RU2248252C1 - Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser - Google Patents

Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser Download PDF

Info

Publication number
RU2248252C1
RU2248252C1 RU2004111873/28A RU2004111873A RU2248252C1 RU 2248252 C1 RU2248252 C1 RU 2248252C1 RU 2004111873/28 A RU2004111873/28 A RU 2004111873/28A RU 2004111873 A RU2004111873 A RU 2004111873A RU 2248252 C1 RU2248252 C1 RU 2248252C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stream
dispersion
vanes
emitter
treatment
Prior art date
Application number
RU2004111873/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Изотов (RU)
А.В. Изотов
В.М. Кожаринов (RU)
В.М. Кожаринов
С.Н. Деринг (RU)
С.Н. Деринг
Original Assignee
Изотов Александр Васильевич
Кожаринов Владимир Мирович
Деринг Сергей Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Изотов Александр Васильевич, Кожаринов Владимир Мирович, Деринг Сергей Николаевич filed Critical Изотов Александр Васильевич
Priority to RU2004111873/28A priority Critical patent/RU2248252C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2248252C1 publication Critical patent/RU2248252C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil refining and chemical and other industries; devices for dispersion and mixing of streams of liquid-phase mediums.
SUBSTANCE: the invention is pertinent to the devices for dispersion and mixing of streams of liquid and may be used for preparation of different technological processes in oil refining industry, chemical industry and other industries. The multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser contains: a cylindrical body (1); in series mounted means of provision of ultrasonic treatment of a stream, each of which is made in the form of an emitter (2) with crescent-shaped vanes (3) and having the form of a part of the Archimedes' spiral. The crescent-shaped vanes (3) are made hollow out of granules with open porosity. The body (1) has holes (10) and in the emitter (2) there are the ring-shaped cavities (11) and the vanes have cavities (12) for delivery of an additional stream. The stream of a multi-component liquid moving inside the body (1) flows over the cone dissector (7). Then flowing over the tangential holes (6)it falls into a cavity chamber (9), where the zones of intensive cavitation are formed. Moving in the cavity chamber (9) the stream under pressure arrives into the strombuliform channels (8) of emitter (2). Simultaneously through the ring-shaped cavity (11), channels (13) and through the open pores in the vanes (3) feed an additional liquid-phase or gaseous stream directly into the zone of treatment. Due to that in the indicated channels additional braking and correction of a part of the main stream, that in turn improves quality of machining (a dispersion and homogenization). At the same time there is a deflection of a part of the main stream by the additional stream from vanes 3, that results in a decrease of the action on the vanes (3) of the formed swirls and the circulation flows formed during the treatment, that increases the service life of the emitter and the whole dispenser. Besides correction of a delivery pressure of the additional stream allows to regulate the process of dispersion and homogenization. After that the two-jet stream is again transformed into a joint stream, the speed of which again is reduced at the outlet of the emitter (2) and entering the chamber (12). In the swirl chamber (5) and in the chamber (12) at the expense of a collapse of cavitation bubbles with generation of micro-impact waves and acoustic oscillations of the certain energies also there is a process of a dispersion and homogenization of the components of the stream. The cycle of the cavitation treatment is repeated in the next tool of the ultrasonic treatment. The technical result is an increased quality of the stream treatment, expansion of technological capabilities and reliability of operation of the dispenser.
EFFECT: the invention ensures expansion of technological capabilities and reliability of operation of the dispenser.
3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для диспергирования, гомогенизации и перемешивания потоков жидкостей и может быть использовано для интенсификации различных технологических процессов в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности, в частности, для обработки тяжелых нефтяных видов топлива, используемых в промышленности и теплоэнергетике.The invention relates to devices for dispersion, homogenization and mixing of fluid flows and can be used to intensify various technological processes in the oil refining, chemical and other industries, in particular, for the processing of heavy petroleum fuels used in industry and power engineering.

