RU220746U1 - Смеситель - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к смесительным устройствам и может быть применена для приготовления однородных смесей и эмульсий, может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности перемешивания и увеличение производительности в целом.

Поставленный технический результат достигается при использовании смесителя, содержащего цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, смесительный элемент, выполненный в виде пластины с чередующимися лепестками, причем пластина выполнена со вставками, в виде труб, снабженных ограничителями и кольцами, а лепестки выполнены из листового материала, обладающего эффектом памяти и установлены с возможностью перемещения по кольцам.

Description

Полезная модель относится к смесительным устройствам и может быть применена для приготовления однородных смесей и эмульсий, может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Имеющиеся статические смесители характеризует низкая интенсивность процесса смешивания из-за образования потоков жидкости недостаточно полно смешиваемых между собой, а наличие нескольких сборных элементов приводит к образованию на их поверхности отложений, что в совокупности снижает эффективность протекания процесса [например, Брагинский Л.Н. и др. Перемешивание в жидких средах. - Л.: Химия, 1984, с.323, рис.14.2., а.с. №1443950, B01F 5/06, 1988].

Известна конструкция статического смесителя, содержащая корпус с патрубками ввода компонентов и вывода смеси, две группы усеченных полых перфорированных конусов, обращенных большими основаниями к патрубкам ввода компонентов, одна группа конусов соприкасается большими основаниями, размещенными на оси корпуса, а меньшие основания расположены на периферии. Конусы повернуты по часовой или против часовой стрелки. Между конусами первой группы установлены конусы второй группы, соприкасающиеся меньшими основаниями на оси, большие основания расположены на периферии корпуса. По периферии корпуса установлен завихритель, который смещен от больших оснований конусов в сторону меньших оснований, а на оси установлен также завихритель, смещенный относительно больших оснований конусов в сторону меньших оснований. Кроме того, в статическом смесителе на входе в большие основания конусов установлены завихрители, при этом пластины завихрителей, установленных в первом и третьем квадрантах плоскости поперечного сечения корпуса, установлены под одним углом к радиальной плоскости корпуса, а пластины завихрителей, установленных во втором и четвертом квадрантах, повернуты в противоположном направлении [а.с. №2014879, B01F 5/00, 1994].

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся малая эффективность работы в силу конструкции. Весь поток жидкости перекрыт рядом конструктивных элементов: конусы с отверстиями и завихрителями, осевой и периферийный завихрители. Все эти элементы представляют собой большое гидравлическое сопротивление. Жидкость пойдет по пути наименьшего сопротивления, то есть в зазоры между конусами и завихрителями. Для повышения эффективности смешивания необходимо повышенное давление, повышающее одновременно и энергозатраты. Кроме того, элементы смесителя представляются достаточно сложными конструктивными деталями, на поверхностях которых могут образовываться отложения, что также снижает эффективность применения устройства в целом.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является статический смеситель, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, вдоль оси которого установлен смесительный элемент, где смесительный элемент выполнен в виде пластины с чередующимися лепестками на ее поверхностях, причем перед каждым лепестком со стороны входного патрубка имеется отверстие [Пм.РФ №129419, МПК B01F5/00, опубл. 27.06.2013 г.].

К причинам, препятствующих достижению заданного технического результата, относится недостаточная эффективность процесса перемешивания в виду его интенсификации только по оси движения потока, что не предусматривает разрушение пристенного ламинарного слоя, а следовательно недостаточное перемешивание всего объема смешиваемых компонентов, а в застойных зонах за лепестками будут образовываться отложения которые приведут к увеличению гидравлического сопротивления, что в совокупности будет снижать эффективность протекания процесса.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности перемешивания.

Поставленный технический результат достигается при использовании смесителя, содержащего цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, смесительный элемент, выполненный в виде пластины с чередующимися лепестками, причем пластина выполнена со вставками, в виде труб, снабженных ограничителями и кольцами, а лепестки выполнены из листового материала, обладающего эффектом памяти и установлены с возможностью перемещения по кольцам.

Исполнение лепестков из листового материала, подвижно соединенных с пластиной и возможностью их вращения под действием смешиваемых компонентов позволяет повысить эффективность перемешивания, за счет создания вихревых потоков вращающимися элементами в процессе работы, на макро- и микроуровне, разрушать пристенный ламинарный слой, а также предотвращать образование отложений на поверхности лепестка, за счет их непрерывного вращения в процессе работы, что в совокупности приводит к увеличению эффективности протекания процесса.

