RU2619783C1 - Acoustic mixer - Google Patents

Acoustic mixer Download PDF

Info

Publication number
RU2619783C1
RU2619783C1 RU2016117488A RU2016117488A RU2619783C1 RU 2619783 C1 RU2619783 C1 RU 2619783C1 RU 2016117488 A RU2016117488 A RU 2016117488A RU 2016117488 A RU2016117488 A RU 2016117488A RU 2619783 C1 RU2619783 C1 RU 2619783C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
resonator
housing
slotted
hole
Prior art date
Application number
RU2016117488A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Александрович Галактионов
Александра Алексеевна Чугунова
Виталий Валерьевич Гузев
Original Assignee
Станислав Александрович Галактионов
Александра Алексеевна Чугунова
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 Станислав Александрович Галактионов, Александра Алексеевна Чугунова filed Critical Станислав Александрович Галактионов
Priority to RU2016117488A priority Critical patent/RU2619783C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619783C1 publication Critical patent/RU2619783C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/80Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: acoustic mixer contains a cylindrical casing with an outlet nozzle, a resonator, a nozzle with an output slit opening. The resonator is made with a sharp edge facing the slotted hole of the nozzle and is located along the axis of the housing coaxially with the slotted nozzle opening with the possibility of moving relative to the slit hole in a horizontal plane. The mixer is equipped with an element installed between the resonator and the outlet nozzle, and is made in the form of a cut open syringe coaxially located with the slotted hole of the nozzle, and its outer side tightly adheres to the inner surface of the housing wall.
EFFECT: improving the efficiency of media processing, obtaining time-stable dispersions, suspensions, emulsions and other liquid media.
7 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к устройствам для смешивания, гомогенизации и диспергирования различных сред, например, дисперсных систем с жидкой средой, и может быть использовано в топливной, энергетической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, в частности, для приготовления водотопливных, маловязких и вязких эмульсий.The present invention relates to devices for mixing, homogenizing and dispersing various media, for example, disperse systems with a liquid medium, and can be used in the fuel, energy and oil refining industries, in particular for the preparation of water-fuel, low-viscosity and viscous emulsions.

В настоящее время для получения дисперсных систем с жидкой средой (суспензий и эмульсий) с помощью ультразвуковых колебаний, используют такие устройства, как акустические (ультразвуковые) смесители, известные также как гидродинамические (кавитационные) диспергаторы, гидродинамические смесители, вибрационные смесители, гидродинамические вибраторы, ультразвуковые эмульгаторы и т.п.Currently, to obtain dispersed systems with a liquid medium (suspensions and emulsions) using ultrasonic vibrations, devices such as acoustic (ultrasonic) mixers, also known as hydrodynamic (cavitation) dispersants, hydrodynamic mixers, vibration mixers, hydrodynamic vibrators, ultrasound are used emulsifiers and the like

Известно устройство для получения водно-топливной эмульсии, содержащее корпус с патрубками подвода топлива и отвода эмульсии, в котором коаксиально размещен резонатор, по осевой линии которого расположен стержневой ультразвуковой излучатель со стержнем и острой кромкой, соединенный с патрубком подачи пара. Устройство снабжено коаксиально расположенным в корпусе стаканом, на боковой поверхности которого выполнено множество тангенциальных сопловых отверстий для создания кавитации. На внутренней поверхности стакана и внешней поверхности резонатора установлены кольцевые диафрагмы. Излучатель выполнен в виде сопла Лаваля и снабжен регулирующим устройством для изменения расстояния между соплом подачи пара и острой кромкой излучателя [патент RU 2348448 С2, приоритет 20.04.2004, опубликовано 10.03.2009].A device for producing a water-fuel emulsion is known, comprising a housing with fuel supply and emulsion exhaust pipes, in which a resonator is coaxially placed, on the axial line of which there is a rod ultrasonic emitter with a rod and a sharp edge, connected to a steam supply pipe. The device is equipped with a cup coaxially located in the housing, on the side surface of which a plurality of tangential nozzle openings are made to create cavitation. On the inner surface of the glass and the outer surface of the resonator mounted annular diaphragm. The emitter is made in the form of a Laval nozzle and is equipped with a control device for changing the distance between the steam nozzle and the sharp edge of the emitter [patent RU 2348448 C2, priority 04/20/2004, published on 03/10/2009].

