RU2414283C2 - Whirl flow mixer - Google Patents

Whirl flow mixer Download PDF

Info

Publication number
RU2414283C2
RU2414283C2 RU2009107448/05A RU2009107448A RU2414283C2 RU 2414283 C2 RU2414283 C2 RU 2414283C2 RU 2009107448/05 A RU2009107448/05 A RU 2009107448/05A RU 2009107448 A RU2009107448 A RU 2009107448A RU 2414283 C2 RU2414283 C2 RU 2414283C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
components
mixer
swirling
fluid
mixing
Prior art date
Application number
RU2009107448/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009107448A (en
Inventor
Виталий Геннадьевич Афанасенко (RU)
Виталий Геннадьевич Афанасенко
Евгений Владимирович Боев (RU)
Евгений Владимирович Боев
Сергей Петрович Иванов (RU)
Сергей Петрович Иванов
Алексей Геннадьевич Афанасенко (RU)
Алексей Геннадьевич Афанасенко
Original Assignee
ГОУ ВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
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 ГОУ ВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical ГОУ ВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority to RU2009107448/05A priority Critical patent/RU2414283C2/en
Publication of RU2009107448A publication Critical patent/RU2009107448A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2414283C2 publication Critical patent/RU2414283C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to mixers and is intended for preparation of emulsions, suspensions and homogeneous systems (solutions), as well as for intensification of chemical, thermal and diffusion processes that occur at interfaces "gas-fluid", "fluid-fluid". Mixer comprises two coaxial cylindrical tubes, inner being shorter than the outer, single-flight swirling devices fitted in inner tube and tubular annulus, as well as unions to feed components and discharge the mix. Components feed branch pipes arranged on inner tube end face and components discharge branch pipe are arranged on one side of the device, while, on the opposite side, mixer outer tube end face is tightly closed. Swirling device in inner tube and tubular annulus may feature different directions of swirling.
EFFECT: simplified design, higher efficiency of mixing.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к смесителям и предназначено для приготовления эмульсий, суспензий и получения гомогенных систем (растворов), а также для интенсификации химических, тепловых и диффузионных процессов, протекающих на границе раздела фаз «газ - жидкость», «жидкость - жидкость».The invention relates to mixers and is intended for the preparation of emulsions, suspensions and the preparation of homogeneous systems (solutions), as well as for the intensification of chemical, thermal and diffusion processes occurring at the gas-liquid, liquid-liquid interface.

Известен смеситель жидкостей и газов, содержащий торообразную камеру смешения, входные и выходной патрубки, подсоединенные к камере смешения по касательной, согласно изобретению, подачу продуктов по входным патрубкам производят по одному направлению относительно вращения часовой стрелки, а выход смеси по выходному патрубку производят в противоположном направлении относительно вращения часовой стрелки. (Патент на изобретение №2333789, B01F 3/04. Заяв. 11.08.2006, опубл. 20.08.2008, Бюл. №26).A known mixer of liquids and gases containing a toroidal mixing chamber, inlet and outlet nozzles connected to the mixing chamber tangentially, according to the invention, the products are fed through the inlet pipes in one direction relative to clockwise rotation, and the mixture is discharged through the outlet pipe in the opposite direction relative to clockwise rotation. (Patent for invention No. 2333789, B01F 3/04. Application. August 11, 2006, published on August 20, 2008, Bull. No. 26).

Недостатком данного устройства является то, что при тангенциальном подводе на интенсивность закрутки потоков и, соответственно, на качество смешения существенно влияют скорости ввода компонентов. Также к недостаткам следует отнести крупные габаритные размеры устройства, т.к. в процессе смешения не используется пространство, ограниченное внутренней стенкой торообразного корпуса, и низкую эффективность смешения при однопроходном проведении процесса.The disadvantage of this device is that with a tangential approach to the intensity of the swirling flows and, accordingly, the quality of mixing is significantly affected by the input speed of the components. Also disadvantages include the large overall dimensions of the device, because the mixing process does not use the space limited by the inner wall of the toroidal body, and low mixing efficiency in a single-pass process.

