RU2633671C1 - Mixer-turbulator - Google Patents

Mixer-turbulator Download PDF

Info

Publication number
RU2633671C1
RU2633671C1 RU2016120025A RU2016120025A RU2633671C1 RU 2633671 C1 RU2633671 C1 RU 2633671C1 RU 2016120025 A RU2016120025 A RU 2016120025A RU 2016120025 A RU2016120025 A RU 2016120025A RU 2633671 C1 RU2633671 C1 RU 2633671C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inserts
mixer
turbulator
housing
grooves
Prior art date
Application number
RU2016120025A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Юрьевич Беляев
Леонид Михайлович Виленский
Original Assignee
Андрей Юрьевич Беляев
Леонид Михайлович Виленский
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 Андрей Юрьевич Беляев, Леонид Михайлович Виленский filed Critical Андрей Юрьевич Беляев
Priority to RU2016120025A priority Critical patent/RU2633671C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2633671C1 publication Critical patent/RU2633671C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: mixer-turbulator comprises a body, in which there is a through cavity filled with inserts. A fairing is in the middle part of the body between the inserts. The inserts are made in form of coaxial rings, at that there are grooves are made on the outer and inner surfaces of the inserts. A row of standing near inserts form a smoothly narrowing inlet and a smoothly widening outlet.
EFFECT: increased values of turbulent diffusion coefficients in channels for providing mixing and crushing of drops during one-three pipeline passes behind the mixer.
6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для смешения гетерогенных смесей, и может быть использовано в нефтехимической, химической, газовой, нефтеперерабатывающей, коксохимической промышленности и других видах промышленности в процессах абсорбции и экстракции.The invention relates to the field of devices intended for mixing heterogeneous mixtures, and can be used in the petrochemical, chemical, gas, oil refining, coke and other industries in the processes of absorption and extraction.

Известен (RU патент п.м. №110738, опубл. 27.11.2011) смеситель-турбулизатор, представляющий собой стальную цилиндрическую емкость, снабженную входным и выходным патрубками, встроенными турбулизирующими элементами, представляющими собой перегородки, закрепленные на внутренней поверхности емкости поочередно на противоположных сторонах емкости, с уклоном в направлении движения потока, причем проходное сечение между турбулизирующим элементом и внутренней стенкой емкости максимально приближено к проходному сечению входного патрубка, а диаметр емкости превышает диаметр входного и выходного патрубков не менее чем в два раза.Known (RU patent md No. 110738, publ. 11/27/2011) mixer-turbulator, which is a steel cylindrical tank, equipped with inlet and outlet nozzles, built-in turbulence elements, which are partitions fixed on the inner surface of the tank alternately on opposite sides containers, with a slope in the direction of flow, and the passage section between the turbulizing element and the inner wall of the container is as close as possible to the passage section of the inlet pipe, and the diameter e bone exceeds the diameter of the inlet and outlet pipes not less than twice.

Известен также (RU патент №2080164, опубл. 27.05.97) многоконусный струйный аппарат в виде герметичной емкости, в которой центрально установлен ряд конусных насадок, последовательно расположенных одна в другой с образованием кольцевого зазора между ними, конусообразного канала для прохода продукта с вершиной со стороны ввода рабочего потока.Also known (RU patent No. 2080164, publ. 27.05.97) is a multi-cone inkjet apparatus in the form of a sealed container in which a series of conical nozzles are arranged centrally arranged in series with each other with the formation of an annular gap between them, a conical channel for product passage with the top with the input side of the workflow.

Недостатком обоих известных устройств следует признать нестабильность турбулентного потока и обусловленную этим недостаточную эффективность взаимодействия контактирующих гетерогенных потоков.The disadvantage of both known devices should be recognized as the instability of the turbulent flow and the resulting insufficient efficiency of the interaction of the contacting heterogeneous flows.

Наиболее близким аналогом разработанного устройства можно признать (RU патент №2298430, опубл. 10.05.2007) турбулентный реактор смешения гетерогенных смесей, содержащий цилиндрический корпус с патрубками для подачи смешиваемых реагентов и расположенными в нем чередующимися коаксиальными вставками, выполненными в форме конфузорно-диффузорных элементов, причем конфузорно-диффузорные элементы установлены с определенным шагом.The closest analogue of the developed device can be recognized (RU patent No. 2298430, publ. 10.05.2007) a turbulent reactor for mixing heterogeneous mixtures, containing a cylindrical body with nozzles for feeding the mixed reagents and alternating coaxial inserts arranged in it in the form of confuser-diffuser elements, moreover, the confuser-diffuser elements are installed with a certain step.

Недостатком известного устройства следует признать недостаточную эффективность, обусловленную недостаточной турбулентностью потоков в зоне смешения.A disadvantage of the known device should be recognized as insufficient efficiency due to insufficient turbulence of flows in the mixing zone.