Недостатком известного устройства является низкое качество получаемой водно-топливной эмульсии, связанное с расположением стержневого ультразвукового излучателя в сопле Лаваля, которое приводит к ухудшению гидродинамических и частотных характеристик получаемой эмульсии.A disadvantage of the known device is the low quality of the resulting water-fuel emulsion associated with the location of the rod ultrasonic emitter in the Laval nozzle, which leads to a deterioration in the hydrodynamic and frequency characteristics of the resulting emulsion.

Известен гидродинамический акустический преобразователь, содержащий корпус, сопло и консольно закрепленный с возможностью перемещения и замены резонансный элемент, острием направленный к отверстию сопла. Корпус герметично соединен с кожухом, его внутренняя цилиндрическая поверхность снабжена магнитной вставкой, сопло имеет круглое выходное отверстие и установлено в верхней части корпуса, на которой по периметру расположены, по меньшей мере, по одной диаметрально противоположно закрепленной дополнительной остроугольной резонансной пластине, направленной острием внутрь к оси корпуса. Резонансный элемент выполнен в виде цилиндрического стержня с конусообразным наконечником. Длина наконечника, длина стержня и диаметр стержня связаны соответственно соотношением как a : b : d = 2:12:1. Корпус, сопло, кожух, цилиндрический стержень и дополнительные остроугольные пластины выполнены из диамагнитного материала [патент RU 134073 U1, приоритет 31.05.2012, опубликовано 10.11.2013].Known hydrodynamic acoustic transducer containing a housing, a nozzle and a console mounted with the possibility of movement and replacement of the resonant element, the tip directed to the nozzle hole. The casing is hermetically connected to the casing, its inner cylindrical surface is provided with a magnetic insert, the nozzle has a round outlet and is installed in the upper part of the casing, on which at least one additional diametrically oppositely mounted additional acute-angled resonance plate is directed, with its tip directed inward to body axis. The resonant element is made in the form of a cylindrical rod with a conical tip. The length of the tip, the length of the rod and the diameter of the rod are connected, respectively, by a ratio like a: b: d = 2: 12: 1. The casing, nozzle, casing, cylindrical rod and additional acute-angle plates are made of diamagnetic material [patent RU 134073 U1, priority 05/31/2012, published 10.11.2013].

Недостатком этого технического решения является невысокая эффективность диспергирования, обусловленная малой площадью резонатора и удаленностью резонансных пластин от выхода обрабатываемого потока. Более того, увеличение количества пластин (более 2-х) приводит к увеличению жесткости конструкции и к уменьшению резонансного эффекта, и как следствие, к ухудшению диспергирования.The disadvantage of this technical solution is the low dispersion efficiency due to the small area of the resonator and the remoteness of the resonant plates from the output of the processed stream. Moreover, an increase in the number of plates (more than 2) leads to an increase in the rigidity of the structure and to a decrease in the resonance effect, and as a result, to a deterioration of dispersion.

Известен гидродинамический диспергатор, содержащий корпус, сопло и резонансную пластину, закрепленную с возможностью перемещения в сторону сопла, элементы крепления которой размещены на сопле, при этом сопло содержит щелевую насадку и выполнено в виде трубы с фланцем, в котором жестко закреплена резьбовая втулка, сквозь которую пропущен резьбовой шток, наружный конец которого уплотнен с внутренней стороны, и с наружной стороны направляющего канала, и выполнен с гранями под ключ, при этом наружный конец резьбового штока закреплен гайкой [международная заявка PCT/RU 2010/000327, дата международной подачи 23.07.2010, номер международной публикации WO/2011/016752, дата публикации 10.02.2011].Known hydrodynamic dispersant containing a housing, a nozzle and a resonant plate fixed with the possibility of movement towards the nozzle, the fastening elements of which are located on the nozzle, the nozzle contains a slotted nozzle and made in the form of a pipe with a flange in which a threaded sleeve is rigidly fixed through which a threaded rod is missing, the outer end of which is sealed on the inside and on the outside of the guide channel, and is made with turnkey faces, while the outer end of the threaded rod is fixed with a nut [international application PCT / RU 2010/000327, international filing date 07/23/2010, international publication number WO / 2011/016752, publication date 02/10/2011].

