RU200412U1

RU200412U1 - DEVICE FOR MIXING FLOWS FLOWS

Info

Publication number: RU200412U1
Application number: RU2020120871U
Authority: RU
Inventors: Сергей Юрьевич Андреев; Максим Сергеевич Долгушев; Александр Анатольевич Князев
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2020-10-22

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для смешивания потоков жидкостей (обрабатываемой воды и жидкого реагента), и может быть использована в технологических процессах обеззараживания и очистки природных и сточных вод. Устройство для смешивания потоков жидкостей содержит две соосно расположенные вертикальные цилиндрические трубы, внутренняя из которых короче внешней, патрубки для ввода смешиваемых жидкостей, расположенные в торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства, находящийся в нижней части внешней трубы, верхняя часть которой герметично закрыта крышкой. В межтрубном кольцевом пространстве перпендикулярно оси симметрии труб находится перфорированная перегородка толщиной 3-5 мм, суммарная площадь отверстий которой составляет 30% от общей площади перегородки. Кольцевое пространство под перфорированной перегородкой снабжено тангенциально подсоединенными к внешней трубе патрубками для отвода и подвода рециркуляционного потока смешиваемых жидкостей, которые соединены трубопроводом с насосом и эжектором, подсасывающим атмосферный воздух. В герметичной крышке на верхней части внешней трубы установлен клапан для стравливания воздуха. Технический результат, получаемый при реализации изобретения, состоит в значительном повышении эффективности смешивания компонентов. 2 ил.The utility model refers to devices designed for mixing flows of liquids (treated water and liquid reagent), and can be used in technological processes of disinfection and purification of natural and waste waters. The device for mixing liquid streams contains two coaxially located vertical cylindrical pipes, the inner one is shorter than the outer one, nozzles for mixing liquids inlet located in the end part of the inner pipe, and a nozzle for removing the mixture from the annular space, located in the lower part of the outer pipe, the upper which is hermetically closed with a lid. In the annular annular space perpendicular to the axis of symmetry of the pipes, there is a perforated partition 3-5 mm thick, the total area of the holes of which is 30% of the total area of the partition. The annular space under the perforated partition is equipped with branch pipes tangentially connected to the outer pipe for diverting and supplying the recirculation flow of the mixed liquids, which are connected by a pipeline with a pump and an ejector that sucks in atmospheric air. An air bleed valve is installed in the sealed cover on the top of the outer pipe. The technical result obtained during the implementation of the invention consists in a significant increase in the efficiency of mixing the components. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для смешивания потоков жидкостей (обрабатываемой воды и жидкого реагента), и может быть использована в технологических процессах обеззараживания и очистки природных и сточных вод.The utility model refers to devices designed for mixing flows of liquids (treated water and liquid reagent), and can be used in technological processes of disinfection and purification of natural and waste waters.

Известно устройство «прямоточный вихревой смеситель», содержащее две коаксиально расположенные цилиндрические трубы, внутренняя из которых короче внешней, снабженные однозаходными закручивающими устройствами, имеющими разные направления закрутки, штуцеры для ввода компонентов, расположенные на торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства, находящийся с одной стороны устройства, при этом с другой его стороны торцевая часть внешней трубы смесителя герметично закрыта. (Патент на изобретение : регистрационный номер RU 2414283, номер заявки 2009107448 B01F 5/00, опубл. 20.03.2011, номер публикации патента 8).Known device "direct flow vortex mixer", containing two coaxially located cylindrical pipes, the inner one of which is shorter than the outer one, equipped with single-threaded swirling devices having different directions of swirling, fittings for introducing components located on the end part of the inner pipe, and a branch pipe for withdrawing the mixture from the intertube space located on one side of the device, while on the other side, the end part of the outer pipe of the mixer is hermetically closed. (Patent for invention: registration number RU 2414283, application number 2009107448 B01F 5/00, publ. 03/20/2011, patent publication number 8).

Основным недостатком известного устройства является низкая эффективность смешения компонентов.The main disadvantage of the known device is the low efficiency of mixing the components.

Задачей полезной модели является создание конструкции устройства, позволяющей повысить эффективность смешения компонентов в микрообъемах за счет обеспечения эффекта противотока газовой и жидкой фаз в местах локального сужения площади сечения потока с повышенной скоростью движения фаз.The task of the utility model is to create a device design that makes it possible to increase the efficiency of mixing the components in microvolumes by providing the effect of a counterflow of the gas and liquid phases in places of local narrowing of the flow cross-sectional area with an increased phase velocity.

Для решения указанной задачи устройство, содержащее две соосно расположенные вертикальные цилиндрические трубы, внутренняя из которых короче внешней, снабженное патрубками для ввода в него смешиваемых компонентов, присоединенными в торцевой части внутренней трубы, патрубками для вывода образовавшейся смеси, присоединенными к нижней части внешней трубы, верхняя часть которой герметично закрыта крышкой, дополнительно оснащается расположенной в межтрубном кольцевом пространстве перфорированной перегородкой толщиной 3-5 мм, суммарная площадь отверстий которой составляет 30% от общей площади перегородки, тангенциально присоединенными к внешней трубе патрубками для отвода и подвода рециркуляционного потока смешиваемых жидкостей, соединенными трубопроводом с насосом и эжектором, подсасывающим атмосферный воздух, и клапаном для стравливания воздуха, установленным на крышке в верхней части внешней трубы.To solve this problem, a device containing two coaxially located vertical cylindrical pipes, the inner one of which is shorter than the outer one, equipped with nozzles for introducing mixed components into it, connected in the end part of the inner pipe, nozzles for withdrawing the resulting mixture connected to the lower part of the outer pipe, the upper a part of which is hermetically sealed with a cover, additionally equipped with a perforated baffle with a thickness of 3-5 mm located in the annular space, the total area of the holes of which is 30% of the total area of the baffle, tangentially connected to the outer pipe with branch pipes for diverting and supplying the recirculating flow of mixed liquids, connected by a pipeline with a pump and ejector that sucks in atmospheric air, and an air bleed valve installed on the cover at the top of the outer pipe.