Известен ультразвуковой смеситель, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода, цилиндрическую камеру с излучателями, выполненными в виде последовательно установленных по спирали Архимеда лопаток, образующих каналы (авторское свидетельство СССР №316482, В 06 В 1/20, 1971 г.).A known ultrasonic mixer containing a housing with inlet and outlet nozzles, a cylindrical chamber with emitters made in the form of vanes forming channels sequentially mounted in a spiral of Archimedes (USSR author's certificate No. 316482, 06 V 1/20, 1971).

Известный ультразвуковой смеситель не обеспечивает требуемого качества перемешивания, диспергирования и гомогенизации обрабатываемых потоков, т.к. обрабатываемый поток подвергается одноразовому кавитационному воздействию.The known ultrasonic mixer does not provide the required quality of mixing, dispersion and homogenization of the processed flows, because the processed stream is exposed to a one-time cavitation effect.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков, присущих изобретению, является ультразвуковое устройство для обработки жидкости, содержащее цилиндрический корпус и два последовательно установленных струйных ультразвуковых излучателя (Патент полезной модели РФ №32005, В 06 В 1/20, 2003 г.).The closest technical solution for the totality of the essential features inherent in the invention is an ultrasonic device for treating liquid, containing a cylindrical body and two sequentially installed jet ultrasonic emitters (Utility Model Patent of the Russian Federation No. 32005, 06 V 1/20, 2003).

Однако известное устройство не обеспечивает эффективное диспергирование и гомогенизацию обрабатываемого потока, в то же время у известного устройства низкий ресурс работы за счет интенсивного кавитационного износа серповидных лопаток, из-за воздействия образующихся вихрей и циркуляционных течений, приводящих к вибрации и выщербливанию материала лопаток. Также отсутствует возможность подачи непосредственно в зону кавитации дополнительных жидкофазных и газовых потоков для смешения и обработки с основным потоком, кроме того, нет возможности осуществлять регулирование процессом диспергирования и гомогенизации в процессе обработки потоков.However, the known device does not provide effective dispersion and homogenization of the processed stream, at the same time, the known device has a low service life due to intensive cavitation wear of sickle-shaped blades, due to the action of the resulting vortices and circulation flows, which lead to vibration and scraping of the material of the blades. Also, there is no possibility of supplying directly to the cavitation zone additional liquid-phase and gas flows for mixing and processing with the main stream, in addition, there is no possibility to regulate the process of dispersion and homogenization in the process of processing the streams.

В основу заявленного изобретения положено решение одновременно нескольких технических задач:The claimed invention is based on the solution of several technical problems at the same time:

- повышение качества обработки потока;- improving the quality of flow processing;

- расширение технологических возможностей;- expansion of technological capabilities;

- повышение надежности работы диспергатора.- improving the reliability of the dispersant.

Поставленная техническая задача решается тем, что в универсальном гидродинамическом гомогенизирующем диспергаторе, содержащем цилиндрический корпус с рабочей камерой и, по крайней мере, два средства обеспечения ультразвуковой обработки, установленные последовательно друг за другом соответственно в зоне подвода и в зоне отвода обрабатываемого потока, каждое из которых выполнено в виде цилиндрического распределителя с установленным внутри него рассекателем и излучателя с серповидными лопатками, имеющими форму части Архимедовой спирали и образующими спиралевидные каналы, серповидные лопатки выполнены полыми из гранул с открытой пористостью.The stated technical problem is solved in that in a universal hydrodynamic homogenizing dispersant containing a cylindrical body with a working chamber and at least two means of providing ultrasonic treatment, installed sequentially one after another respectively in the inlet zone and in the outlet zone of the processed stream, each of which made in the form of a cylindrical distributor with a divider installed inside it and an emitter with crescent-shaped blades having the form of a part of Archimedean spir ali and forming spiral channels, sickle-shaped blades are made hollow of granules with open porosity.

