RU2418624C1

RU2418624C1 - Static mixer

Info

Publication number: RU2418624C1
Application number: RU2009141094/05A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Михайлович Горшков (RU); Геннадий Михайлович Горшков
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2011-05-20

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to mixers and may be used for preparation of homogeneous mixes and emulsions. Proposed mixer comprises cylindrical case with inlet and outlet branch pipes. Mixing element made of concentric tubes with alternating tabs on outer and inner surfaces. Hole is made ahead of each tab of the side of inlet branch pipe. ^ EFFECT: higher efficiency of mixing. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к смесительным устройствам и может быть применено для приготовления однородных смесей и эмульсий.The invention relates to mixing devices and can be used for the preparation of homogeneous mixtures and emulsions.

Имеющиеся статические смесители характеризует низкая интенсивность процесса смешивания из-за образования потоков жидкости недостаточно полно смешиваемых между собой (например, Брагинский Л.Н. и др. Перемешивание в жидких средах. - Л.: Химия, 1984, с.323, рис.14.2, авт. св. №1443950, B01F 5/06, 1988). Кроме того, они обладают определенной конструктивной сложностью, т.к. состоят из нескольких сборных между собой элементов.Available static mixers are characterized by a low intensity of the mixing process due to the formation of fluid flows that are not sufficiently mixed with each other (for example, Braginsky L.N. et al. Mixing in liquid media. - L.: Chemistry, 1984, p. 323, Fig. 14.2 , ed. St. No. 1443950, B01F 5/06, 1988). In addition, they have a certain structural complexity, because consist of several prefabricated elements.

Известен также статический смеситель (авт. св. №2014879, B01F 5/00, 1994 - прототип), содержащий 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.Also known is a static mixer (ed. St. No. 20144879, B01F 5/00, 1994 - prototype), comprising a housing with nozzles for introducing components and discharging the mixture, two groups of truncated hollow perforated cones facing large bases to the nozzles for introducing components, one group of cones in contact with large bases located on the axis of the housing, and smaller bases are located on the periphery. The cones are turned clockwise or counterclockwise. Between the cones of the first group, cones of the second group are installed, in contact with smaller bases on the axis, large bases are located on the periphery of the housing. A swirler is installed on the periphery of the casing, which is offset from the large bases of the cones towards smaller bases, and on the axis there is also a swirler, offset from the relatively large bases of the cones towards smaller bases. In addition, swirlers are installed in the static mixer at the entrance to the large bases of the cones, while the swirl plates installed in the first and third quadrants of the cross-sectional plane of the body are installed at the same angle to the radial plane of the body, and the swirl plates installed in the second and fourth quadrants rotated in the opposite direction.

Указанный смеситель не может эффективно работать в силу конструктивного решения. 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, что также снижает эффективность применения устройства в целом.The specified mixer cannot work effectively due to the design solution. The entire fluid flow is blocked by a number of structural elements: cones with holes and swirls, axial and peripheral swirls. All these elements represent a large hydraulic resistance. The liquid will follow the path of least resistance, that is, into the gaps between the cones and swirlers. To increase the mixing efficiency, increased pressure is required, which simultaneously increases energy consumption. In addition, the elements of the mixer seem to be quite complex structural details, which also reduces the efficiency of the device as a whole.

Технический результат - повышение эффективности перемешивания.The technical result is an increase in mixing efficiency.

Для достижения указанного технического результата в статический смеситель содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, концентрично оси корпуса установлен смесительный элемент, который выполнен в виде концентрических труб с чередующимися лепестками на внешних и внутренних поверхностях, причем перед каждым лепестком со стороны входного патрубка имеется отверстие.To achieve the specified technical result, a mixing element is installed concentrically to the housing axis in a static mixer containing a cylindrical body with inlet and outlet nozzles, which is made in the form of concentric pipes with alternating petals on the external and internal surfaces, and there is an opening in front of each petal on the side of the inlet pipe.

На чертеже представлена схема статического смесителя.The drawing shows a diagram of a static mixer.

Статический смеситель содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, концентрично оси корпуса 1, установлен смесительный элемент. Смесительный элемент выполнен в виде концентрических труб 4 и 5, на которых имеются чередующиеся лепестки 6 и 7 соответственно с внешних и внутренних поверхностей. Кроме того, перед каждым лепестком (6 или 7) со стороны входного патрубка 2 выполнено отверстие 8.The static mixer contains a housing 1 with inlet 2 and outlet 3 nozzles concentrically to the axis of the housing 1, a mixing element is installed. The mixing element is made in the form of concentric pipes 4 and 5, on which there are alternating petals 6 and 7, respectively, from the external and internal surfaces. In addition, an opening 8 is made in front of each petal (6 or 7) from the inlet pipe 2 side.

Устройство работает следующим образом. Смешиваемые компоненты подаются в устройство (корпус 1) через входной патрубок 2 и начинают двигаться по корпусу 1 по направлению к выходному патрубку 3. При этом движении потоки жидкости с внешних и внутренних сторон смесительного элемента (трубы 4 и 5) натыкаясь на лепестки 6 и 7 меняют свое направление движения и поступают во внутренние и внешние полости элемента. Если диаметр корпуса большой, то число концентрических труб смесительного элемента можно увеличивать или уменьшать. Кроме того, число рядов лепестков можно изменять за счет их размеров или длины трубы (4 и 5). Также лепестки можно располагать под разными углами к движению потока. Все это приводит к интенсивному перемешиванию жидкости, проходящей смесительный элемент, за счет многократного изменения направления движения потоков жидкости, их разделения и последующего соединения и разных величин скорости этих потоков.The device operates as follows. The components to be mixed are fed into the device (housing 1) through the inlet pipe 2 and begin to move along the housing 1 towards the outlet pipe 3. With this movement, fluid flows from the external and internal sides of the mixing element (pipes 4 and 5) bumping into the petals 6 and 7 change their direction of movement and enter the internal and external cavities of the element. If the diameter of the housing is large, then the number of concentric pipes of the mixing element can be increased or decreased. In addition, the number of rows of petals can be changed due to their size or the length of the pipe (4 and 5). Also, the petals can be positioned at different angles to the movement of the stream. All this leads to intensive mixing of the fluid passing through the mixing element, due to multiple changes in the direction of movement of the fluid flows, their separation and subsequent connection and different values of the velocity of these flows.

Устройство имеет достаточно простую конструкцию за счет установки смесительного элемента в виде концентрических труб с чередующимися лепестками на их внешних и внутренних поверхностях, и отверстий выполненных перед каждым лепестком со стороны входного патрубка. При этом повышение эффективности процесса перемешивания будет выражаться в повышении качества смесей и эмульсий, а также в сокращении времени их приготовления.The device has a fairly simple design due to the installation of the mixing element in the form of concentric pipes with alternating petals on their outer and inner surfaces, and holes made in front of each petal from the side of the inlet pipe. Moreover, increasing the efficiency of the mixing process will be expressed in improving the quality of mixtures and emulsions, as well as in reducing the time of their preparation.

Claims

A static mixer comprising a cylindrical housing with inlet and outlet nozzles, a mixing element is installed concentrically to the axis of the housing, characterized in that the mixing element is made in the form of concentric pipes with alternating petals on the external and internal surfaces, with a hole in front of each petal on the side of the input pipe.