RU174710U1

RU174710U1 - Mixing device

Info

Publication number: RU174710U1
Application number: RU2017113782U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Яковлевич Носырев; Лейла Салимовна Курманова; Алексей Владимирович Муратов; Сергей Александрович Петухов
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2017-10-30

Abstract

Полезная модель относится к области получения однородных смесей и может быть использована для получения многокомпонентных смесей газов и жидкостей с получением высокодисперсных однородных эмульсий в энергетических установках и аппаратах химической технологии.Перемешивающее устройство, содержащее торцевую крышку и разъемный многогранный корпус, на каждой грани которого выполнены не менее двух групп чередующихся тангенциально расположенных отверстий со штуцерами-жиклерами подачи жидкости и газа, а по оси корпуса выполнена цилиндрическая камера закручивания, согласно полезной модели, по высоте перемешивающего устройства дополнительно выполнено четное количество поясов, в которых размещены отверстия перпендикулярно тангенциальным отверстиям, и в них установлены штуцеры-жиклеры для подачи жидкости, причем в штуцерах-жиклерах как для подачи жидкости, так и подачи газа могут быть установлены шнековые завихрители.Перемешивающее устройство, выполненное в виде многогранного корпуса с цилиндрической камерой закручивания и тангенциально расположенными отверстиями в штуцерах-жиклерах для подачи жидкости с шнековыми завихрителями и дополнительно выполненными отверстиями, в которых установлены штуцеры-жиклеры для подачи газа, повышает степень однородности многокомпонентных смесей газов и жидкостей при перемешивании различных сред, в том числе многокомпонентных эмульсий, а также повышает на 20-30% эффективность энергетических установок, сокращает энергозатраты и уменьшает габариты.The utility model relates to the field of obtaining homogeneous mixtures and can be used to obtain multicomponent mixtures of gases and liquids with obtaining highly dispersed homogeneous emulsions in power plants and chemical technology devices. A mixing device containing an end cover and a detachable multifaceted housing, on each face of which at least two groups of alternating tangentially arranged holes with nozzles-nozzles for supplying liquid and gas, and cylinders are made along the axis of the housing According to the utility model, an even number of belts are additionally made along the height of the mixing device, in which the holes are perpendicular to the tangential holes, and nozzles for supplying liquid are installed in them, and in nozzles for supplying liquid and gas can be installed screw swirls. A mixing device made in the form of a multifaceted body with a cylindrical twisting chamber and tangentially located holes in nozzles-nozzles for supplying fluid with screw swirls and additionally made holes in which nozzles-nozzles for supplying gas are installed, increases the uniformity of multicomponent mixtures of gases and liquids when mixing various media, including multicomponent emulsions, and also increases by 20-30 % efficiency of power plants, reduces energy consumption and reduces overall dimensions.

Description

Полезная модель относится к области получения многокомпонентных смесей различных сред, в частности может быть использовано для получения многокомпонентных смесей газов и жидкостей для получения однородных эмульсий в энергетических установках и аппаратах химической технологии.The utility model relates to the field of producing multicomponent mixtures of various media, in particular, can be used to obtain multicomponent mixtures of gases and liquids to obtain homogeneous emulsions in power plants and chemical technology apparatuses.

Известен эжекторный смеситель газов, содержащий приемную камеру с соплом питания, сообщенную с камерой смешения и диффузором, имеющую радиальный канал подсоса с перекрывающим его входное сечение регулирующим элементом и регулятор давления газа перед соплом питания, причем канал подсоса выполнен в виде калиброванного отверстия, а перекрывающий его элемент выполнен в виде съемной заглушки, при этом в стенке приемной камеры выполнены дополнительные радиальные калиброванные отверстия, снабженные заглушками [патент РФ №2075339, МПК B01F 5/04, опубл. 20.03.97, БИ №8. Эжекторный смеситель газов / Жуков Б.П., Кожухов И.В. и др.].A known ejector gas mixer comprising a receiving chamber with a power nozzle in communication with a mixing chamber and a diffuser, having a radial suction channel with a regulating element overlapping its inlet section and a gas pressure regulator in front of the power nozzle, the suction channel being made in the form of a calibrated hole and overlapping it the element is made in the form of a removable plug, with additional calibrated radial holes provided with plugs in the wall of the receiving chamber [RF patent No. 2075339, IPC B01F 5/04, opu bl. 03/20/97, BI No. 8. Ejector gas mixer / Zhukov B.P., Kozhukhov I.V. and etc.].