Гранулы могут быть выполнены из нитрида или карбида титана.The granules can be made of nitride or titanium carbide.

На фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе.Figure 1 shows a General view of the device in section.

На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 2 is a section aa in figure 1.

На фиг.3 - вид Б (увеличено).Figure 3 - view B (enlarged).

Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор содержит цилиндрический корпус 1, последовательно установленные в корпусе 1 средства обеспечения ультразвуковой обработки потока, каждое из которых выполнено в виде излучателя 2 с серповидными лопатками 3, имеющими форму части Архимедовой спирали и состыкованными с цилиндрическим распределителем 4, с возможностью образования вихревой камеры 5. На распределителе 4 по его окружности выполнены тангенциальные отверстия 6, а внутри цилиндрического распределителя 5 расположен конусный рассекатель 7.The universal hydrodynamic homogenizing dispersant comprises a cylindrical body 1, sequentially installed in the body 1 means for providing ultrasonic flow treatment, each of which is made in the form of a radiator 2 with crescent-shaped blades 3, having the form of a part of an Archimedean spiral and joined with a cylindrical distributor 4, with the possibility of the formation of a vortex chamber 5. On the distributor 4 along its circumference tangential holes 6 are made, and inside the cylindrical distributor 5 is located mustache divider 7.

Серповидные лопатки 3 выполнены полыми из гранул с открытой пористостью, составляющей 3-5%, и установлены с возможностью образования спиралевидных каналов 8, а цилиндрический распределитель 4 образует с рабочей поверхностью корпуса 1 кавитационную камеру 9.Crescent-shaped blades 3 are made hollow of granules with an open porosity of 3-5%, and are installed with the possibility of formation of spiral channels 8, and a cylindrical distributor 4 forms a cavitation chamber 9 with the working surface of the housing 1.

В каждом излучателе 2 выполнены средства для подвода непосредственно в зону обработки дополнительной жидкофазной или газовой среды, например, в виде отверстий 10 в корпусе 1, кольцевой полости 11 и серповидных полостей 12, соединенных между собой каналами 13.In each emitter 2, means are made for supplying directly into the processing zone an additional liquid-phase or gas medium, for example, in the form of holes 10 in the housing 1, an annular cavity 11 and crescent cavities 12, interconnected by channels 13.

Работает универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор следующим образом.A universal hydrodynamic homogenizing dispersant operates as follows.

Поток многокомпонентной жидкости, перемещаясь внутри корпуса 1, натекает на конусный рассекатель 7, установленный вершиной навстречу потоку. Из-за сужения проходного сечения скорость потока увеличивается. Затем, натекая на тангенциальные отверстия 6, за счет еще большего сужения проходного сечения скорость потока резко возрастает, а давление падает. Это приводит к тому, что в кавитационной камере 9 возникают зоны интенсивной кавитации. Схлопывание кавитационных пузырьков, происходящее в кавитационной камере 9, сопровождается микропотоками большой скорости и гидравлическими ударными давлениями, способствующими интенсивному диспергированию и гомогенизации обрабатываемого потока.The flow of multicomponent liquid, moving inside the housing 1, flows onto a conical divider 7, mounted with its apex towards the flow. Due to the narrowing of the orifice, the flow rate increases. Then, flowing onto the tangential openings 6, due to an even greater narrowing of the bore, the flow rate increases sharply, and the pressure drops. This leads to the fact that in the cavitation chamber 9 there are zones of intense cavitation. The collapse of cavitation bubbles occurring in the cavitation chamber 9 is accompanied by high-velocity microflows and hydraulic shock pressures, which facilitate intensive dispersion and homogenization of the treated stream.