К недостаткам известного гидродинамического диспергатора можно отнести низкую эффективность диспергирования, причиной которой является наличие дополнительных полостей механизма перемещения сопла, препятствующих фокусированию обрабатываемого потока и приводящих к падению его скорости. Кроме того, размещение всего одной винтовой пары механизма перемещения сопла приводит к перекосу в работе этого механизма.The disadvantages of the known hydrodynamic dispersant include the low dispersion efficiency, the reason for which is the presence of additional cavities of the nozzle moving mechanism that impede the focusing of the processed stream and lead to a decrease in its speed. In addition, the placement of only one screw pair of the mechanism for moving the nozzle leads to an imbalance in the operation of this mechanism.

Наиболее близким к заявляемому изобретению техническим решением является гидродинамический диспергатор, предназначенный для обработки жидкостей, в частности эмульсий, путем формирования в обрабатываемой жидкости кавитационных процессов ультразвуковым воздействием. Известный гидродинамический диспергатор содержит корпус, сопло и консольную резонансную пластину, причем выходное отверстие сопла выполнено в виде щели, а задняя стенка корпуса выполнена в виде вогнутой криволинейной поверхности. Между резонансной пластиной и задней стенкой корпуса дополнительно установлен элемент, имеющий форму вогнутой криволинейной поверхности и соединенный с корпусом с образованием зазора со стенкой корпуса. Этот вогнутый элемент выполняет функцию отражателя потоков обрабатываемой среды [RU 2223815 С1, приоритет 19.06.2002, опубликовано 20.02.2004].Closest to the claimed invention, the technical solution is a hydrodynamic dispersant intended for the treatment of liquids, in particular emulsions, by forming cavitation processes in the processed liquid by ultrasonic action. Known hydrodynamic dispersant contains a housing, a nozzle and a cantilever resonance plate, and the nozzle outlet is made in the form of a slit, and the rear wall of the housing is made in the form of a concave curved surface. Between the resonant plate and the rear wall of the housing an additional element is installed, having the form of a concave curved surface and connected to the housing with the formation of a gap with the wall of the housing. This concave element performs the function of a reflector of the flows of the processed medium [RU 2223815 C1, priority 06/19/2002, published 02/20/2004].

Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность обработки сред, проявляющаяся в неравномерности обработки дисперсной среды и обусловленная неэффективным распределением обрабатываемого потока в диспергаторе - часть дисперсной среды не попадает в зону действия кавитации и выходит из диспергатора необработанной. Неэффективное распределение обрабатываемого потока в диспергаторе приводит также к увеличению энергетических и временных затрат, необходимых для дополнительной обработки.The disadvantage of the closest analogue is the low processing efficiency of the media, manifested in the uneven processing of the dispersed medium and due to the ineffective distribution of the treated stream in the dispersant - part of the dispersed medium does not fall into the cavitation zone and leaves the dispersant untreated. Ineffective distribution of the treated stream in the dispersant also leads to an increase in the energy and time costs required for additional processing.

Воздействующая на резонансную пластину часть потока при выходе из щелевого сопла в корпус диспергатора подвергается интенсивному смешению и гидродинамической кавитации и при дальнейшем своем движении попадает на вогнутый элемент с криволинейной поверхностью (сферический отражатель), отражается от него и снова попадает в зону интенсивного воздействия акустических волн, подвергаясь повторной обработке. Другая часть потока, которая не попала в зону максимального воздействия акустических волн, направляется вдоль одной из стенок корпуса в зазор между стенкой и отражателем и уходит в выходное отверстие необработанной. Смешавшись затем с обработанным потоком, она снижает степень эмульгирования смеси, и для получения качественной эмульсии требуются дополнительные циклы обработки в диспергаторе.The part of the flow acting on the resonant plate when exiting the slotted nozzle into the dispersant body is subjected to intensive mixing and hydrodynamic cavitation and, upon further movement, falls on a concave element with a curved surface (spherical reflector), is reflected from it, and again falls into the zone of intense exposure to acoustic waves, subject to reprocessing. Another part of the flow, which did not fall into the zone of maximum exposure to acoustic waves, is directed along one of the walls of the housing into the gap between the wall and the reflector and goes into the outlet unprocessed. After mixing with the treated stream, it reduces the degree of emulsification of the mixture, and additional processing cycles in the dispersant are required to obtain a high-quality emulsion.