Недостатком этого устройства является низкая эффективность перемешивания сред, сложная конструкция, а также значительные энергозатраты.The disadvantage of this device is the low efficiency of mixing media, complex design, as well as significant energy consumption.

Известно перемешивающее устройство, содержащее напорный трубопровод и стаканообразный корпус с отверстиями, причем корпус установлен на конце напорного трубопровода с возможностью вращения и состоит из двух стаканообразных частей, обращенных открытыми сторонами друг к другу, образуя одну полость, а отверстия, выполненные на цилиндрических элементах корпуса тангенциально к их внутренним поверхностям, имеют различное направление [патент РФ №2143945, МПК B01F 5/00, опубл. 10.01.2000, БИПМ №1. Перемешивающее устройство / Горшков Г.М., Горшков М.Г.].A mixing device is known comprising a pressure pipe and a glass-like body with holes, the body being mounted rotatably at the end of the pressure pipe and consists of two glass-like parts facing the open sides to each other, forming one cavity, and the holes made on the cylindrical elements of the body are tangential to their inner surfaces, have a different direction [RF patent No. 2143945, IPC B01F 5/00, publ. 01/10/2000, BIPM No. 1. Mixing device / Gorshkov G.M., Gorshkov M.G.].

Недостатком этого устройства также является низкая эффективность перемешивания сред и сложная конструкция.The disadvantage of this device is also the low mixing efficiency of the media and the complex design.

Известно перемешивающее устройство, содержащее напорные трубопроводы и разъемный корпус с отверстиями, корпус выполнен многогранным, по оси корпуса имеется цилиндрическая камера закручивания, образованная внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, торцом корпуса и торцевой крышкой, закрепленной на корпусе, при этом на каждой грани корпуса выполнено не менее двух групп чередующихся тангенциально расположенных отверстий, в которых установлены штуцеры-жиклеры, соединенные с напорными трубопроводами подачи жидкости и газа соответственно, а отводящий трубопровод выполнен в виде выходного штуцера-сопла и установлен по оси в торце камеры. [патент РФ №2255796, МПК B01F 5/00, опубл. 10.07.2005. Перемешивающее устройство / Носырев Д.Я., Скачкова Е.А., Росляков А.Д.].It is known a mixing device containing pressure pipelines and a detachable housing with holes, the housing is multifaceted, along the axis of the housing there is a cylindrical twisting chamber formed by the inner cylindrical surface of the housing, the housing end and the end cap mounted on the housing, with at least one housing face two groups of alternating tangentially arranged openings in which nozzles-nozzles are installed connected to pressure pipelines for supplying liquid and gas, respectively governmental, and the discharge line is designed as a nozzle outlet and a nozzle-mounted axially in the end of the chamber. [RF patent No. 225796, IPC B01F 5/00, publ. 07/10/2005. Mixing device / Nosyrev D.Ya., Skachkova EA, Roslyakov AD].

Недостатком этого устройства является низкая степень перемешивания сред и неоднородная дисперсность.The disadvantage of this device is the low degree of mixing of the media and inhomogeneous dispersion.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.

Техническим результатом является повышение качества однородной многокомпонентной смеси газов и жидкостей с получением высокодисперсных эмульсий при сокращении энергозатрат.The technical result is to improve the quality of a homogeneous multicomponent mixture of gases and liquids with obtaining highly dispersed emulsions while reducing energy consumption.

