RU2009709C1

RU2009709C1 - Cavitation mixer

Info

Publication number: RU2009709C1
Authority: RU
Inventors: Л.М. Матвеенко; В.Ф. Калинин
Original assignee: Конструкторское бюро производственного объединения "Саратовнефтегаз"
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1991-11-04
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: mixing equipment. SUBSTANCE: mixer has a cylindrical body inside which a hollow cavitator in the form of a cone is fastened to a branch pipe. A system of deflectors provides deflection of fluid cavitation jets flowing over the cone to the area between the cavitator and a central deflector which is mounted normally to the fluid jet flow from a nozzle. EFFECT: improved mixing quality and hydraulic efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для смешения жидкостей. The invention relates to devices for mixing liquids.

Известно устройство для смешения жидкостей, содержащее корпус с проточной камерой, в которой установлен инжектор [1] . A device for mixing liquids, comprising a housing with a flow chamber, in which an injector [1] is installed.

Недостатком устройства является отсутствие интенсифицирующего воздействия на процесс перемешивания, в результате чего состав полученной смеси имеет недостаточную гомогенность. The disadvantage of this device is the lack of an intensifying effect on the mixing process, as a result of which the composition of the resulting mixture has insufficient homogeneity.

Известно устройство для смешения жидкостей, содержащее корпус с проточной камерой, в которой расположен распылитель [2] . A device for mixing liquids, comprising a housing with a flow chamber, in which the atomizer is located [2].

Однако процесс распыления в условиях избыточного давления основного потока жидкости и при заметной скорости потока подавляется, в связи с чем перемешиванием охватывается лишь доля потока в непосредственной близости от распылителя. However, the spraying process under conditions of excessive pressure of the main fluid flow and at a noticeable flow rate is suppressed, and therefore only a fraction of the flow in the immediate vicinity of the sprayer is covered by mixing.

Известен кавитационный смеситель, содержащий цилиндрический корпус, кавитатор в виде полого конуса, подводящий патрубок, выходной конец которого расположен в полости конуса [3] . Known cavitation mixer containing a cylindrical body, a cavitator in the form of a hollow cone, a supply pipe, the output end of which is located in the cavity of the cone [3].

Недостатком известного кавитационного смесителя является то, что он имеет недостаточно высокие эксплуатационные показатели по следующим причинам. A disadvantage of the known cavitation mixer is that it has insufficiently high performance for the following reasons.

Конструкция смесителя предусматривает распыление одной из жидкостей перед их смешением, а именно - той жидкости, которая подается в полость конуса через подводящий патрубок. Попадая в полость конуса, где пространство разрежено, распыляемая жидкость легко испаряется, переходя в парофазное состояние. Вторая же из смешиваемых жидкостей, обтекающая полый конус, практически не испаряется, оставаясь перед смешением в жидкофазном состоянии. Таким образом, после конуса гидромеханическому смешению подлежит пар и жидкость, а смешение веществ, находящихся в разнофазных состояниях, неэффективно. Поэтому качество смешения жидкостей в известном устройстве низкое. Соответственно низкие все технологические показатели, характеризующие работу известного смесителя. The design of the mixer involves spraying one of the liquids before mixing them, namely the liquid that is supplied to the cavity of the cone through the inlet pipe. Getting into the cavity of the cone, where the space is rarefied, the sprayed liquid easily evaporates, turning into a vapor-phase state. The second of the mixed liquids, flowing around the hollow cone, practically does not evaporate, remaining before mixing in the liquid phase state. Thus, after the cone, steam and liquid are subject to hydromechanical mixing, and the mixing of substances in different phase states is inefficient. Therefore, the quality of mixing liquids in the known device is low. Accordingly, low all technological indicators characterizing the operation of the known mixer.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных показателей кавитационного смесителя. The aim of the invention is to increase the operational performance of the cavitation mixer.

Указанная цель достигается тем, что в кавитационном смесителе, включающем цилиндрический корпус с консольно установленным в нем полым кавитирующим конусом и кольцевым отражателем, конец подводящего патрубка на выходе в полость конуса снабжен соплом, против которого между конусом и кольцевым отражателем установлен центральный отражатель, причем рабочая поверхность кольцевого отражателя наклонена к оси корпуса под углом, обеспечивающим отражение кавитационных струй в область между кавитирующим конусом и центральным отражателем, т. е. под острым углом к направлению движения потока. This goal is achieved by the fact that in a cavitation mixer including a cylindrical body with a hollow cavitating cone and an annular reflector cantilever mounted therein, the end of the inlet pipe at the outlet of the cone cavity is equipped with a nozzle against which a central reflector is installed between the cone and the annular reflector, and the working surface the annular reflector is inclined to the axis of the housing at an angle that ensures the reflection of cavitation jets in the region between the cavitating cone and the central reflector, i.e. at an acute angle to the direction of flow.

Снабжение соплом подводящего патрубка на выходе в полость конуса позволяет получать высокоскоростную струю примешиваемой жидкости, а наличие центрального отражателя против сопла между конусом и кольцевым отражателем обеспечивает ударное распыление и отражение этой жидкости в кавитационную полость между центральным отражателем и конусом. The nozzle supplying the inlet pipe at the exit to the cone cavity allows to obtain a high-speed jet of mixed liquid, and the presence of a central reflector against the nozzle between the cone and the annular reflector provides impact spraying and reflection of this liquid into the cavitation cavity between the central reflector and the cone.