Также известен смеситель жидкостей, содержащий цилиндрический корпус, расположенные на противоположных концах корпуса патрубки подвода смешиваемых жидкостей, отличающийся тем, что внутри корпуса на его оси против друг друга с зазором установлены два завихрителя, выполненные в виде радиальных лопаток, установленных под углом к оси корпуса и обеспечивающих противоположное вращение смешиваемых жидкостей, а цилиндрический корпус в центральной части зазора выполнен перфорированным и над зазором размещена труба, имеющая диметр, больший диаметра перфорированного участка корпуса, с патрубком вывода смеси жидкостей. (Заявка на изобретение №2007121399, B01F 5/00. Заяв. 07.06.2007, опубл. 20.12.2008, Бюл. №35).Also known is a liquid mixer comprising a cylindrical body located at opposite ends of the body of the nozzle for supplying mixed liquids, characterized in that two swirls are installed inside the body against its axis with a gap, made in the form of radial blades mounted at an angle to the axis of the body and providing opposite rotation of the mixed liquids, and the cylindrical body in the central part of the gap is perforated and a pipe having a diameter greater than ametra perforated housing portion, with a nozzle fluid mixture output. (Application for invention No. 2007121399, B01F 5/00. Application. June 7, 2007, published on December 20, 2008, Bull. No. 35).

К недостаткам конструкции данного, устройства относится низкая эффективность процесса, так как смешение производится только в зазоре между двумя завихрителями, выполненными в виде радиальных лопаток, установленных под углом к оси корпуса.The disadvantages of the design of this device include the low efficiency of the process, since mixing is performed only in the gap between two swirlers made in the form of radial blades mounted at an angle to the axis of the housing.

Смеситель для жидкостей, содержащий корпус с загрузочными и выгрузочным патрубками, перемешивающий элемент, выполненный в виде многозаходного шнека с двумя рядами пластин, внутренний из которых закреплен на валу перемешивающего элемента, отличающийся тем, что внешний ряд пластин прикреплен к внутреннему ряду пластин или к внутренней поверхности корпуса в зависимости от смешиваемых компонентов, при этом внутренний ряд пластин имеет правый заход, а внешний - левый заход. (Патент на изобретение №2150993, B01F 7/24 Заяв. 02.06.1999, опубл. 20.06.2000).A liquid mixer comprising a housing with loading and unloading nozzles, a mixing element made in the form of a multi-auger screw with two rows of plates, the inner of which is fixed to the shaft of the mixing element, characterized in that the outer row of plates is attached to the inner row of plates or to the inner surface the case, depending on the components to be mixed, while the inner row of plates has a right approach and the external one has a left approach. (Patent for invention No. 2150993, B01F 7/24 Application. 02.06.1999, publ. 20.06.2000).

Недостатком данного смесителя для жидкостей является сложность конструкции и необходимость подвода внешней энергии. Также использование в устройстве многозаходных шнеков ограничивает смешение компонентов, поступивших в разные каналы перемешивающего устройства.The disadvantage of this mixer for liquids is the design complexity and the need to supply external energy. Also, the use of multi-auger screws in the device limits the mixing of components received in different channels of the mixing device.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототипом) является вихревой аппарат, содержащий камеру, в которой коаксиально расположены винтовые перемешивающие устройства с параллельно расположенными винтовыми каналами и штуцеры для ввода реагентов и вывода продуктов реакции, согласно изобретению ширина периферийных винтовых каналов составляет 1,4÷1,6 ширины внутренних каналов (SU №1292822, В01J 9/20. Заяв. 30.10.85, опубл. 28.02.87, Бюл. №8).The closest technical solution to the proposed invention (prototype) is a vortex apparatus containing a chamber in which screw mixing devices with parallel screw channels and nozzles for introducing reagents and outputting reaction products are coaxially located, according to the invention the width of the peripheral screw channels is 1.4 ÷ 1.6 the width of the internal channels (SU No. 1292822, B01J 9/20. Application. 30.10.85, publ. 28.02.87, Bull. No. 8).

Основным недостатком конструкции является низкая эффективность смешения компонентов, так как процесс протекает только в реакционной камере расположенной после закручивающих устройств.The main drawback of the design is the low efficiency of mixing the components, since the process proceeds only in the reaction chamber located after the twisting devices.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение эффективности смешения компонентов.The objective of the invention is to simplify the design of the device and increase the efficiency of mixing components.

Указанная задача решается за счет того, что прямоточный вихревой смеситель, содержащий две коаксиально расположенных цилиндрических трубы, внутренняя из которых короче внешней, однозаходные закручивающие устройства, установленные во внутренней трубе и межтрубном пространстве, также штуцеры для ввода компонентов и вывода смеси, согласно изобретению, входные патрубки смешиваемых компонентов, расположенные на торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства находятся с одной стороны устройства, а с другой стороны торцевая часть внешней трубы смесителя герметично закрыта.This problem is solved due to the fact that the direct-flow vortex mixer containing two coaxially arranged cylindrical pipes, the inner of which is shorter than the external, single-thread twisting devices installed in the inner pipe and annular space, as well as fittings for introducing components and outputting the mixture, according to the invention, input the pipes of the mixed components located on the end part of the inner pipe, and the pipe for removing the mixture from the annulus are located on one side of the device, the other side end portion of the outer tube of the mixer is hermetically sealed.