В основу заявляемого изобретения положена задача создать акустический смеситель, обеспечивающий высокую эффективность обработки жидких сред путем равномерной и полной обработки поступающего в диспергатор потока жидких сред и исключения выхода необработанного потока из диспергатора.The basis of the claimed invention is to create an acoustic mixer that provides high processing efficiency of liquid media by uniformly and completely processing the flow of liquid media entering the dispersant and eliminating the exit of the untreated stream from the dispersant.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении эффективности обработки сред, выражающееся в повышении дисперсности и гомогенности обрабатываемых сред, а также получение стабильных во времени дисперсий, суспензий, эмульсий и иных жидких сред.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to increase the processing efficiency of the media, expressed in increasing the dispersion and homogeneity of the processed media, as well as obtaining time-stable dispersions, suspensions, emulsions and other liquid media.

Технический результат достигается тем, что акустический смеситель, содержащий цилиндрический корпус с выходным патрубком, размещенным вдоль оси корпуса резонатором и элемент, установленный между резонатором и выходным патрубком, сопло с выходным щелевым отверстием, при этом резонатор выполнен с заостренной кромкой, обращенной к щелевому отверстию сопла, и размещен соосно щелевому отверстию сопла с возможностью перемещения относительно щелевого отверстия в горизонтальной плоскости, согласно изобретению элемент выполнен в виде рассеченного открытого полутора, соосно расположенного с щелевым отверстием сопла, а его внешняя сторона плотно прилегает к внутренней поверхности стенки корпуса.The technical result is achieved by the fact that an acoustic mixer comprising a cylindrical body with an outlet nozzle located along the axis of the housing by the resonator and an element mounted between the resonator and the outlet nozzle, a nozzle with an exit slot, and the resonator is made with a pointed edge facing the slot of the nozzle , and placed coaxially with the slotted hole of the nozzle with the possibility of movement relative to the slotted hole in the horizontal plane, according to the invention, the element is made in the form of a scattering ennogo half open, coaxially arranged with a slit nozzle opening, and its outer side tightly against the inner wall of the shell.

Заявляемое изобретение поясняется конкретным примером выполнения акустического смесителя (фиг. 1-7), который, однако, не является единственно возможными, но наглядно демонстрирует возможность достижения заявленного технического результата. На фиг. 1 представлен общий вид акустического смесителя. На фиг. 2 изображен разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1, на фиг. 4 - вид В на фиг. 1, на фиг. 5-7 приведены изображения сред до и после обработки в заявляемом акустическом смесителе.The invention is illustrated by a specific example of the implementation of the acoustic mixer (Fig. 1-7), which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the claimed technical result. In FIG. 1 shows a general view of an acoustic mixer. In FIG. 2 shows a section AA in FIG. one; in FIG. 3 - node I in FIG. 1, in FIG. 4 is a view B in FIG. 1, in FIG. 5-7 are images of media before and after processing in the inventive acoustic mixer.

Акустический смеситель содержит цилиндрический корпус 1, включающий в себя камеру 2 резонатора, две крышки 3, закрывающие камеру с противоположных сторон, впускной трубопровод 4 с расположенным в нем стаканом 5 с соплом 6 с выходным щелевым отверстием и поджимной втулкой 7 (фиг. 1). Внутри корпуса 1 к поворотному фланцу 8 присоединены стойки 9 с закрепленным на них посредством болтового соединения резонатором 10. Резонатор 10 выполнен в виде пластины. Резонатор 10 выполнен с заостренной кромкой, обращенной к щелевому отверстию сопла 6, и размещен вдоль оси корпуса 1 соосно щелевому отверстию сопла 6 с возможностью перемещения относительно щелевого отверстия в горизонтальной плоскости. Болтовое соединение дает возможность регулировать величину зазора между острием резонатора 10 и щелью сопла 6 за счет того, что отверстия в стойках 9 продолговатой формы. Поворотный фланец 8 обеспечивает совмещение острия резонатора 10 со щелью сопла 6 в горизонтальной плоскости за счет наличия кольцевых отверстий 18 (фиг. 4).The acoustic mixer contains a cylindrical housing 1, which includes a resonator chamber 2, two covers 3, which cover the chamber on opposite sides, an inlet pipe 4 with a nozzle 5 located therein with a nozzle 6 with an exit slot and a compression sleeve 7 (Fig. 1). Inside the housing 1, racks 9 are attached to the rotary flange 8 with a resonator 10 mounted on them by means of a bolt connection. The resonator 10 is made in the form of a plate. The resonator 10 is made with a pointed edge facing the slotted hole of the nozzle 6, and is placed along the axis of the housing 1 coaxially with the slotted hole of the nozzle 6 with the possibility of movement relative to the slotted hole in the horizontal plane. The bolted connection makes it possible to adjust the gap between the tip of the resonator 10 and the slit of the nozzle 6 due to the fact that the openings in the uprights 9 are elongated. The rotary flange 8 provides the alignment of the tip of the resonator 10 with the slit of the nozzle 6 in the horizontal plane due to the presence of annular holes 18 (Fig. 4).