Полезная модель устройства для смешивания потоков жидкостей поясняется сопровождающими чертежами: Фиг. 1 - Общий вид устройства для смешивания потоков жидкостей, Фиг. 2 - Разрез А-А.A useful model of a device for mixing liquid streams is illustrated by the accompanying drawings: FIG. 1 - General view of the device for mixing liquid streams, FIG. 2 - Section A-A.

Устройство для смешивания потоков жидкостей содержит две соосно расположенные вертикальные цилиндрические трубы (внутреннюю 1 и внешнюю 2), патрубки 3 для ввода смешиваемых компонентов и патрубок 4 для вывода полученной смеси. Верхняя часть внешней трубы 2 герметично закрыта крышкой.The device for mixing liquid streams contains two coaxially located vertical cylindrical pipes (inner 1 and outer 2), nozzles 3 for introducing the mixed components and a nozzle 4 for outputting the resulting mixture. The upper part of the outer tube 2 is sealed with a cover.

Согласно изобретению в межтрубном кольцевом пространстве перпендикулярно оси симметрии труб расположена перегородка 6, имеющая перфорации 7. Суммарная площадь отверстий 7 в перегородке составляет 30% от общей площади перегородки. К внешней трубе 2 ниже перфорированной перегородки 6 тангенциально присоединены патрубки 8 и 9, соединенные трубопроводом с насосом 10 и эжектором 11, подсасывающим атмосферный воздух. В герметичной крышке 5 на верхней части внешней трубы 2 установлен клапан 12 для стравливания воздуха.According to the invention, a partition 6 with perforations 7 is arranged in the annular space perpendicular to the pipe symmetry axis. The total area of the holes 7 in the partition is 30% of the total area of the partition. To the outer pipe 2 below the perforated partition 6 are tangentially connected nozzles 8 and 9, connected by a pipeline with a pump 10 and an ejector 11, sucking in atmospheric air. In the sealed cover 5 on the upper part of the outer pipe 2 there is a valve 12 for air release.

Устройство для смешения потоков жидкостей работает следующим образом: смешиваемые жидкости под напором поступают во внутреннюю трубу устройства 1 через патрубки 3 и далее проходят в кольцевое пространство, образованное трубами 1 и 2. Жидкость из кольцевого пространства по патрубку отвода рециркуляционного потока 8 поступает в насос 10, перекачивается через эжектор 11, где происходит подсос в рециркуляционный поток атмосферного воздуха. Водо-воздушная смесь под избыточным напором по патрубку 9, тангенциально присоединенному к внешней трубе 2, поступает в кольцевое пространство, где образуется нисходящий поток водо-воздушной смеси имеющий вращательно-поступательные движения. Под действием подъемной силы Архимеда пузырьки воздуха всплывают к поверхности перфорированной перегородки 6, проходят через отверстия 7 и образуют под крышкой 5 газовую прослойку, из которой воздух выводится через клапан 12. В противоток газовой фазе через отверстие 7 сверху вниз движется поток смешиваемых жидкостей, что обеспечивает эффективное макромасштабное и микромасштабное перемешивание. Окончательное перемешивание поступающих жидкостей происходит при движении смеси в противотоке со всплывающими пузырьками воздуха в кольцевом пространстве, образованном трубами 1 и 2. Полученная смесь выводится через патрубок 4, расположенный на внешней трубе 2.The device for mixing liquid streams works as follows: the mixed liquids under pressure enter the inner pipe of the device 1 through the nozzles 3 and then pass into the annular space formed by the pipes 1 and 2. The liquid from the annular space through the nozzle of the recirculation flow 8 enters the pump 10, It is pumped through the ejector 11, where it is sucked into the recirculated flow of atmospheric air. The water-air mixture under excess pressure through the branch pipe 9 tangentially connected to the outer pipe 2 enters the annular space, where a downward flow of the water-air mixture is formed, which has rotational-translational movements. Under the action of the buoyant force of Archimedes, air bubbles float to the surface of the perforated partition 6, pass through the holes 7 and form a gas layer under the cover 5, from which air is removed through the valve 12. In the counterflow of the gas phase through the hole 7, the flow of mixed liquids moves from top to bottom, which provides efficient macroscale and microscale mixing. The final mixing of the incoming liquids occurs when the mixture moves in countercurrent with floating air bubbles in the annular space formed by pipes 1 and 2. The resulting mixture is discharged through the pipe 4 located on the outer pipe 2.

Claims

A device for mixing liquid streams, containing two coaxially located vertical cylindrical pipes, the inner one of which is shorter than the outer one, nozzles for mixing liquids inlet located on the end part of the inner pipe, and a nozzle for removing the mixture from the annular space, located in the lower part of the outer pipe, upper a part of which is hermetically sealed with a cover, characterized in that a perforated partition with a thickness of 3-5 mm is installed in the annular space perpendicular to the axis of symmetry of the pipes, the total area of the holes of which is 30% of the total area of the partitions, while in the annular space under the perforated partition there are tangentially connected to the outer pipe branch pipes for diverting and supplying the recirculation flow of mixed liquids, connected by a pipeline with a pump and an ejector that sucks in atmospheric air, and a valve for bleeding air is installed in the sealed cover on the top of the outer pipe ear.