Также однозаходные закручивающие устройства во внутренней трубе и в межтрубном пространстве могут иметь разные направления закрутки.Also, single-start twisting devices in the inner tube and in the annulus can have different twist directions.

На чертеже представлен общий вид прямоточного вихревого смесителя.The drawing shows a General view of a direct-flow swirl mixer.

Прямоточный вихревой смеситель содержит две коаксиально расположенных цилиндрических трубы, внутренняя 1 из которых короче внешней 2, однозаходные закручивающие устройства, установленные во внутренней трубе 3 и межтрубном пространстве 4, также штуцеры для ввода компонентов 5 и вывода смеси 6, согласно изобретению входные патрубки смешиваемых компонентов 5, расположенные на торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства 6 находятся с одной стороны устройства, а с другой стороны торцевая часть внешней трубы смесителя герметично закрыта.The direct-flow vortex mixer contains two coaxially arranged cylindrical pipes, the inner 1 of which is shorter than the outer 2, one-way swirling devices installed in the inner pipe 3 and the annulus 4, also fittings for introducing components 5 and outputting mixture 6, according to the invention, inlet pipes of mixed components 5 located on the end part of the inner pipe, and the pipe for withdrawing the mixture from the annular space 6 are located on one side of the device, and on the other side the end part of the outer s mixer pipe is sealed.

Также однозаходные закручивающие устройства во внутренней трубе 3 и в межтрубном пространстве 4 могут иметь разные направления закрутки.Also, one-way twisting devices in the inner tube 3 and in the annulus 4 can have different twist directions.

Прямоточный вихревой смеситель работает следующим образом.In-line swirl mixer works as follows.

Смешиваемые компоненты поступают во внутреннюю трубу 1 прямоточного вихревого смесителя через патрубки 5, в которой располагается закручивающее устройство 3, придающее потоку вихревое движение. Повышение эффективности перемешивания при закрученном движении обеспечивается ростом интенсивности, как микро- так и макросмешения компонентов. Увеличение эффективности макросмешения происходит при появлении крупномасштабных вихревых образований в поперечном, относительно движения потока, направлении, а рост микросмешения обусловлен увеличением скорости за счет появления тангенциальной составляющей, что в целом приводит к повышению турбулизации потока. Далее смесь, через торцевую часть выходит из внутренней трубы 1 и попадает в межтрубное пространство, в объеме которого содержится закручивающее устройство 4. Прохождение потоком межтрубного пространства проходит в условиях закрученного движения. Использование в смесителе закручивающих устройств с разным направлением вращения позволит интенсифицировать процесс смешения за счет дополнительной турбулизации потока. После этого смесь выводится через патрубок 6, расположенный на внешней трубе 2.Mixed components enter the inner pipe 1 of a direct-flow vortex mixer through nozzles 5, in which a swirling device 3 is located, which imparts a vortex flow to the flow. An increase in the mixing efficiency during swirling motion is provided by an increase in the intensity of both micro- and macro-mixing of the components. An increase in the efficiency of macromixing occurs when large-scale vortex formations appear in the transverse direction relative to the flow, and the growth of micromixing is caused by an increase in velocity due to the appearance of a tangential component, which generally leads to an increase in turbulization of the flow. Next, the mixture, through the end part, leaves the inner pipe 1 and enters the annular space, in the volume of which a twisting device 4 is contained. The passage of the annular flow by a stream takes place under conditions of swirling motion. The use of swirling devices with a different direction of rotation in the mixer will intensify the mixing process due to additional flow turbulization. After that, the mixture is discharged through the pipe 6 located on the outer pipe 2.

Основными достоинствами прямоточного вихревого смесителя являются:The main advantages of a direct-flow swirl mixer are:

- простота конструкции;- simplicity of design;

- высокая эффективность смешения за счет двухстадийного проведения процесса;- high mixing efficiency due to the two-stage process;

- процесс протекает за счет энергии потока, т.е. нет необходимости в подводе внешней дополнительной энергии.- the process proceeds due to the flow energy, i.e. there is no need to supply external additional energy.

Таким образом, применение данной конструкции прямоточного вихревого смесителя в химической и нефтеперерабатывающей промышленности является перспективным.Thus, the use of this design of a direct-flow vortex mixer in the chemical and oil refining industries is promising.

