sensului curgerii, se realizează omogenizarea amestecului dorit.By continuously injecting one of the components into the other, also called the majority component, through a sequence of holes drilled in the walls of the inner element of the mixer, holes that have nozzles with variable geometry at the top, and determining the progressive forced passage of the mixture thus formed through a sequence of deflector screens with an approximately circular shape, provided with slots arranged successively, in opposition, which also play a role in determining the change of flow direction, the desired mixture is homogenized.
In Figura 1 se prezintă o secțiune prin interiorul ansamblului amestecătorului, împreună cu poziționarea duzelor și a sistemului de ghidaj.Figure 1 shows a section through the inside of the mixer assembly, along with the positioning of the nozzles and the guide system.
Figura 1. Ansamblul amestecător cu geometrie variabilăFigure 1. Variable geometry mixer assembly
Amestecătorul este alcătuit dintr-o cămașă exterioară, denumită Corp amestecător (1), un Sistem de ghidaj liniar (2) de susținere și asamblare a tijelor de acționare, Tijele de acționare (3) din exterior pentru realizarea mișcării stânga-dreapta, mișcare ce modifică geometria orificiilor de ieșire din duză, împreună cu elementele elastice de etanșare aflate în exterior. Introducerea gazului majoritar se face prin exterior iar a gazului minoritar, al cărui debit se controlează, prin modificarea duzelor cu geometrie variabilă, se face prin interiorul corpului amestecătorului.The mixer consists of an outer jacket, called the Mixer Body (1), a Linear Guide System (2) for supporting and assembling the actuation rods, Actuation Rods (3) from the outside for making the left-right movement, movement that it changes the geometry of the exit holes in the nozzle, together with the elastic sealing elements on the outside. The introduction of the majority gas is done from the outside and the minority gas, the flow of which is controlled, by changing the nozzles with variable geometry, is done through the inside of the mixer body.
Figura 2. Elementele componente ale duzei cu geometrie variabilăFigure 2. Components of the variable geometry nozzle
Părțile componente pentru duzele cu geometrie variabilăComponent parts for variable geometry nozzles
Suport fix cu structură de ghidaj a petalelor (4)Fixed support with petal guide structure (4)
- Petale exterioare (6)- Outer petals (6)
Petale interioare (5)Inner Petals (5)
Cămașa exterioară de susținere și ghidare petale (7).The outer sleeve to support and guide the petals (7).
Element de acționare (8)Actuator (8)
Bucșă cu limitatorBushing with limiter
RO 137817 AORO 137817 AO
Modul de funcționare al duzelor cu geometrie variabilă se bazează pe mișcarea stânga-dreapta a cămășii exterioare (7) prin intermediul elementului de acționare (8), care susține în pereche petalele exterioare (6) și pe cele interioare (5), și care prin mișcarea relativă față de suportul fix prevăzut cu o structură de ghidare (4), se deplasează în pereche conjugat, deplasându-se una peste alta modificând astfel geometria secțiunii de curgere a gazului.The operating mode of the nozzles with variable geometry is based on the left-right movement of the outer jacket (7) by means of the actuating element (8), which supports the outer petals (6) and the inner petals (5) in pairs, and which through the relative movement with respect to the fixed support provided with a guide structure (4), moves in a conjugate pair, moving one over the other thus changing the geometry of the gas flow section.
Pentru a realiza amestecul în diferite proporții și a menține aceste valori alese într-un mod stabil, este necesar ca una dintre componente să poată fi introdusă într-un mod ajustabil, în raport cu componentul principal. Există diverse sisteme care să asigure presiunea necesară elementelor/gazelor/fluidelor ce urmează a se amesteca, care să controleze existența acestor componente și care să elimine riscul de a rămâne fără unul dintre componente situație în care amestecul nu se realizează.In order to achieve the mixture in different proportions and to maintain these chosen values in a stable way, it is necessary that one of the components can be introduced in an adjustable way, in relation to the main component. There are various systems to ensure the necessary pressure for the elements/gases/fluids to be mixed, to control the existence of these components and to eliminate the risk of running out of one of the components if the mixture is not achieved.
