RU64560U1

RU64560U1 - LIQUID MIXER

Info

Publication number: RU64560U1
Application number: RU2007102617/22U
Authority: RU
Inventors: Ринат Анварович Габдрахманов; Дмитрий Владимирович Гуськов; Рим Салихович Губаев; Марат Фагимович Асадуллин; Артур Илмасович Мингазов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2007-07-10

Abstract

Предложение относится к нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности, в частности к устройствам для смешения жидких химических материалов. Жидкостный смеситель включает подводящий патрубок для жидкости с меньшим расходом, подводящий патрубок основной перемешиваемой жидкости и трубопровод. Подводящий патрубок для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе и перфорирован по всей длине с суммарной площадью отверстий перфорации, равной или большей площади сечения патрубка. Подводящий патрубок для жидкости с большим расходом установлен в трубопроводе тангенциально. Патрубок для жидкости с меньшим расходом установлен в трубопроводе с возможностью вращения. Внутри патрубка для жидкости с меньшим расходом жестко и концентрично установлена перегородка, выполненная в виде завихрителя потока, имеющего винтовую поверхность с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости. На наружной поверхности патрубка для жидкости с меньшим расходом тангенциально установлены лопатки, позволяющие ему вращаться относительно трубопровода в процессе смешивания жидкостей. Предлагаемый жидкостный смеситель благодаря лопаткам тангенциально расположенным на наружной поверхности патрубка позволяет интенсифицировать перемешивания жидких фаз за счет замедления скорости движения основного потока жидкости без потери эффективности работы. Кроме того, за счет предварительного смешивания жидкости в патрубке с меньшим расходом перед смешиванием с основным потоком получается однородный химический состав жидкости, что в дальнейшем повышает качество перемешиваемых жидкостей. 1 ил. на 1 л.The proposal relates to the oil and gas and oil and gas processing industries, in particular to devices for mixing liquid chemical materials. The liquid mixer includes a supply pipe for liquid with a lower flow rate, a supply pipe of the main mixed liquid and a pipe. The liquid supply pipe with a lower flow rate is placed coaxially in the pipeline and is perforated along the entire length with the total area of the perforation holes equal to or greater than the cross-sectional area of the pipe. A high-capacity fluid inlet pipe is installed tangentially in the pipeline. A nozzle for liquid with a lower flow rate is installed in the pipeline with the possibility of rotation. Inside the liquid nozzle with a lower flow rate, a partition is rigidly and concentrically mounted, made in the form of a flow swirler having a helical surface with a variable pitch decreasing in the axial direction of the liquid flow. Blades are tangentially mounted on the outer surface of the fluid nozzle with a lower flow rate, allowing them to rotate relative to the pipeline during the mixing of the liquids. The proposed liquid mixer due to the blades tangentially located on the outer surface of the nozzle allows you to intensify the mixing of the liquid phases by slowing the speed of the main fluid flow without loss of operating efficiency. In addition, due to preliminary mixing of the liquid in the nozzle with a lower flow rate, before mixing with the main stream, a homogeneous chemical composition of the liquid is obtained, which further improves the quality of the mixed liquids. 1 ill. for 1 liter

Description

Предложение относится к нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности, в частности к устройствам для смешения жидких химических материалов.The proposal relates to the oil and gas and oil and gas processing industries, in particular to devices for mixing liquid chemical materials.

Известен диафрагмовый смеситель (Ю.К.Молоканов «Процессы и аппараты нефтегазопереработки». - М.: Химия, 1980, 408 стр.) который представляет собой систему перегородок (диафрагм), установленных в трубопроводе, по которому перекачивают смешиваемые жидкости. При прохождении потока жидкости через отверстия в перегородках происходит его турбулизация, приводящая к интенсивному перемешиванию перекачиваемых жидкостей.A well-known diaphragm mixer (Yu.K. Molokanov “Processes and apparatuses for oil and gas processing.” - M .: Chemistry, 1980, 408 pages) which is a system of partitions (diaphragms) installed in the pipeline through which the mixed liquids are pumped. With the passage of the fluid flow through the holes in the partitions, it is turbulized, leading to intensive mixing of the pumped fluids.