Установка лепестков с возможностью перемещения по кольцам позволяет создавать непрерывное вращение, возникающее в результате самораскручивания лепестка в виду его сложной геометрической формы, что позволяет без внешнего привода проводить процесс перемешивания, что способствует интенсификации протекания процесса в целом.

Установка лепестков на вставках в виде труб с ограничителями позволит предотвращать ударение вращающегося лепестка с пластиной, а, следовательно, поддерживать их постоянное вращения и стационарность протекания процесса перемешивания, что позволит увеличить эффективность протекания процесса в целом.

Исполнение лепестков из листового материала, обладающего эффектом памяти, позволяет в процессе ремонта и осмотра изменять свою форму в исходное («холодное») состоянии при нормальной температуре, что приводит к растрескиванию отложений на ее поверхности, а также проводить очистку внутренней поверхности корпуса. В процессе работы, то есть в «горячем» состоянии при рабочих температурах лепесток будет принимать рабочее положение. Это уменьшает время простоя аппарата на очистку, что увеличивает основное время работы и приводит к росту производительности в целом.

На фиг.1 представлен вид сверху аппарата в разрезе, а на фиг.2 главный вид.

Смеситель состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, вдоль оси которого установлен смесительный элемент. Смесительный элемент выполнен в виде пластины 4 с вставками, выполненными в виде трубы 5, оснащенной кольцом 6 на котором, установлен лепесток 7, с возможностью перемещения по кольцу 6. Лепестки 7 выполнены из листового материала, обладающего эффектом памяти. Трубы 5 снабжены ограничителями 8, установленными ближе к ее центру.

Смеситель работает следующим образом.

Смешиваемые компоненты подаются через входной патрубок 2 и начинают двигаться в корпусе 1 по направлению к выходному патрубку 3.

Лепестки 7 нагреваются от подаваемого потока и после протекания мартенситного превращения принимают рабочее («горячее») состояние, что приводит к распрямлению криволинейной поверхности лепестка. В тоже время поток смешивающихся жидкостей попадая на изогнутую лепестковую форму будут приводить к образованию вихревого потока на его тыльной части, что заставит лепестки 7 перемещаться по кольцам 6 и вызовет их вращение вокруг труб 5, при этом ограничители 8 препятствуют прижатию подаваемым потоком колец 6 к пластинам 4. Это приводит к интенсивному перемешиванию жидкости проходящей смесительный элемент на макро- и микроуровне, за счет создания вихревых потоков жидкости и турбулизации, а также значительно сокращает образование отложений на поверхности подвижных лепестков 7, что способствует увеличению времени безотказной работы, повышению эффективности процесса перемешивания и производительности в целом.

При остановке аппарата для его очистки подвижные лепестки 6, выполненные из листового материала, обладающего эффектом памяти, переходят в исходное («холодное») состояние, приобретая криволинейную форму, тогда отложения, образованные в процессе работы, на их поверхности деформируются, растрескиваются и отслаиваются от лепестков 7, а при необходимости очистки корпуса 1 создают свободное пространство для последующих технологических мероприятий, что уменьшает время обслуживания и, как следствие, сокращается время простоя аппарата, приводя к росту его производительности.

Материалы, обладающие эффектом памяти, известны. Это может быть нержавеющая сталь 12Х18H10T, никель-алюминиевый сплав NuAl (36,8% Al), сплав меди-алюминия и никеля, сплав марганца и никеля, а также титано-никелевый сплав, изменяющие свою форму при температурах от 100°С до 270°С. (Физические эффекты в машиностроении. Справочник / Под общей редакцией В.А. Лукьянец. – М.: Машиностроение 1993, с.150 – 152.).

Таким образом, использование смесителя, содержащего цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, смесительный элемент, выполненный в виде пластины со вставками, в виде труб, снабженных ограничителями и кольцами, лепестки, выполненные из листового материала, обладающего эффектом памяти и установленные с возможностью перемещения по кольцам, позволяет повысить эффективность перемешивания и увеличить производительности устройства в целом.

Claims (1)

1. Смеситель, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, смесительный элемент, выполненный в виде пластины с чередующимися лепестками, отличающийся тем, что пластина выполнена со вставками в виде труб, снабженных ограничителями и кольцами, а лепестки выполнены из листового материала, обладающего эффектом памяти, и установлены с возможностью перемещения по кольцам.