Acționarea sistemului de reglare a debitului prin modificarea geometriei duzelor de injecție se poate face atât manual cât și automat, prin acționarea manuală sau automată, din exterior a unei roți ce este capabilă să transmită mișcarea în interiorul corpului amestecătorului prin intermediul unor tije.Actuation of the flow regulation system by changing the geometry of the injection nozzles can be done both manually and automatically, by the manual or automatic actuation from the outside of a wheel that is able to transmit the movement inside the mixer body by means of rods.
Debitul general al amestecului, care este un element diferit față de proporția în care se va obține amestecul, se poate măsura și regla în mod automat, cu ajutorul unor traductoare masice, altfel spus prin controlul maselor componentelor ce intră în structura amestecului.The general flow of the mixture, which is a different element from the proportion in which the mixture will be obtained, can be measured and adjusted automatically, with the help of mass transducers, in other words by controlling the masses of the components that enter the structure of the mixture.
Elementul de execuție, roata aflată în exteriorul corpului amestecătorului, poate fi acționată atât electric cât și pneumatic, de către un robinet sau de către un motor, configurația de acționare putând fi aleasă în funcție de elementele specifice aflate la dispoziția utilizatorului.The execution element, the wheel located outside the mixer body, can be actuated both electrically and pneumatically, by a tap or by a motor, the actuation configuration can be chosen according to the specific elements available to the user.
Dimensionarea elementelor de execuție, a părților componente ale acestora împreună cu tipul de caracteristici de reglaj este prezentată în literatura de specialitate [1-4] și se poate face, într-un mod simplificat, utilizând diverse relații de caracterizare a curgerilor. Sistemul pe care îl propunem prezintă o cădere de presiune foarte mică putându-se folosi la aplicații unde condițiile de siguranță impun presiuni de lucru mici și cerințele legate de păstrarea raportului componentelor gazoase constituente nu este foarte restrictiv.The dimensioning of the execution elements, their component parts together with the type of adjustment characteristics is presented in the specialized literature [1-4] and can be done, in a simplified way, using various flow characterization relationships. The system we propose presents a very low pressure drop, being able to be used in applications where safety conditions require low working pressures and the requirements related to maintaining the ratio of the constituent gaseous components is not very restrictive.
Prin stabilirea uneia dintre componentele amestecului drept componenta principală și alegerea raportului de amestecare a acestora se pot determina constante specifice constructive pentru un eventual element automat de control precum și parametrii caracteristici ai unei buclei de reglare a unui debit de amestec.By establishing one of the components of the mixture as the main component and choosing their mixing ratio, specific constructive constants can be determined for a possible automatic control element as well as the characteristic parameters of a loop for adjusting a mixture flow rate.
RO 137817 AORO 137817 AO
Principiul general de măsură al debitelor de fluide, deci și al celor de gaze, se bazează pe o configurație generală de buclă de reglare de debit în cascadă unde unul dintre elementele de control se constituie drept elementul (componenta) mașter” iar celălalt drept componenta slave” a cărei valoare este dictată implict de către componenta mașter și de către raportul de amestecare stabilit anterior. Raportul dintre componenta mașter și cea slave este impus de către operatorul uman, potrivit cerințelor tehnologice, prin stabilirea și introducerea acestor valori în secvența de program și prin dimensionarea elementelor pneumatice ale buclelor de reglare legate în cascadă.The general principle of measuring fluid flows, therefore also of gas flows, is based on a general cascade flow control loop configuration where one of the control elements is constituted as the master element (component) and the other as the slave component ” whose value is implicitly dictated by the master component and the previously set mix ratio. The ratio between the master and the slave component is imposed by the human operator, according to the technological requirements, by establishing and entering these values in the program sequence and by sizing the pneumatic elements of the cascaded control loops.