Техническая задача, решаемая с использованием разработанного устройства, состоит в расширении ассортимента смесителей-турбулизаторов.The technical problem, solved using the developed device, is to expand the range of mixer-turbulators.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанной конструкции смесителя-турбулизатора, состоит в увеличении значений коэффициентов турбулентной диффузии в каналах, сформированных так, чтобы обеспечить максимальную турбулизацию потока, что обеспечит значительную турбулизацию на выходе смесителя с обеспечением процесса смешения и дробления капель на протяжении одного-трех калибров трубопровода за смесителем.The technical result achieved by the implementation of the developed design of the mixer-turbulator is to increase the values of the turbulent diffusion coefficients in the channels formed so as to provide maximum flow turbulence, which will provide significant turbulization at the mixer outlet, ensuring the process of mixing and crushing drops for one to three pipe gauges behind the mixer.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать смеситель-тубулизатор разработанной конструкции. Смеситель-турбулизатор содержит корпус, в котором выполнена сквозная полость, заполненная вставками, в средней части корпуса между вставками расположен обтекатель, вставки выполнены в форме коаксиальных колец, при этом на внешней и внутренней поверхностях вставок выполнены канавки.To achieve the specified technical result, it is proposed to use a mixer-tubulator of a developed design. The mixer-turbulator contains a housing in which a through cavity filled with inserts is made, a fairing is located between the inserts in the middle part of the housing, the inserts are made in the form of coaxial rings, and grooves are made on the outer and inner surfaces of the inserts.

Поток газа с включениями жидкости, проходя через рядом стоящие вставки, возмущается за счет канавок, проточенных на вставках. При этом происходит как разбиение включений жидкости на мелкие составляющие, так и интенсивное перемешивание потока.The gas flow with fluid inclusions passing through adjacent inserts is disturbed by grooves grooved on the inserts. In this case, there is a breakdown of fluid inclusions into small components, as well as intensive mixing of the flow.

Рядом стоящие вставки образуют плавно сужающийся вход и плавно расширяющийся выход, что обеспечивает минимальные потери давления на устройстве. Обтекатель при этом выравнивает поток перед смесителем-турбулизатором. Кроме функции смесителя-турбулизатора разработанное устройство может выполнять функцию абсорбера за счет хорошего перемешивания потоков (например, гликоль и газ с парами воды, когда гликоль абсорбирует воду при осушке природного газа).Nearby standing inserts form a smoothly tapering inlet and a smoothly expanding outlet, which ensures minimal pressure loss on the device. The fairing in this case aligns the flow in front of the mixer-turbulator. In addition to the function of a mixer-turbulator, the developed device can perform the function of an absorber due to good mixing of flows (for example, glycol and gas with water vapor, when glycol absorbs water during the drying of natural gas).

Смеситель-турбулизатор предназначен для перемешивания нескольких веществ в любых агрегатных состояниях: газ-газ, жидкость-жидкость, жидкость-газ. В последнем случае жидкость, присутствующая в газовом потоке, дробится на мельчайшие капли (до 4-20 мкм). Отношение расходов смешивающихся компонентов произвольно. Они могут быть соизмеримы или некоторые компоненты могут подаваться в виде присадок, расход которых составляет доли процентов от общего расхода. Хорошее смешение обеспечено за счет высоких значений коэффициентов турбулентной диффузии в каналах, сформированных так, чтобы обеспечить максимальную турбулизацию потока. Значительная турбулизация сохраняется и на выходе смесителя-турбулизатора, поэтому процесс смешения и дробления капель продолжается на протяжении одного-трех калибров трубопровода за смесителем.The mixer-turbulator is designed to mix several substances in any aggregate states: gas-gas, liquid-liquid, liquid-gas. In the latter case, the liquid present in the gas stream is crushed into the smallest drops (up to 4-20 microns). The cost ratio of the miscible components is arbitrary. They may be comparable or some components may be supplied in the form of additives, the consumption of which is a fraction of a percent of the total consumption. Good mixing is achieved due to the high values of the turbulent diffusion coefficients in the channels formed so as to provide maximum flow turbulization. Significant turbulization is maintained at the outlet of the mixer-turbulator, so the process of mixing and crushing drops continues for one to three calibers of the pipeline behind the mixer.

В некоторых вариантах реализации на корпусе могут быть расположены два элемента фланцевых соединений, предназначенных для монтажа смесителя-турбулизатора в трубопровод. Однако соединение с трубопроводом может быть выполнено и с использованием патрубков или сварки.In some embodiments, two flange connections may be disposed on the housing for mounting the mixer-turbulator in the pipeline. However, the connection with the pipeline can be made using pipes or welding.