Недостатком данного смесителя является большое гидродинамическое сопротивление потоку, что приводит к запиранию (передавливанию жидкости с меньшим расходом и давлением закачивания, что, в свою очередь, приводит к нарушению объемного соотношения перемешиваемых жидкостей.The disadvantage of this mixer is the large hydrodynamic resistance to flow, which leads to blocking (squeezing the liquid at a lower flow rate and pumping pressure, which, in turn, leads to a violation of the volume ratio of the mixed liquids.

Наиболее близким по технической сущности является жидкостный смеситель (патент РФ №2230882, МПК 7 Е21В 33/13, В28С 5/02 опубл. в бюл №17, от 20.06.2006 г.), включающий подводящие патрубки, один из которых выполнен для жидкости с меньшим расходом и трубопровод с установленной перегородкой, при этом подводящий патрубок для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе и перфорирован по винтовой линии по всей длине с суммарной площадью отверстий перфорации, равной или большей площади сечения подводящего патрубка, а перегородка трубопровода выполнена в виде ленты, навитой на перфорированный подводящий патрубок с образованием спирального канала для основного потока жидкости и с возможностью препятствия запирания этим потоком жидкости потока жидкости с меньшим расходом в подводящем патрубке.The closest in technical essence is a liquid mixer (RF patent No. 2230882, IPC 7 ЕВВ 33/13, В28С 5/02 publ. In Bull. No. 17, 06/20/2006), including inlet pipes, one of which is made for liquid with a lower flow rate and a pipeline with a septum installed, while the liquid supply pipe with a lower flow rate is coaxially placed in the pipeline and perforated along the entire length of the screw line with a total perforation hole equal to or larger than the cross-sectional area of the supply pipe, and the flax in the form of a tape wound on a perforated inlet pipe with the formation of a spiral channel for the main fluid flow and with the possibility of obstruction of the liquid flow of this fluid flow blocking at a lower flow rate in the supply pipe.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- во-первых, жидкость, поступающая в патрубок для жидкости с меньшим расходом перед смешиванием с основным потоком может, поступающим туда через отверстия перфорации не имеет предварительного смешивания, то есть жидкость не однородна по химическому составу (расслаивается), что в дальнейшем снижает качество перемешиваемых жидкостей;- firstly, the liquid entering the nozzle for a liquid with a lower flow rate before mixing with the main stream may not have pre-mixing through the perforation holes, i.e. the liquid is not uniform in chemical composition (exfoliates), which further reduces the quality of the mixed liquids;

- во-вторых, низкая интенсивность перемешивания жидких фаз в спиральном канале из-за быстрой скорости перемещения основного потока жидкости.- secondly, the low intensity of mixing of the liquid phases in the spiral channel due to the fast speed of movement of the main fluid flow.

Задачей полезной модели является возможность предварительного смешивания жидкости в патрубке с меньшим расходом и интенсификация перемешивания жидких фаз.The objective of the utility model is the ability to pre-mix the liquid in the pipe with a lower flow rate and to intensify the mixing of the liquid phases.

Поставленная задача решается жидкостным смесителем, включающим подводящие патрубки, один из которых выполнен для жидкости с меньшим расходом, трубопровод, при этом подводящий патрубок для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе и перфорирован по всей длине с суммарной площадью отверстий перфорации, равной или большей площади сечения подводящего патрубка, перегородку.The problem is solved by a liquid mixer, including inlet pipes, one of which is made for liquid with a lower flow rate, a pipeline, while the inlet pipe for liquid with a lower flow rate is placed coaxially in the pipeline and perforated along the entire length with a total area of perforation holes equal to or larger sections of the inlet pipe, partition.