In configurația pe care o propunem dacă se dorește schimbarea raportului de amestecare, fără a se modifica presiunea componentei slave, este necesară schimbarea geometriei duzelor de amestecare, care se poate face atât manual cât și automat depinzând de tipul de acționare ales de utilizator.In the configuration we propose, if it is desired to change the mixing ratio, without changing the pressure of the slave component, it is necessary to change the geometry of the mixing nozzles, which can be done both manually and automatically depending on the type of actuation chosen by the user.
Figura 3. Duza cu geometrie variabilă în poziția a) închis” și b)”deschis”Figure 3. Nozzle with variable geometry in position a) closed" and b)"open"
Stadiu] tehniciiStage] of the technique
Literatura de specialitate împreună cu bazele de date [1-4] prezintă o diversitate de metode de amestecare a unor debite de lichide, de la metode de amestecare generale [5,6] aplicabile tuturor fluidelor până la metode specifice unor fluide cu caracteristici mai speciale.The specialized literature together with the databases [1-4] presents a diversity of methods for mixing liquid flows, from general mixing methods [5,6] applicable to all fluids to specific methods for fluids with more special characteristics .
Prezenta invenție descrie un dispozitiv de amestecare gaze, bazat pe injecția unui curent de gaz în altul, în mod continuu prin intermediul unor duze, mișcarea amestecului astfel format trecând progresiv printr-un sistem de amestecare, conform cu Figura 1. Debitul componentului secundar se poate modifica și prin modificarea geometriei duzelor elementului de injecție nu numai prin varierea presiunii gazului, de exemplu, aceasta fiind soluția cea mai frecvent utilizată în tehnică.The present invention describes a gas mixing device, based on the injection of one gas stream into another, continuously by means of nozzles, the movement of the mixture thus formed passing progressively through a mixing system, according to Figure 1. The flow rate of the secondary component can be modify also by changing the geometry of the nozzles of the injection element not only by varying the gas pressure, for example, this being the most frequently used solution in the technique.
în vederea realizării omogenității amestecului curgerea amestecului este constrânsă printre un număr de șicane de formă aproape cilindrică, pe care le-am denumit ecrane deflectoare, ce sunt urmate succesiv de duzele de injecție cu geometrie variabilă, ce determină injecția uneia dintre componente astfel încât aceasta să se facă progresiv, profilul de curgere să fie aproape identic, iar amestecul format să fie uniform distribuit la ieșirea din succesiunea de armături șicane.in order to achieve the homogeneity of the mixture, the flow of the mixture is constrained between a number of almost cylindrical baffles, which we called deflector screens, which are successively followed by injection nozzles with variable geometry, which determine the injection of one of the components so that it it is done progressively, the flow profile should be almost identical, and the mixture formed should be uniformly distributed at the exit from the sequence of chicane reinforcements.
RO 137817 AORO 137817 AO
AvantajeBenefits
Problema pe care o rezolvă prezenta invenție o constituie modificarea debitului sau al procentului unei componente, lichide sau gazoase, ce urmează a fi introdusă într-un curent de amestec, într-un mod reglabil, cu ajutorul unor duze cu geometrie variabilă. Altă metodă, mai scumpă, s-ar putea baza pe existența unei presiuni ridicate și prin constrângerea curgerii printr-un sistem duză-ajustaj.The problem that the present invention solves is the modification of the flow rate or the percentage of a component, liquid or gaseous, to be introduced into a mixture stream, in an adjustable way, with the help of nozzles with variable geometry. Another, more expensive method could rely on the existence of high pressure and by constraining the flow through a nozzle-adjustment system.