Внутри корпуса 1 между резонатором и выходным патрубком 16 установлен элемент 11, который выполнен в виде рассеченного открытого полутора с отверстием 14 по центру. Элемент 11 выполняет функцию отражателя обрабатываемого потока. Элемент 11 расположен соосно с щелевым отверстием сопла 6, а его внешняя сторона плотно прилегает к внутренней поверхности стенки корпуса 1 (фиг. 2, 3). Элемент 11 находится между нижней вставкой 12 и верхней вставкой 13 цилиндрической формы, опирающимися на упоры 17, что обеспечивает фиксированное положение элемента 11 в полости камеры 2 резонатора.Inside the housing 1, between the resonator and the outlet pipe 16, an element 11 is installed, which is made in the form of a cut open one and a half with a hole 14 in the center. Element 11 performs the function of a reflector of the processed stream. Element 11 is located coaxially with the slotted hole of the nozzle 6, and its outer side is closely adjacent to the inner surface of the wall of the housing 1 (Fig. 2, 3). The element 11 is located between the lower insert 12 and the upper insert 13 of a cylindrical shape, resting on the stops 17, which ensures a fixed position of the element 11 in the cavity of the chamber 2 of the resonator.

Акустический смеситель работает следующим образом.The acoustic mixer operates as follows.

Рабочая жидкость под давлением подается к щелевому соплу 6, при выходе из которого часть потока, воздействующая на резонатор 10, возбуждает в нем ультразвуковые колебания и создает эффект гидродинамической кавитации. Подвергаясь таким образом интенсивному эмульгированию, эта часть потока при дальнейшем своем движении проходит через отверстие 14 отражателя 11 и попадает в отверстие 15 выходного патрубка 16.The working fluid under pressure is supplied to the slotted nozzle 6, at the exit of which a part of the flow acting on the resonator 10 excites ultrasonic vibrations in it and creates the effect of hydrodynamic cavitation. Subjected to intensive emulsification in this way, this part of the stream, with its further movement, passes through the hole 14 of the reflector 11 and enters the hole 15 of the outlet pipe 16.

Тот поток жидкости, который не попав в зону наивысшего акустического воздействия, поднялся вдоль стенок корпуса 1 до отражательного элемента 11, фокусируется в нем и в виде нисходящего потока продольных волн возвращается в зону интенсивного эмульгирования и, подвергшись, кавитационному воздействию, в дальнейшем попадает в гидродинамическое русло, уносясь в выходной патрубок 16. Таким образом, не происходит смешивания обработанного и необработанного потоков, тем самым повышается концентрация подвергшейся эмульгации смеси, что значительно улучшает эффективность процесса обработки.That fluid flow, which did not fall into the zone of the highest acoustic impact, rose along the walls of the housing 1 to the reflective element 11, focuses in it and returns to the intensive emulsification zone as a downward flow of longitudinal waves and, being subjected to cavitation, subsequently gets into the hydrodynamic channel, being carried away to the outlet pipe 16. Thus, there is no mixing of the treated and untreated streams, thereby increasing the concentration of the emulsified mixture, which is significant It improves the efficiency of the treatment process.

Изменяя форму и размеры отражательного элемента 11, а также его положение в полости смесителя за счет использования цилиндрических вставок различной высоты, эмпирическим путем обеспечивается максимальная эффективность фокусировки нисходящих потоков эмульгируемых жидкостей в зависимости от их вязкости и скорости истечения в полостях смесителя.By changing the shape and dimensions of the reflective element 11, as well as its position in the mixer cavity through the use of cylindrical inserts of various heights, the maximum focusing efficiency of downward flows of emulsifiable liquids is provided empirically, depending on their viscosity and flow rate in the mixer cavities.