Новым является то, что подводящий патрубок для жидкости с большим расходом установлен в трубопроводе тангенциально, при этом патрубок для жидкости с меньшим расходом установлен в трубопроводе с возможностью вращения, причем внутри патрубка для жидкости с меньшим расходом жестко и концентрично установлена перегородка, выполненная в виде завихрителя потока, имеющего винтовую поверхность с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости, причем на наружной поверхности патрубка для жидкости с меньшим расходом тангенциально жестко установлены лопатки.What is new is that the fluid inlet pipe with a high flow rate is installed tangentially in the pipeline, while the liquid pipe with a lower flow rate is rotatably installed in the pipe, and a partition made in the form of a swirler is rigidly and concentrically installed inside the water pipe with a lower flow rate a flow having a helical surface with a variable pitch decreasing in the axial direction of the fluid flow, moreover, on the outer surface of the fluid nozzle with a lower tangent consumption The blades are socially rigidly mounted.

На фигуре в продольном разрезе показан жидкостный смеситель в продольном разрезе.The figure shows in longitudinal section a liquid mixer in longitudinal section.

Жидкостный смеситель включает подводящий патрубок 1 для жидкости с меньшим расходом, подводящий патрубок 2 основной перемешиваемой жидкости и трубопровод 3. Подводящий патрубок 1 для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе 3 и перфорирован по всей длине с суммарной площадью отверстий перфорации 4, равной или большей площади сечения патрубка 1 для жидкости с меньшим расходом.The liquid mixer includes a supply pipe 1 for a liquid with a lower flow rate, a supply pipe 2 for a main mixed fluid and a pipe 3. A supply pipe 1 for a liquid with a lower flow rate is placed coaxially in the pipe 3 and is perforated along the entire length with the total area of the perforation holes 4 equal to or greater the cross-sectional area of the pipe 1 for liquid with a lower flow rate.

Подводящий патрубок 2 для жидкости с большим расходом установлен в трубопроводе 3 тангенциально. Патрубок 1 для жидкости с меньшим расходом установлен в трубопроводе 3 с возможностью вращения.The inlet pipe 2 for liquid with a high flow rate is installed tangentially in the pipeline 3. The pipe 1 for liquid with a lower flow rate is installed in the pipeline 3 with the possibility of rotation.

Внутри патрубка 1 для жидкости с меньшим расходом жестко и концентрично установлена перегородка 5, выполненная в виде завихрителя потока, имеющего винтовую поверхность 6 с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости. На наружной поверхности патрубка для жидкости с меньшим расходом тангенциально жестко установлены лопатки 7, позволяющие ему вращаться относительно трубопровода 3 в процессе смешивания жидкостей.Inside the nozzle 1 for liquid with a lower flow rate, a partition 5 is rigidly and concentrically mounted, made in the form of a flow swirler having a helical surface 6 with a variable pitch decreasing in the axial direction of the fluid flow. Blades 7 are tangentially rigidly mounted on the outer surface of the liquid nozzle with a lower flow rate, allowing it to rotate relative to the pipeline 3 during the mixing of the liquids.

Несанкционированные перетоки жидкости в процессе работы устройства исключаются уплотнительным кольцом 8.Unauthorized fluid flows during operation of the device are excluded by the sealing ring 8.

Жидкостный смеситель работает следующим образом.A liquid mixer operates as follows.

Жидкость с меньшим расходом подают в перфорированный по всей длине патрубок 1, при этом поток жидкости входит в перегородку 5, выполненную в виде завихрителя потока со степенью закрутки, близкой к нулю, и постепенно закручивается в его межвинтовом канале 9. За счет постоянного закручивающего воздействия винтовой поверхности 6 перегородки 5 потока жидкости происходит его перемешивание, то есть жидкость по химическому составу становится однородной, после чего жидкость тонкими струйками сквозь отверстия перфорации 4 патрубка 1 поступает перпендикулярно потоку основной перемешиваемой жидкости, подаваемой через подводящий патрубок 2 тангенциально в трубопровод 3.A liquid with a lower flow rate is fed into the pipe 1 perforated along the entire length, while the liquid stream enters the partition 5, made in the form of a flow swirler with a degree of swirl close to zero, and is gradually twisted in its inter-screw channel 9. Due to the constant twisting effect of the screw the surface 6 of the partition 5 of the fluid flow, it is mixed, that is, the chemical composition of the liquid becomes homogeneous, after which the liquid flows in thin streams through the perforation holes 4 of the pipe 1 perpendicular to the flow of the main mixed liquid supplied through the inlet pipe 2 tangentially into the pipeline 3.