ConcluzieConclusion
Situația la ora actuală, în industriile de profil, după cum ar fi cea a alimentării cu amestecuri de hidrogen și gaze naturale a locuințelor, în vederea reducerii amprentei de carbon, constă din amestecarea unor volume, proces ce se poate realiza în flux continuu, prin introducerea unui fluid în altul și presupune existența unei diferențe de presiune sau a introducerii deliberate a unei căderi de presiune. în această configurație pe care o propunem produsul rezultat se poate obține și dacă nu sunt diferențe mari de presiune ceea ce constituie un avantaj din punctul de vedere al siguranței în exploatare, prin modificarea geometriei duzelor de injecție. Omogenitatea amestecului se realizează prin introducerea succesivă și prin schimbarea direcției de curgere a amestecului progresiv format.The current situation, in the relevant industries, such as that of supplying homes with mixtures of hydrogen and natural gas, in order to reduce the carbon footprint, consists of mixing volumes, a process that can be carried out in continuous flow, through the introduction of one fluid into another and presupposes the existence of a pressure difference or the deliberate introduction of a pressure drop. in this configuration that we propose, the resulting product can also be obtained if there are no large pressure differences, which is an advantage from the point of view of operational safety, by changing the geometry of the injection nozzles. The homogeneity of the mixture is achieved by successive introduction and by changing the flow direction of the progressively formed mixture.
RO 137817 AORO 137817 AO
BIBLIOGRAFIEBIBLIOGRAPHY
[1] V. Marinoiu, I. Poschina, M. Stoica, Robinete de reglare, Editura tehnica, București, 1980.[1] V. Marinoiu, I. Poschina, M. Stoica, Adjusting valves, Technical Publishing House, Bucharest, 1980.
[2] US Patent 5083872[2] US Patent 5083872
[3] US Patent 6517232[3] US Patent 6517232
[4] US Patent 3973759[4] US Patent 3973759
[5] US Patent 4571092[5] US Patent 4571092
[6] US Patent 6036357[6] US Patent 6036357
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA202300428A RO137817A0 (en) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | Mixing system with variable-geometry injection nozzles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA202300428A RO137817A0 (en) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | Mixing system with variable-geometry injection nozzles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RO137817A0 true RO137817A0 (en) | 2023-12-29 |
Family
ID=89324748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ROA202300428A RO137817A0 (en) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | Mixing system with variable-geometry injection nozzles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RO (1) | RO137817A0 (en) |
-
2023
- 2023-08-04 RO ROA202300428A patent/RO137817A0/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10919003B2 (en) | Method and apparatus for dynamic gas mixture production | |
CN101678289A (en) | Low-pressure-drop mixing device and use thereof in the mixing of two gases/vapours | |
JP6955562B2 (en) | Biogas mixing and verification system and method | |
CN102489045A (en) | Gas-liquid two-phase self-adaption constant flow distributor | |
RO137817A0 (en) | Mixing system with variable-geometry injection nozzles | |
CN106267894B (en) | Series connection simulation moving bed system | |
CN101868113B (en) | Gas injection system and the method for running gas injection system | |
US6082398A (en) | Device for regulating the flow of gases having substantially different molar masses | |
KR100875498B1 (en) | Gas calorie fluctuation suppressor, fuel gas supply equipment, gas turbine equipment and boiler equipment | |
CN205784061U (en) | A kind of gas-liquid two-phase allotter, parallel-flow heat exchanger and air-conditioner | |
CN109675476B (en) | Two-phase bubble flow mixing device and method for bottom inlet of vertical rod bundle channel | |
EP2413409B1 (en) | Central media supply unit for reformer fuel cell systems | |
US10683230B2 (en) | Gas branching apparatus and method for manufacturing fine glass particle deposited body using the same | |
CN202302075U (en) | Flow regulating valve and water and gas mixing device thereof | |
CN103395742B (en) | New water carbon ratio control device | |
CN2515545Y (en) | Liquefied petroleum gas mixed gas spray nozzle regulator | |
CN112495269A (en) | Generating device | |
CN107036343A (en) | Throttle regulator control system, air conditioner and throttling regulation and control method | |
JPS61192329A (en) | Mixing apparatus | |
CN112892462A (en) | Gas-liquid mixing device and isomerization system | |
CN219186491U (en) | Gas mixing device | |
CN214076357U (en) | Generating device | |
CN213467429U (en) | Gas proportion detection device | |
CN110227380B (en) | Protective gas mixing device for remelting piston | |
CN205164650U (en) | Solid -liquid mixing device |