Таким образом, отражательный элемент 11 обеспечивает локализацию смещенного к стенкам корпуса потока и, сфокусировав его, возвращает в зону акустического воздействия резонатора.Thus, the reflective element 11 provides localization of the flow displaced to the walls of the housing and, focusing it, returns it to the acoustic zone of the resonator.

В процессе точечного ударно-волнового воздействия происходят структурные и молекулярные изменения в сложных молекулах, агломератах и глобулах, изначально присутствующих в обрабатываемой жидкой среде, а также разрушение органических и минеральных примесей.In the process of a point shock-wave action, structural and molecular changes occur in complex molecules, agglomerates and globules, initially present in the processed liquid medium, as well as the destruction of organic and mineral impurities.

Процессы тепло и массопереноса, сопровождающие кавитацию, а также струйные течения, возникающие далее в потоке жидкости, приводят к интенсивному перемешиванию и диспергированию многокомпонентных несмешиваемых жидкостей и твердых включений с образованием гомогенных и стойких к расслоению тонкодисперсных эмульсий и суспензий.The processes of heat and mass transfer accompanying cavitation, as well as the jet flows that occur further in the fluid stream, lead to intensive mixing and dispersion of multicomponent immiscible liquids and solid inclusions with the formation of finely dispersed emulsions and suspensions homogeneous and delaminating.

В качестве иллюстрации описываемых эффектов кавитационного воздействия на исходную гетерогенную систему из взаимно нерастворимых и несмешиваемых жидкостей «мазут-вода» и доказательства достижения технического результата заявителями были проведены исследования до и после обработки в заявленном акустическом смесителе. На фиг. 5 приведена фотография исследований под микроскопом с 1000-кратным увеличением капель проб образцов исходной водо-мазутной смеси мазута с влагосодержанием 30%.As an illustration of the described effects of cavitation effects on the initial heterogeneous system of mutually insoluble and immiscible oil-water liquids and evidence of the achievement of the technical result, the applicants conducted studies before and after processing in the claimed acoustic mixer. In FIG. Figure 5 shows a photograph of studies under a microscope with a 1000-fold increase in droplets of samples of samples of the initial water-oil mixture of fuel oil with a moisture content of 30%.

Представленные иллюстрации характеризуют глубину изменений структуры фаз многокомпонентных гетерогенных жидкостей, имеющих место при кавитационной обработке.The presented illustrations characterize the depth of phase structure changes of multicomponent heterogeneous liquids that occur during cavitation treatment.

На микрофотографии фиг. 5 дисперсность вкраплений воды (дисперсной фазы) в мазут превышает 100 микрометров. При этом в общем объеме отобранных проб мазута не существует каких-либо закономерностей в распределении фаз мазута и воды. Возможно существование локальных областей абсолютно «сухих» (не содержащих воду) объемов мазута в общем объеме топлива, а также наличие достаточно крупных локальных объемов топлива, заполненных исключительно водой (так называемые водяные линзы и мешки). Использование водо-мазутных смесей такого качества сопряжено с технически неразрешимыми проблемами в обеспечении надежного, экономичного и экологически чистого функционирования топливосжигающих установок (бойлеров, энергетических котлов теплоэлектростанций, технологических печей), что характерно для традиционных тяжелых и компаундированных мазутов, получаемых после углубленной переработки нефти.In the micrograph of FIG. 5 dispersion of inclusions of water (dispersed phase) in fuel oil exceeds 100 micrometers. In this case, in the total volume of samples of fuel oil, there are no patterns in the distribution of phases of fuel oil and water. There may be local areas of absolutely “dry” (water-free) volumes of fuel oil in the total fuel volume, as well as the presence of sufficiently large local volumes of fuel filled exclusively with water (so-called water lenses and bags). The use of water-fuel oil mixtures of this quality is fraught with technically insoluble problems in ensuring reliable, economical and environmentally friendly operation of fuel-burning plants (boilers, power boilers of thermal power plants, process furnaces), which is typical of traditional heavy and compound fuel oils obtained after in-depth oil refining.

