RU159236U1 - Струйный гидравлический смеситель - Google Patents

Abstract

1. Струйный гидравлический смеситель, включающий цилиндрический корпус с входными и выходным патрубками, в котором последовательно по направлению движения потока установлены встречно направленные вихревые камеры смешиваемого компонента и рабочего агента, выполненные в виде тел вращения с тангенциальными каналами, отличающийся тем, что на выходе вихревой камеры рабочего агента установлена насадка в виде втулки, на внутренней поверхности которой выполнены продольно направленные радиальные пазы.2. Струйный гидравлический смеситель по п.1, отличающийся тем, что радиальные пазы насадки вихревой камеры рабочего агента выполнены цилиндрической формы, а насадка выполнена из износостойкого материала.3. Струйный гидравлический смеситель по п.1, отличающийся тем, что вихревые камеры смешиваемого компонента и рабочего агента выполнены в виде параболоидов вращения.

Description

Полезная модель относится к смесительным устройствам для смешивания потоков жидкостей, и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в химической, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Для смешивания жидкостей различной плотности, склонных к расслоению состава, широко используются кавитационные устройства и вихревые смесители различных конструкций.

Известны, например, кавитационные устройства (RU 2202406), которые выполнены в виде трубы с внутренней трубчатой перегородкой, кавитаторы из пластин размещены в кольцевой полости и внутри центральной трубы, а вихревая камера установлена на входе. Известны вихревые смесители, состоящие из двух коаксиально расположенных труб с закручивающими устройствами с противоположными направлениями закрутки во внутренней трубе и межтрубном пространстве (RU 2414283), либо снабженные закручивающим устройством и перфорированной диафрагмой (RU 2091144).

Общим недостатком указанных устройств является невысокие эффективность и качество получаемой смеси.

Известен также смеситель RU 1375305, который имеет корпус с патрубками ввода смешиваемого компонента и рабочего агента, кольцевые коллекторы с тангенциально направленными отверстиями и тангенциально направленными соплами, ориентированными в противоположную сторону относительно отверстий.

К недостаткам известного устройства относятся невысокая степень диспергирования рабочего агента и интенсивность перемешивания жидкостей для получения однородного состава.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является смеситель, включающий цилиндрический корпус с входными и выходным патрубками. В корпусе последовательно по направлению движения потока установлены встречно направленные вихревая камера смешиваемого компонента с тангенциальными каналами и вихревая камера рабочего агента с тангенциальными каналами, которая выполнена в виде цилиндра с цилиндрическими отверстиями или в виде гиперболоида вращения. На выходе из корпуса имеется успокоительная камера в виде набора пластин (RU 2189851, оп. 27.09.2002, МПК B01F 3/04) - прототип.

Недостаточная интенсивность процесса перемешивания смешиваемого компонента и рабочего агента в конструкции прототипа объясняется тем, что значительная часть энергии затрачивается на внутреннее трение в неперемешанных потоках. В зоне контакта вращающихся потоков, направленных навстречу друг другу, трение оказывает тормозящее влияние на всю их массу, обусловленное различной вязкостью жидкостей, что снижает эффективность перемешивания. Процесс перемешивания при слабой его интенсивности характеризуется нестабильностью и неустойчивостью равновесия противодействующих потоков, а продукты химической реакции смешиваемых жидкостей залипают на внутренней поверхности корпуса.

Задача, положенная в основу полезной модели, заключается в создании смесителя, обеспечивающего повышение эффективности перемешивания.

Технический результат заключается в увеличении интенсивности диспергирования взаимодействующих фаз и равномерности их распределения с получением гомогенной структуры смеси без дополнительных затрат энергии.

Технический результат достигается тем, что в струйном гидравлическом смесителе, включающем цилиндрический корпус с входными и выходным патрубками, в котором установлены встречно направленные вихревые камеры смешиваемого компонента и рабочего агента, выполненные в виде тел вращения с тангенциальными каналами, выполняющими роль начальных завихрителей потоков. Новым является то, что на выходе вихревой камеры рабочего агента установлена насадка в виде втулки, на внутренней поверхности которой выполнены продольно направленные радиальные пазы. Целесообразно радиальные пазы насадки вихревой камеры рабочего агента выполнить цилиндрическими, а саму насадку - из износостойкого материала. Для усиления эффекта диспергирования вихревые камеры смешиваемого компонента и рабочего агента могут быть выполнены в виде параболоидов вращения.