Благодаря тому, что отверстия 6 выполнены тангенциально, поток жидкости приобретает вращательное движение. Двигаясь в кавитационной камере 9, поток под давлением поступает в спиралевидные каналы 8 излучателя 2, При этом потоки жидкости, проходя по указанным спиралевидным каналам 8, направляются под острым углом на противоположно расположенные лопатки, где и происходит преобразование энергии потока жидкости в энергию звуковых и ультразвуковых колебаний. Одновременно с попаданием основного обрабатываемого потока в каналы 8 по каналам 13 из кольцевой полости 11 излучателя 2 в серповидные полости 12 и через открытые поры лопаток 3 в зону обработки подается дополнительный жидкофазный или газообразный поток. Вследствие этого в указанных серповидных каналах происходит дополнительное завихрение и торможение части основного потока, что, в свою очередь, улучшает качество обработки (диспергирование и гомогенизацию).Due to the fact that the holes 6 are made tangentially, the fluid flow acquires a rotational movement. Moving in the cavitation chamber 9, the flow under pressure enters the spiral channels 8 of the emitter 2. In this case, the liquid flows passing through the spiral channels 8 are directed at an acute angle to the opposite blades, where the energy of the liquid stream is converted into sound and ultrasonic energy fluctuations. Simultaneously with the main processed stream entering the channels 8 through the channels 13 from the annular cavity 11 of the emitter 2 into the sickle cavities 12 and through the open pores of the blades 3, an additional liquid-phase or gaseous stream is supplied to the treatment zone. As a result of this, additional turbulence and inhibition of part of the main flow occurs in these sickle-shaped channels, which, in turn, improves the quality of processing (dispersion and homogenization).

В то же время происходит отбрасывание части основного потока дополнительным потоком от лопаток 3, вследствие этого уменьшается воздействие на лопатки 3 образующихся вихрей и циркуляционных течений, возникающих в процессе обработки, что увеличивает ресурс работы излучателя и всего диспергатора в целом.At the same time, part of the main stream is discarded by an additional stream from the blades 3, as a result of which the effect on the blades 3 of the resulting vortices and circulating flows that occur during processing is reduced, which increases the operating life of the emitter and the entire dispersant as a whole.

Кроме того, корректируя давление подачи дополнительного потока, осуществляется регулирование процесса диспергирования и гомогенизации.In addition, by adjusting the supply pressure of the additional stream, the dispersion and homogenization process are regulated.

Далее двухструйный поток вновь преобразуется в общий поток, который вновь затормаживается при выходе из излучателя 2 и попадании в камеру 12. В вихревой камере 5 и в камере 12 за счет схлопывания пузырьков с генерацией микроударных волн и акустических колебаний определенных энергий также происходит процесс диспергирования и гомогенизации компонентов потока.Next, the two-jet stream is again converted into a common stream, which again slows down when exiting the emitter 2 and entering the chamber 12. In the vortex chamber 5 and in the chamber 12 due to the collapse of the bubbles with the generation of microshock waves and acoustic vibrations of certain energies, the process of dispersion and homogenization also takes place flow components.

В последующем средстве обеспечения ультразвуковой обработки цикл кавитационной обработки повторяется.In a subsequent ultrasonic treatment tool, the cavitation treatment cycle is repeated.

Сравнительные теплотехнические испытания предложенного диспергатора и известного устройства показали, что благодаря совокупности заявленных признаков, изложенных в формуле изобретения, обеспечивается:Comparative thermal tests of the proposed dispersant and the known device showed that due to the combination of the claimed features set forth in the claims, it is provided:

- повышение качества обработки потока (дисперсность 3-5 мкм в предложенном диспергаторе в сравнении с 7-12 мкм - в известном);- improving the quality of the flow processing (dispersion of 3-5 microns in the proposed dispersant in comparison with 7-12 microns in the known);

- расширение технологических возможностей за счет обеспечения обработки основного потока с дополнительным и регулирования процессом обработки;- expansion of technological capabilities by providing processing of the main stream with additional and regulation of the processing process;

- повышение надежности работы диспергатора за счет повышения ресурса работы излучателя.- improving the reliability of the dispersant by increasing the life of the emitter.