Предпочтительно вставки зафиксированы в корпусе с использованием пилонов. Пилон в данном случае представляет собой многолучевую конструкцию, на лучах которой выполнены канавки для закрепления вставок. Предпочтительно выполнен из химически стойкого материала (полимера или металлического сплава).Preferably, the inserts are fixed in the housing using pylons. The pylon in this case is a multi-beam design, on the rays of which grooves are made to fix the inserts. Preferably made of a chemically resistant material (polymer or metal alloy).

Обычно канавки на поверхности вставок располагают перпендикулярно оси корпуса.Typically, the grooves on the surface of the inserts are perpendicular to the axis of the housing.

Канавки могут быть выполнены произвольной формы (прямоугольные, трехгранные и т.д.), максимально увеличивающей турбулентность потока.The grooves can be made of arbitrary shape (rectangular, trihedral, etc.), which maximizes the turbulence of the flow.

На входе устройства может быть установлена по меньшей мере одна форсунка, что улучшает смесеобразование.At least one nozzle can be installed at the inlet of the device, which improves mixture formation.

На фиг. 1 приведен общий вид разработанного устройства, при этом использованы следующие обозначения: вставки 1, обтекатель 2, пилон 3, корпус 4; на фиг. 2 приведен вид вставки, на поверхности которой выполнена канавка 5.In FIG. 1 shows a General view of the developed device, with the following notation: inserts 1, fairing 2, pylon 3, housing 4; in FIG. 2 shows an insert on the surface of which a groove 5 is made.

Разработанное устройство работает следующим образом.The developed device operates as follows.

В природном газе, который подают на компрессоры или турбодетандеры, находятся включения жидкости (конденсата). Жидкость, попадая на поршни компрессора или лопатки турбодетандера, приводит к гидроудару. Смеситель-турбулизатор разбивает жидкость в мелкую пыль, т.е. создает гомогенный поток. Это приводит к стабильной работе компрессоров и турбодетандеров.In natural gas, which is fed to compressors or turboexpander, there are inclusions of liquid (condensate). Liquid entering the compressor pistons or turbo expander blades results in water hammer. The mixer-turbulator breaks the liquid into fine dust, i.e. creates a homogeneous flow. This leads to stable operation of compressors and turbo expanders.

При осушении газа разработанный смеситель-турбулизатор используют в качестве средства абсорции воды. Для этого через устройство пропускают природный газ и гликоль. После прохода через разработанный смеситель-турбулизатор смеси природного газа и гликоля образуется турболизированный поток природного газа с парами воды и микрокаплями гликоля, которые абсорбируют пары воды. Затем микрокапли гликоля с абсорбированной водой отделяют от потока газа.When drying gas, the developed mixer-turbulator is used as a means of water absorption. To do this, natural gas and glycol are passed through the device. After a mixture of natural gas and glycol passes through a developed mixer-turbulator, a turbolized stream of natural gas is formed with water vapor and microdrops of glycol, which absorb water vapor. Then the microdroplets of glycol with absorbed water are separated from the gas stream.

Использование разработанного устройства позволяют увеличить коэффициентов турбулентной диффузии на 22%.Using the developed device allows to increase the coefficients of turbulent diffusion by 22%.

Claims (6)

1. Смеситель-турбулизатор, содержащий корпус, в котором выполнена сквозная полость, заполненная вставками, отличающийся тем, что в средней части корпуса между вставками расположен обтекатель, вставки выполнены в форме коаксиальных колец, при этом на внешней и внутренней поверхностях вставок выполнены канавки, а рядом стоящие вставки образуют плавно сужающийся вход и плавно расширяющийся выход.1. A mixer-turbulator containing a housing in which a through cavity filled with inserts is made, characterized in that a fairing is located between the inserts in the middle part of the housing, the inserts are made in the form of coaxial rings, grooves are made on the outer and inner surfaces of the inserts, and adjacent inserts form a smoothly tapering entrance and a smoothly expanding exit. 2. Смеситель-турбулизатор по п.1, отличающийся тем, что на корпусе расположены два элемента фланцевых соединений, предназначенных для монтажа смесителя-турбулизатора в трубопровод.2. The mixer-turbulator according to claim 1, characterized in that on the body there are two elements of flange connections for mounting the mixer-turbulator in the pipeline. 3. Смеситель-турбулизатор по п.1, отличающийся тем, что вставки зафиксированы в корпусе с использованием пилонов.3. The mixer-turbulator according to claim 1, characterized in that the inserts are fixed in the housing using pylons. 4. Смеситель-турбулизатор по п.1, отличающийся тем, что канавки на поверхности вставок расположены перпендикулярно оси корпуса.4. The mixer-turbulator according to claim 1, characterized in that the grooves on the surface of the inserts are perpendicular to the axis of the housing. 5. Смеситель-турбулизатор по п.1, отличающийся тем, что канавки выполнены формой, максимально увеличивающей турбулентность потока.5. The mixer-turbulator according to claim 1, characterized in that the grooves are made in a form that maximizes the turbulence of the flow. 6. Смеситель-турболизатор по п.1, отличающийся тем, что на его входе установлена по меньшей мере одна форсунка.6. The mixer-turbolizer according to claim 1, characterized in that at least one nozzle is installed at its inlet.
RU2016120025A 2016-05-24 2016-05-24 Mixer-turbulator RU2633671C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120025A RU2633671C1 (en) 2016-05-24 2016-05-24 Mixer-turbulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120025A RU2633671C1 (en) 2016-05-24 2016-05-24 Mixer-turbulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2633671C1 true RU2633671C1 (en) 2017-10-16