Дисперсность водяных шариков в мазуте обработанного заявленным акустическим смесителем исходного мазута не превышает 5 микрометров. Вкрапления воды в общем объеме мазута имеют равномерное распределение. Размерность капель диспергированной в мазуте воды практически одинакова по всему объему топлива. Таким образом, в результате обработки в заявляемом акустическом смесителе исходной водо-мазутной смеси происходит ее преобразование в гомогенную тонкодисперсную водо-мазутную эмульсию. Причем благодаря наличию в мазуте природных поверхностно активных веществ - эмульгаторов (тяжелые асфальто-смолистые фракции), тонко диспергированная вода оказывается заключенной в сольватную оболочку, препятствующую слиянию соседних капель воды.The dispersion of water balls in fuel oil treated with the declared acoustic mixer of the original fuel oil does not exceed 5 micrometers. Water inclusions in the total volume of fuel oil have a uniform distribution. The size of the droplets of water dispersed in fuel oil is almost the same throughout the fuel volume. Thus, as a result of processing in the inventive acoustic mixer of the original water-oil mixture occurs, it is converted into a homogeneous finely divided water-oil emulsion. Moreover, due to the presence in the fuel oil of natural surface-active substances - emulsifiers (heavy asphalt-resinous fractions), finely dispersed water is enclosed in a solvation shell, which prevents the merging of neighboring water drops.

Таким образом, после кавитационной обработки, на выходе смесителя образуются суперстойкие эмульсии, сохраняющие свою структуру и свойства длительное время - от нескольких месяцев до нескольких лет.Thus, after cavitation treatment, superstable emulsions are formed at the mixer outlet, preserving their structure and properties for a long time - from several months to several years.

После кавитационной обработки мазут, имеющий в исходном состоянии неоднородную «комковатую» структуру (что характерно для мазутов длительного хранения) и плохую способность к перекачиванию, фильтрации, тонкому распыливанию форсунками и надежному горению, преобразуется в однородную тонкодиспергированную субстанцию, у которой указанные свойства соответствуют нормативным требованиям.After cavitation treatment, fuel oil, which in its initial state has a non-uniform “lumpy” structure (which is typical for long-term fuel oil) and poor pumpability, filtration, fine atomization by nozzles and reliable combustion, is converted into a homogeneous finely dispersed substance, in which these properties meet regulatory requirements .

На фиг. 6 и 7 соответственно приведены фотографии исходного мазута (слева), не годного к дальнейшему хранению и использованию в качестве топлива ввиду потери им способности к воспламенению и устойчивому горению, и того же мазута, подвергнутого кавитационной обработке (справа), после которой он обладал высокой тепловой эффективностью и надежностью сжигания.In FIG. Figures 6 and 7 respectively show photographs of the original fuel oil (left), which is not suitable for further storage and use as fuel due to its loss of ignition ability and stable burning, and the same fuel oil subjected to cavitation treatment (right), after which it had a high thermal efficiency and reliability of combustion.

Claims (1)

Акустический смеситель, содержащий цилиндрический корпус с выходным патрубком, размещенным вдоль оси корпуса резонатором, и элемент, установленный между резонатором и выходным патрубком, сопло с выходным щелевым отверстием, при этом резонатор выполнен с заостренной кромкой, обращенной к щелевому отверстию сопла, и размещен соосно щелевому отверстию сопла с возможностью перемещения относительно щелевого отверстия в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что элемент выполнен в виде рассеченного открытого полутора, соосно расположенного с щелевым отверстием сопла, а его внешняя сторона плотно прилегает к внутренней поверхности стенки корпуса.An acoustic mixer comprising a cylindrical body with an outlet nozzle located along the axis of the housing by the resonator, and an element mounted between the resonator and the outlet nozzle, a nozzle with an outlet slot hole, the resonator being made with a pointed edge facing the slot hole of the nozzle, and placed coaxially with the slot hole the nozzle hole can be moved relative to the slotted hole in the horizontal plane, characterized in that the element is made in the form of a dissected open one and a half, coaxially located ennogo with slotted nozzle orifice, while its exterior closely against the inner wall of the shell.
RU2016117488A 2016-05-04 2016-05-04 Acoustic mixer RU2619783C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117488A RU2619783C1 (en) 2016-05-04 2016-05-04 Acoustic mixer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117488A RU2619783C1 (en) 2016-05-04 2016-05-04 Acoustic mixer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619783C1 true RU2619783C1 (en) 2017-05-18