Технический результат достигается тем, что перемешивающее устройство, содержащее торцевую крышку и разъемный многогранный корпус, на каждой грани которого выполнены не менее двух групп чередующихся тангенциально расположенных отверстий со штуцерами-жиклерами подачи жидкости и газа, а по оси корпуса выполнена цилиндрическая камера закручивания, в перемешивающем устройстве, по его высоте дополнительно выполнено четное количество поясов, в которых выполнены отверстия перпендикулярно тангенциальным и в них установлены штуцеры-жиклеры для подачи жидкости, причем в штуцерах-жиклерах как для подачи жидкости, так и подачи газа могут быть установлены шнековые завихрители.The technical result is achieved by the fact that a mixing device containing an end cover and a detachable multifaceted housing, on each face of which at least two groups of alternating tangentially arranged holes are made with nozzles-nozzles for supplying liquid and gas, and a cylindrical twisting chamber is made along the axis of the housing, in the mixing device, its height additionally made an even number of belts in which holes are made perpendicular to the tangential and nozzles-nozzles are installed in them for supplying fluid, moreover, screw swirls can be installed in nozzles-nozzles both for supplying fluid and supplying gas.

Выполнение перемешивающего устройства в виде многогранного корпуса с цилиндрической камерой закручивания с тангенциально расположенными отверстиями на каждой грани корпуса и со штуцерами-жиклерами, которые дополнены шнековыми завихрителями в них для подачи топлива и дополнительное выполнение отверстий, которые расположены перпендикулярно тангенциальным отверстиям, установлены штуцеры-жиклеры для подачи газа и по высоте четного количества поясов с противоположным расположением тангенциальных каналов.The implementation of the mixing device in the form of a multifaceted body with a cylindrical swirl chamber with tangentially located holes on each face of the body and with nozzles-nozzles, which are supplemented by screw swirls in them for fuel supply and additional holes, which are perpendicular to the tangential holes, nozzles-nozzles for gas supply and the height of an even number of belts with an opposite arrangement of tangential channels.

Четное количество поясов позволяет повысить качество однородной многокомпонентной смеси газов и жидкостей, снизить вращательное движение высокодисперсной эмульсии на выходе перемешивающего устройства и исключить расслоение эмульсии в отводящем трубопроводе, а гидродинамическое перемешивание потоков в закрученной системе, под действием сдвиговых напряжений и объемных сил инерции, позволяет сократить энергозатраты.An even number of belts improves the quality of a homogeneous multicomponent mixture of gases and liquids, reduces the rotational motion of a finely dispersed emulsion at the outlet of the mixing device and eliminates the separation of the emulsion in the discharge pipe, and hydrodynamic mixing of flows in a swirling system under the action of shear stresses and volume forces of inertia reduces energy costs .

На фиг. представлено перемешивающее устройство.In FIG. a mixing device is provided.