Основной поток жидкости, поступающий тангенциально в трубопровод 3 через подводящий патрубок 2 оказывает воздействия на тангенциально расположенные на патрубке 1 лопатки 7, что замедляет скорость движения основного потока жидкости, которая затрачивается на вращение вышеупомянутых лопаток 7, а затем, соответственно, всего патрубка 1, что обуславливает интенсивное перемешивание, при этом основной поток жидкости увлекает жидкость с меньшим расходом интенсивно перемешиваясь с ней.The main fluid flow entering tangentially into the pipeline 3 through the inlet pipe 2 affects the blades 7 tangentially located on the nozzle 1, which slows down the speed of the main fluid flow, which is spent on the rotation of the aforementioned blades 7, and then, respectively, the entire nozzle 1, which causes intensive mixing, while the main fluid flow entrains the liquid at a lower rate, intensively mixing with it.

Так как патрубок жидкости с меньшим расходом перфорирован по всей длине, то основной поток жидкости смешивается с ней постепенно по мере прохождения по длине трубопровода 3, что обеспечивает полноту смешения (растворения). Кроме того, скорость потока в канале 10 выше (путь длиннее), а давление соответственно ниже, что облегчает поступление жидкости с меньшим расходом через перфорационные отверстия 4, то есть препятствует запиранию (передавливанию) жидкости с меньшим расходом основным потоком при изменении противодавления на выходе 11 из жидкостного смесителя.Since the fluid nozzle with a lower flow rate is perforated along the entire length, the main fluid flow is mixed with it gradually as it passes along the length of the pipeline 3, which ensures complete mixing (dissolution). In addition, the flow rate in the channel 10 is higher (the path is longer), and the pressure is correspondingly lower, which facilitates the flow of liquid with a lower flow rate through the perforation holes 4, that is, prevents the liquid from flowing at a lower flow rate with a lower flow rate when the back pressure at the outlet 11 changes from a liquid mixer.

Смешанная жидкость из канала 10 трубопровода 3 через сквозные каналы 12 поступают на выход 11 жидкостного смесителя, откуда смешанная жидкость направляется по назначению.The mixed liquid from the channel 10 of the pipeline 3 through the through channels 12 enter the outlet 11 of the liquid mixer, from where the mixed liquid is sent as directed.

Предлагаемый жидкостный смеситель благодаря лопаткам тангенциально расположенным на наружной поверхности патрубка позволяет интенсифицировать перемешивания жидких фаз за счет замедления скорости движения основного потока жидкости без потери эффективности работы. Кроме того, за счет предварительного смешивания жидкости в патрубке с меньшим расходом перед смешиванием с основным потоком получается однородный химический состав жидкости, что в дальнейшем повышает качество перемешиваемых жидкостей.The proposed liquid mixer due to the blades tangentially located on the outer surface of the nozzle allows you to intensify the mixing of the liquid phases by slowing down the speed of the main fluid flow without loss of operating efficiency. In addition, due to preliminary mixing of the liquid in the nozzle with a lower flow rate, before mixing with the main stream, a homogeneous chemical composition of the liquid is obtained, which further improves the quality of the mixed liquids.

Claims

A liquid mixer, including inlet pipes, one of which is made for liquid with a lower flow rate, a pipeline, while the inlet pipe for liquid with a lower flow rate is placed coaxially in the pipeline and perforated along its entire length with a total perforation hole area equal to or larger than the cross-sectional area of the inlet pipe , a partition, characterized in that the inlet pipe for liquid with a high flow rate is installed tangentially in the pipeline, while the pipe for liquid with a lower flow rate is installed in the pipeline is rotatable, and inside the liquid nozzle with a lower flow rate a partition is rigidly and concentrically mounted, made in the form of a flow swirler having a helical surface with a variable pitch decreasing in the axial direction of the liquid flow, and tangentially on the outer surface of the liquid nozzle with a lower flow rate rigidly mounted blades.