Выполнение отражающей поверхности кольцевого отражателя, наклоненной к оси корпуса под углом, обеспечивающим отражение кавитационных струй в область между кавитирующим конусом и центральным отражателем, обеспечивает ударное распыление и отражение второй из смешиваемых жидкостей также в кавитационную полость, причем распыленные потоки обеих жидкостей взаимопересекаются. Это приводит к образованию гомогенной пылежидкостной смеси смешиваемых жидкостей, а поскольку такая смесь образуется в разреженном пространстве кавитационной полости, то пылежидкостная смесь испаряется. В итоге достигается идеальное качество смешения за счет рационального использования гидравлической энергии потока. The implementation of the reflective surface of the annular reflector, inclined to the axis of the housing at an angle that ensures the reflection of cavitation jets in the region between the cavitation cone and the central reflector, provides shock spraying and reflection of the second of the mixed liquids also into the cavitation cavity, and the sprayed flows of both liquids intersect. This leads to the formation of a homogeneous dust-liquid mixture of mixed liquids, and since such a mixture is formed in the rarefied space of the cavitation cavity, the dust-liquid mixture evaporates. The result is an ideal mixing quality due to the rational use of hydraulic energy flow.

На фиг. 1 изображен кавитационный смеситель; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a cavitation mixer; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Смеситель содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого на подводящем патрубке 2 закреплен кавитатор в виде полого конуса 3. Конец патрубка снабжен соплом 4, против которого на стержнях 5 установлен центральный отражатель 6, а против конуса установлен кольцевой отражатель 7, рабочая поверхность 8 кольцевого отражателя наклонена к оси корпуса под острым углом к направлению движения потока, обесточивающим отражение обтекающих конус кавитационных струй жидкости в области между кавитатором 3 и центральным отражателем 6, который расположен нормально к направлению струи жидкости 9, вылетающей из сопла 4. The mixer comprises a cylindrical body 1, inside of which a cavitator in the form of a hollow cone 3 is mounted on the supply pipe 2. The end of the pipe is equipped with a nozzle 4, against which the central reflector 6 is mounted on the rods 5, and the ring reflector 7 is installed against the cone, the working surface 8 of the ring reflector is inclined to the axis of the housing at an acute angle to the direction of flow, which de-energizes the reflection of the cavitating jets of fluid flowing around the cone in the region between the cavitator 3 and the central reflector 6, which is located normal to the direction of the jet of liquid 9, flying out of the nozzle 4.

Кавитационный смеситель работает следующим образом. Cavitation mixer works as follows.

Подаваемая в цилиндрический корпус 1 жидкость обтекает кавитатор 3 в виде высокоскоростных кавитационных струй 10. При этом за конусом 3 образуется разреженное пространство-кавитационная полость. Встречая на своем пути преграду в виде кольцевого отражателя 7, кавитационные струи от соударения с ним распыляются с отражением в кавитационную полость благодаря соответствующему наклону рабочей поверхности 8. Одновременно подаваемая в патрубок 2 вторая из смешиваемых жидкостей приобретает большую скорость благодаря соплу 4. Образованная при этом высокоскоростная струя 9 ударяется в центральный отражатель 6 с распылением и отражением пылежидкостной смеси в кавитационную полость. Отраженные жидкопылевые потоки обеих жидкостей взаимопересекаются, образуя пылежидкостную смесь, которая в условиях разреженной кавитационной полости превращается в пар с идеальным перемешиванием жидкостей. Далее парофазная смесь жидкостей устремляется к выходу из корпуса 1 через проходное сечение между кольцевым 7 и центральным 6 отражателями. The fluid supplied to the cylindrical body 1 flows around the cavitator 3 in the form of high-speed cavitation jets 10. At the same time, a rarefied space-cavitation cavity is formed behind the cone 3. Encountering an obstacle in the form of an annular reflector 7 on its way, cavitation jets from impact with it are sprayed with reflection into the cavitation cavity due to the corresponding inclination of the working surface 8. At the same time, the second of the mixed liquids supplied to the nozzle 2 acquires high speed due to the nozzle 4. The high-speed the jet 9 hits the central reflector 6 with spraying and reflection of the dust-liquid mixture into the cavitation cavity. The reflected liquid-dust flows of both liquids intersect, forming a dust-liquid mixture, which under the conditions of a rarefied cavitation cavity turns into steam with perfect mixing of the liquids. Next, the vapor-phase mixture of liquids rushes to exit the housing 1 through the bore between the annular 7 and the central 6 reflectors.

Таким образом, за счет рационального использования в смесителе гидравлической энергии потока достигается идеальное смешивание жидкостей, т. е. повышаются эксплуатационные показатели смесителя. (56) 1. Заявка Великобритании N 2089668, кл. В 01 F 5/10, 1980. Thus, due to the rational use of the hydraulic energy of the flow in the mixer, ideal mixing of liquids is achieved, i.e., the performance of the mixer is increased. (56) 1. UK application N 2089668, CL B 01 F 5/10, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 1351642, кл. В 01 F 5/00, 1987. 2. USSR author's certificate N 1351642, cl. B 01 F 5/00, 1987.

3. Авторское свидетельство СССР N 1662653, кл. В 01 F 5/06, 1991. 3. Copyright certificate of the USSR N 1662653, cl. B 01 F 5/06, 1991.

Claims

A CAVITATION MIXER containing a cylindrical housing, a hollow cone cavitator, a supply pipe, the output end of which is located in the cone cavity, characterized in that it is equipped with a nozzle mounted on the output end of the pipe, reflectors, one of which is made circular and at an acute angle to the direction of flow, and the other is mounted coaxially with the nozzle between the annular reflector and the cone.