Claims (1)

Универсальный гидродинамический гомогенизирующий диспергатор, содержащий цилиндрический корпус с рабочей камерой и, по крайней мере, два средства обеспечения ультразвуковой обработки, установленные последовательно друг за другом соответственно в зоне подвода и в зоне отвода обрабатываемого потока, каждое из которых выполнено в виде цилиндрического распределителя с установленным внутри него рассекателем, и излучателя с серповидными лопатками, имеющими форму части Архимедовой спирали и образующими спиралевидные каналы, отличающийся тем, что серповидные лопатки выполнены полыми из гранул с открытой пористостью.A universal hydrodynamic homogenizing dispersant containing a cylindrical body with a working chamber and at least two ultrasonic processing means installed sequentially one after the other respectively in the inlet and outlet zones of the treated stream, each of which is made in the form of a cylindrical distributor installed inside a divider, and a radiator with crescent-shaped blades, having the form of part of an Archimedean spiral and forming spiral channels, characterized in that the sickle-shaped blades are made of hollow granules having open porosity.
RU2004111873/28A 2004-04-21 2004-04-21 Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser RU2248252C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004111873/28A RU2248252C1 (en) 2004-04-21 2004-04-21 Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004111873/28A RU2248252C1 (en) 2004-04-21 2004-04-21 Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2248252C1 true RU2248252C1 (en) 2005-03-20

Family

ID=35454098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004111873/28A RU2248252C1 (en) 2004-04-21 2004-04-21 Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2248252C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006128538A3 (en) * 2005-05-27 2007-08-02 Clariant Produkte Deutschland Method for homogeneously distributing active substances in solutions, emulsions or dispersions
RU2629053C1 (en) * 2016-12-05 2017-08-24 Юрий Михайлович Березовский Device for ultrasonic treatment of liquids and / or suspensions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006128538A3 (en) * 2005-05-27 2007-08-02 Clariant Produkte Deutschland Method for homogeneously distributing active substances in solutions, emulsions or dispersions
RU2629053C1 (en) * 2016-12-05 2017-08-24 Юрий Михайлович Березовский Device for ultrasonic treatment of liquids and / or suspensions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5032703B2 (en) Apparatus for mixing liquids by generating shear forces and / or cavitation
RU2339877C1 (en) Centrifugal vortex nozzle
US20030147303A1 (en) Cavitation mixer
RU2553861C1 (en) Hydrodynamic mixer
WO2018117040A1 (en) Device and system for generating gas-liquid containing microbubbles
WO2011146622A1 (en) Method and apparatus for creating cavitation for blending and emulsifying
RU2248252C1 (en) Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser
RU2600998C1 (en) Hydraulic jet mixer
RU2344356C1 (en) Method of heat-mass-power exchange and device for this effect
RU180014U1 (en) Jet mixer
RU2585029C2 (en) Mixer
RU2248251C1 (en) Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser
WO2014134115A1 (en) Variable velocity apparatus and method for blending and emulsifying
RU2267364C1 (en) Method of generation of oscillations of a fluid flow and a hydrodynamic generator of the oscillations
RU62034U1 (en) LAMINATED MULTI-CHANNEL CAVITATION REACTOR
RU2265486C1 (en) Vortex generator
RU2625874C1 (en) Hydrodynamic mixer
RU198301U1 (en) Vortex Jet Mixer
RU42771U1 (en) LIQUID PHASE MEDIA DISPERSION DEVICE
WO2008082324A2 (en) Plate multichannel cavitation reactor
RU2005104561A (en) METHOD FOR CREATING A PULSATING LIQUID JET AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2658057C1 (en) Heat and mass energy exchange device
RU159236U1 (en) HYDRAULIC HYDRAULIC MIXER
RU2248250C1 (en) Hydrodynamic corrector of streams of liquids
RU2075619C1 (en) Device for processing liquid fuel by cavitation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070422