Полезная модель поясняется выполнением смесителя на примере перемешивания нефти с водой и сопровождающими чертежами, на которых представлены:

Фиг. 1 - общий вид струйного гидравлического смесителя;

Фиг. 2 - расположение радиальных каналов - пазов насадки в вихревой камере рабочего агента, сечение А-А на Фиг. 1.

Струйный гидравлический смеситель состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором последовательно по направлению движения потока установлены встречно направленные вихревая камера 2 смешиваемого компонента - нефти и вихревая камера 3 рабочего агента - воды, а на выходе из корпуса 1 - успокоительная камера 4 в виде набора радиальных колец. Вихревая камера 2 нефти имеет тангенциальные каналы 5 и представляет собой параболоид вращения. Вихревая камера 3 воды, представляющая собой также параболоид вращения с тангенциальными каналами 6, снабжена на выходе насадкой 7 из износостойкого материала. Насадка 7 выполнена в виде фланцевой втулки, на внутренней поверхности которой выполнены продольно направленные радиальные цилиндрические пазы. Входной патрубок 8 нефти и выходной патрубок 9 смеси расположены на центральной оси корпуса 1, а входной патрубок 10 воды расположен перпендикулярно корпусу 1 смесителя.

Работа смесителя осуществляется следующим образом.

Смешиваемый компонент - поток нефти подается в корпус 1 смесителя через патрубок 8 и, проходя по тангенциальным каналам 5, выполняющими роль начального завихрителя потока, поступает в вихревую камеру 2. Рабочий агент - поток воды, подаваемый в корпус 1 смесителя через патрубок 10, проходя по тангенциальным каналам 6 в вихревую камеру 3, также закручивается. При этом в параболоидной вихревой камере 2 нефти происходит интенсивная турбулентная диффузия потока с получением умеренно закрученной струи. В параболоидной вихревой камере 3 воды, имеющей меньший диаметр, чем вихревая камера 2 нефти, поток воды закручивается сильнее, способствуя созданию акустического волнового поля. На выходе из. камеры 3 поток сильно закрученных ленточных струй воды, проходя через радиальные каналы-пазы насадки 7, разбивается на еще более тонкие закрученные ленточные струйки. Активизированные потоки нефти и воды из параболоидных камер 2 и 3 устремляются навстречу друг другу и интенсивно скручиваются. При этом брызги, капли и струйки воды, соударяясь с нефтью и разрушая эмульсионную оболочку, эффективно и равномерно перемешиваются. Смесь, перемещаясь к выходу из корпуса 1, ударяется о радиальные кольца успокоительной камеры 4, затормаживается, нагревается, домешивается, стабилизируется и выдается из смесителя через выходной патрубок 9.

Технический результат достигается за счет части потенциальной энергии потоков в трубопроводах без дополнительных затрат энергии при любом выполнении вихревых камер в виде тел вращения (цилиндр, эллипс, гиперболоид, параболоид) и при наличии продольных радиальных каналов, выполненных как в насадке, установленной на выходе вихревой камеры рабочего агента, так и непосредственно в камере при ее изготовлении.

Claims (3)

1. Струйный гидравлический смеситель, включающий цилиндрический корпус с входными и выходным патрубками, в котором последовательно по направлению движения потока установлены встречно направленные вихревые камеры смешиваемого компонента и рабочего агента, выполненные в виде тел вращения с тангенциальными каналами, отличающийся тем, что на выходе вихревой камеры рабочего агента установлена насадка в виде втулки, на внутренней поверхности которой выполнены продольно направленные радиальные пазы.

2. Струйный гидравлический смеситель по п.1, отличающийся тем, что радиальные пазы насадки вихревой камеры рабочего агента выполнены цилиндрической формы, а насадка выполнена из износостойкого материала.

3. Струйный гидравлический смеситель по п.1, отличающийся тем, что вихревые камеры смешиваемого компонента и рабочего агента выполнены в виде параболоидов вращения.

Images