Перемешивающее устройство содержит корпус 1, крышку 2, выходной штуцер-сопло 3, штуцеры-жиклеры 4 для подачи жидкости и штуцеры-жиклеры 5 для подачи газа, подсоединенные к напорным трубопроводам (условно не показаны), уплотнительные кольца штуцеров для подачи газа 6 и топлива 7, болты 8 для крепления крышки 2, гайки 9, уплотнительные шайбы 10, тангенциально расположенные отверстия 11, перпендикулярно расположенные отверстия 12, жиклеры 13 для подачи газа, шнековые завихрители 14 в штуцерах-жиклерах для подачи жидкости, цилиндрическую камеру закручивания 15.The mixing device comprises a housing 1, a cover 2, an outlet nozzle-nozzle 3, nozzles-nozzles 4 for supplying liquid and nozzles-nozzles 5 for supplying gas connected to pressure pipelines (not shown conventionally), o-rings of nozzles for supplying gas 6 and fuel 7, bolts 8 for fastening the cover 2, nuts 9, sealing washers 10, tangentially located holes 11, perpendicularly located holes 12, nozzles 13 for gas supply, screw swirls 14 in nozzles-nozzles for supplying liquid, twisting the cylindrical chamber Nia 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Корпус перемешивающего устройства 1 выполнен многогранным с количеством граней, пропорциональным количеству перемешиваемых компонентов, при этом коэффициент пропорциональности больше или равен двум. По оси корпуса 1 выполнена цилиндрическая камера закручивания 15, образованная внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1, торцом корпуса и крышкой 2, для крепления которой установлены болты 8, гайки 9, уплотнительные шайбы 10. На каждой грани корпуса 1 выполнены не менее двух групп чередующихся тангенциально расположенных к внутренней цилиндрической поверхности корпуса отверстий 11, в которые установлены штуцеры-жиклеры 4 для подачи жидкости с шнековыми завихрителями 14 и отверстий 12, расположенных перпендикулярно тангенциально расположенным отверстиям 11, в которые установлены штуцеры-жиклеры 5 для подачи газа. Перемешивающее устройство работает следующим образом. Различные среды, например, топливо через штуцеры-жиклеры 4 с уплотнительные кольцами штуцеров для подачи топлива 7 с шнековыми завихрителями 14 и газ через штуцеры-жиклеры 5 с уплотнительными кольцами для подачи газа 6 с жиклерами 13 поступают из напорных трубопроводов в цилиндрическую камеру закручивания 15. При этом струи жидкости в шнековых завихрителях 14 закручиваются и интенсивно перемешиваются со струями газа за счет гидродинамического перемешивания потоков в закрученной системе, под действием сдвиговых напряжений и объемных сил инерции. При движении струй жидкости и газа в тангенциально расположенных отверстиях 11 за счет эффекта эжекции возникает циркуляционное движение потока вокруг струй, которое перемешивает компоненты. На цилиндрической поверхности камеры закручивания 15 перемешанные струи топлива и газа чередуются по высоте, образуя единый закрученный поток. В камере закручивания потоки перемешаны на выходе из камеры закручивания в штуцере-сопле 3, который установлен в торцевой стенке корпуса 1, получаем однородный перемешанный поток газожидкостной эмульсии. При перемешивании более двух компонентов различных сред корпус выполняется с количеством граней, пропорциональным количеству перемешиваемых компонентов.The housing of the mixing device 1 is multifaceted with the number of faces proportional to the number of components being mixed, while the proportionality coefficient is greater than or equal to two. A cylindrical twisting chamber 15 is formed along the axis of the housing 1, formed by the inner cylindrical surface of the housing 1, the end of the housing and the cover 2, for the fastening of which bolts 8, nuts 9, and sealing washers 10 are installed. At least two groups of alternating tangentially arranged are made on each face of the housing 1 to the inner cylindrical surface of the housing of the holes 11, in which the nozzles-nozzles 4 are installed for supplying fluid with screw swirls 14 and holes 12 located perpendicular to the tangential distribution dix holes 11 in which are mounted nozzles, the nozzles 5 for the supply of gas. The mixing device operates as follows. Various media, for example, fuel through nozzles-nozzles 4 with sealing rings of nozzles for supplying fuel 7 with screw swirls 14 and gas through nozzles-nozzles 5 with sealing rings for supplying gas 6 with nozzles 13, come from pressure pipelines into a cylindrical twisting chamber 15. In this case, the liquid jets in the screw swirls 14 are twisted and intensively mixed with the gas jets due to hydrodynamic mixing of the flows in the swirling system, under the action of shear stresses and volume forces tion. When the jets of liquid and gas move in the tangentially located openings 11 due to the ejection effect, a circulating flow movement around the jets occurs, which mixes the components. On the cylindrical surface of the swirl chamber 15, the mixed jets of fuel and gas alternate in height, forming a single swirling stream. In the swirl chamber, the flows are mixed at the outlet of the swirl chamber in the nozzle-nozzle 3, which is installed in the end wall of the housing 1, we obtain a homogeneous mixed flow of gas-liquid emulsion. When mixing more than two components of different media, the body is made with the number of faces proportional to the number of mixed components.

Предлагаемая конструкция повышает степень однородности многокомпонентных смесей газов и жидкостей при перемешивании различных сред, в том числе многокомпонентных эмульсий, повышает на 20-30% эффективность энергетических установок, уменьшает габариты и сокращает энергозатраты.The proposed design increases the degree of homogeneity of multicomponent mixtures of gases and liquids when mixing various media, including multicomponent emulsions, increases the efficiency of power plants by 20-30%, reduces its size and reduces energy costs.

Claims

A mixing device comprising an end cover and a detachable multifaceted housing, on each face of which at least two groups of alternating tangentially arranged holes are made with nozzles-nozzles for supplying liquid and gas, and a cylindrical twisting chamber is made along the axis of the housing, characterized in that it is additionally made in height an even number of belts in which the holes are perpendicular to the tangential holes are placed, and nozzle-nozzles for supplying liquid are installed in them, moreover, in the nozzle-nozzle For both liquid and gas supply, screw swirls can be installed.