Family

ID=58715885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016117488A RU2619783C1 (en) 2016-05-04 2016-05-04 Acoustic mixer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619783C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187218U1 (en) * 2018-12-10 2019-02-25 Станислав Александрович Галактионов HYDROCARBON LIQUID TREATMENT DEVICE

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU959816A2 (en) * 1980-12-18 1982-09-23 Чилисайский Фосфоритный Рудник Hydrodynamic vibrator
SU1637858A1 (en) * 1989-04-06 1991-03-30 Московский Институт Химического Машиностроения Hydrodynamic emitter
RU2223815C1 (en) * 2002-06-19 2004-02-20 Салатов Вячеслав Григорьевич Method of preparation of emulsion and system and device for realization of this method
JP2010000490A (en) * 2008-06-20 2010-01-07 Kanichi Ito Method and device for treating liquid material
WO2011016752A1 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Salatov Viatcheslav Grigorievich Hydrodynamic disperser
RU134073U1 (en) * 2013-05-31 2013-11-10 Артем Олегович Панин HYDRODYNAMIC ACOUSTIC CONVERTER
RU2586562C2 (en) * 2013-08-14 2016-06-10 Кавитар Инновейтив Текнолоджиз Лтд Hydrodynamic disperser

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU959816A2 (en) * 1980-12-18 1982-09-23 Чилисайский Фосфоритный Рудник Hydrodynamic vibrator
SU1637858A1 (en) * 1989-04-06 1991-03-30 Московский Институт Химического Машиностроения Hydrodynamic emitter
RU2223815C1 (en) * 2002-06-19 2004-02-20 Салатов Вячеслав Григорьевич Method of preparation of emulsion and system and device for realization of this method
JP2010000490A (en) * 2008-06-20 2010-01-07 Kanichi Ito Method and device for treating liquid material
WO2011016752A1 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Salatov Viatcheslav Grigorievich Hydrodynamic disperser
RU134073U1 (en) * 2013-05-31 2013-11-10 Артем Олегович Панин HYDRODYNAMIC ACOUSTIC CONVERTER
RU2586562C2 (en) * 2013-08-14 2016-06-10 Кавитар Инновейтив Текнолоджиз Лтд Hydrodynamic disperser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187218U1 (en) * 2018-12-10 2019-02-25 Станислав Александрович Галактионов HYDROCARBON LIQUID TREATMENT DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2553861C1 (en) Hydrodynamic mixer
DE60310974T2 (en) LIQUID MIXING DEVICE AND LIQUID MIXING METHOD
EP0300964A1 (en) Apparatus for mixing media capable of flowing
RU2619783C1 (en) Acoustic mixer
RU134073U1 (en) HYDRODYNAMIC ACOUSTIC CONVERTER
RU2223815C1 (en) Method of preparation of emulsion and system and device for realization of this method
WO2011016752A1 (en) Hydrodynamic disperser
RU2726488C2 (en) Hydro-stabilized fuel, method of production thereof and heat-exchanger reactor
RU26197U1 (en) HYDRODYNAMIC DISPERSANT
AU2011207820A1 (en) Apparatus and method for producing an emulsion of a fuel and an emulsifiable component
RU2075619C1 (en) Device for processing liquid fuel by cavitation
RU2618828C1 (en) Acoustic mixer nozzle
RU2363528C1 (en) Ultrasonic device for treatment of liquid mediums
RU2613556C1 (en) Device for oil desalting and dehydration
RU82137U1 (en) HYDRODYNAMIC THERMOELECTRIC INSTALLATION FOR MIXING LIQUID MEDIA
RU54816U1 (en) DEVICE FOR PREPARING A WATER-MASSOUS EMULSION
RU2248251C1 (en) Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser
RU45647U1 (en) WAVE TURBULENT REACTOR
RU2775588C1 (en) Modular static mixer-activator
RU2084681C1 (en) Cavitation generator
RU2772137C1 (en) Ultrasonic cavitation transducer
RU2309789C2 (en) Method of dispersion of the liquid
RU2248252C1 (en) Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser
CN102527278A (en) Mixed liquid emulsifier
RU2079328C1 (en) Method and apparatus of oil treatment

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170822

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180505

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190207

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20170822

Effective date: 20190225

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190405

Effective date: 20190405