Claims (2)

1. Прямоточный вихревой смеситель, содержащий две коаксиально расположенные цилиндрические трубы, внутренняя из которых короче внешней, однозаходные закручивающие устройства, установленные во внутренней трубе и межтрубном пространстве, также штуцеры для ввода компонентов и вывода смеси, отличающийся тем, что входные патрубки смешиваемых компонентов, расположенные на торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства находятся с одной стороны устройства, а с другой стороны торцевая часть внешней трубы смесителя герметично закрыта.1. A direct-flow vortex mixer containing two coaxially arranged cylindrical pipes, the inner of which is shorter than the external, one-way twisting devices installed in the inner pipe and the annulus, as well as fittings for introducing components and outputting the mixture, characterized in that the inlet pipes of the mixed components are located on the end of the inner pipe, and the pipe for withdrawing the mixture from the annular space are located on one side of the device, and on the other side the end part of the outer mixer tap hermetically sealed. 2. Прямоточный вихревой смеситель по п.1, отличающийся тем, что однозаходные закручивающие устройства во внутренней трубе и в межтрубном пространстве имеют разные направления закрутки. 2. In-line swirl mixer according to claim 1, characterized in that the single-entry twisting devices in the inner pipe and in the annulus have different twisting directions.
RU2009107448/05A 2009-02-27 2009-02-27 Whirl flow mixer RU2414283C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009107448/05A RU2414283C2 (en) 2009-02-27 2009-02-27 Whirl flow mixer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009107448/05A RU2414283C2 (en) 2009-02-27 2009-02-27 Whirl flow mixer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009107448A RU2009107448A (en) 2010-09-10
RU2414283C2 true RU2414283C2 (en) 2011-03-20

Family

ID=42800085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009107448/05A RU2414283C2 (en) 2009-02-27 2009-02-27 Whirl flow mixer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2414283C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2548549C1 (en) * 2013-12-11 2015-04-20 Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") Mixing device
RU2585029C2 (en) * 2014-09-17 2016-05-27 Акционерное общество "Гипрогазоочистка" Mixer
RU2622414C1 (en) * 2016-09-06 2017-06-15 Владимир Иванович Савичев Liquid and gas mixing device
RU180014U1 (en) * 2018-02-21 2018-05-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Jet mixer
RU200412U1 (en) * 2020-06-18 2020-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" DEVICE FOR MIXING FLOWS FLOWS

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107879401A (en) * 2017-12-18 2018-04-06 南通善水化工科技发展有限公司 A kind of portable chemicals dosing plant

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2548549C1 (en) * 2013-12-11 2015-04-20 Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") Mixing device
RU2585029C2 (en) * 2014-09-17 2016-05-27 Акционерное общество "Гипрогазоочистка" Mixer
RU2622414C1 (en) * 2016-09-06 2017-06-15 Владимир Иванович Савичев Liquid and gas mixing device
RU180014U1 (en) * 2018-02-21 2018-05-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Jet mixer
RU200412U1 (en) * 2020-06-18 2020-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" DEVICE FOR MIXING FLOWS FLOWS

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009107448A (en) 2010-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2414283C2 (en) Whirl flow mixer
US4474477A (en) Mixing apparatus
EP2147715B1 (en) Structure of in-line mixer
CN111203123A (en) Gas-liquid static mixer and gas-liquid mixing system
JP2006326498A (en) Static mixer
US7534347B2 (en) Method for purifying fluid and static mixer
US5762687A (en) Process and device for dissolving a quantity of gas in a flowing liquid quantity
JP2008086937A (en) Fluid mixer, fluid mixing device, and nozzle member
RU2600998C1 (en) Hydraulic jet mixer
CN112755826B (en) Device and method for enhancing liquid-liquid emulsification
SU1498545A1 (en) Uniflow mixer
RU180014U1 (en) Jet mixer
RU105596U1 (en) HOMOGENIZER-MIXER
KR20040089012A (en) Gas and liquid mixing apparatus using jet loop reaction
SU1308370A1 (en) Jet mixer-reactor
KR102355532B1 (en) Shear nozzle and fine bubble conversion module including the same
RU145039U1 (en) DIRECT FLOW UNIT FOR MIXING INHOMOGENEOUS MEDIA
RU171985U1 (en) FLOW INJECT MIXER
RU2576056C2 (en) Mass-transfer apparatus
RU2754007C1 (en) Vortex gas-liquid mixer
RU2809579C1 (en) Vortex hydrodynamic mixer
RU198301U1 (en) Vortex Jet Mixer
CN107913611B (en) Bubble manufacturing device
SU1101422A1 (en) Apparatus for mixing liquid with reagent
RU2371642C1 (en) Method and device for vortex energy division of working fluid flow

Legal Events

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

Effective date: 20110228