Family

ID=60129523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016120025A RU2633671C1 (en) 2016-05-24 2016-05-24 Mixer-turbulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633671C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1766477A1 (en) * 1990-05-31 1992-10-07 Научно-производственное объединение "Сатурн" им.А.М.Люльки Vortex generator
UA35152A (en) * 1999-08-21 2001-03-15 Дочірня Компанія "Укргазвидобування" Український Науково-Дослідний Інститут Природних Газів /Філія/ Contact device for mass-exchange apparatuses
RU2298430C1 (en) * 2005-08-30 2007-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "ВЕНТОЛ" Turbulent reactor for mixing of the heterogeneous mixtures
US7985020B2 (en) * 2009-09-25 2011-07-26 Nordson Corporation Cross flow inversion baffle for static mixer
UA95937C2 (en) * 2005-12-15 2011-09-26 Физиа Бебкок Инвайронмент Гмбх Apparatus for mixing fluid with large gas stream, especially for introducing reducing agent into flue gas comprising nitrogen oxides
WO2013074400A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Doolin Michael B Flow reversing static mixer and method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1766477A1 (en) * 1990-05-31 1992-10-07 Научно-производственное объединение "Сатурн" им.А.М.Люльки Vortex generator
UA35152A (en) * 1999-08-21 2001-03-15 Дочірня Компанія "Укргазвидобування" Український Науково-Дослідний Інститут Природних Газів /Філія/ Contact device for mass-exchange apparatuses
RU2298430C1 (en) * 2005-08-30 2007-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "ВЕНТОЛ" Turbulent reactor for mixing of the heterogeneous mixtures
UA95937C2 (en) * 2005-12-15 2011-09-26 Физиа Бебкок Инвайронмент Гмбх Apparatus for mixing fluid with large gas stream, especially for introducing reducing agent into flue gas comprising nitrogen oxides
US7985020B2 (en) * 2009-09-25 2011-07-26 Nordson Corporation Cross flow inversion baffle for static mixer
WO2013074400A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Doolin Michael B Flow reversing static mixer and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8337603B2 (en) Apparatus for separation of gas-liquid mixtures and promoting coalescence of liquids
US10710033B2 (en) Multi fluid injection mixer
US9427689B2 (en) Uniflow centrifugal gas-liquid separator
US7811344B1 (en) Double-vortex fluid separator
NL2011703B1 (en) Axial gas-liquid cyclone separator.
AU2001273957B2 (en) Static mixing element
JP2015027675A (en) Method and apparatus for phase inversion by using stationary type mixer and coagulator
RU2633671C1 (en) Mixer-turbulator
WO2017100422A1 (en) Apparatus and method for fluid separation and oil and gas production system and method comprising the same
Jiang et al. Effects of geometric and operating parameters on pressure drop and oil-water separation performance for hydrocyclones
RU2456052C2 (en) Method and device for separation of oil-water mixes
GB2507662A (en) Axial gas-liquid cyclone separator
RU2600998C1 (en) Hydraulic jet mixer
RU2585029C2 (en) Mixer
US10639599B2 (en) Method and device for cavitationally treating a fluid
GB2357710A (en) Mixing oil in a transfer line prior to sampling
Das et al. Studies on ejector-venturi fume scrubber
RU2726488C2 (en) Hydro-stabilized fuel, method of production thereof and heat-exchanger reactor
RU2409411C1 (en) Method of gas-fluid mix separation and gas-fluid separator to this end
RU2335337C2 (en) Rotary-oscillatory device
RU2359743C1 (en) Method and device for mixing fluids
RU2717031C1 (en) Turbulent mixer-reactor
US9233319B2 (en) Apparatus and process for contacting liquids
RU2793035C1 (en) Cavitation device for reducing the viscosity of oil and oil products
RU2419483C1 (en) Mixer of fluids

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20191029