RU94482U1

RU94482U1 - HOMOGENIZER FOR HEAVY FUELS

Info

Publication number: RU94482U1
Application number: RU2010103476/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Левчук
Original assignee: Владимир Иванович Левчук
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2010-05-27

Abstract

Роторно-пульсационный аппарат, выполненный в виде гомогенизатора для тяжелых топлив, содержащий корпус, крышку корпуса, входное и выходное отверстия и размещенные внутри корпуса соосно и противоположно относительно друг друга два ротора, образующих в пространстве между собой рабочую камеру, вращающихся относительно друг друга в противоположных направлениях, каждый со своим приводным валом, отличающийся тем, что гомогенизатор дополнительно снабжен кольцевым кавитатором с соплами и с кольцевым сливным каналом, крылаткой, жестко закрепленной на одном из приводных валов в корпусе гомогенизатора, кавитаторами роторов, жестко закрепленными каждый в своем роторе, выполненными каждый в виде цилиндра со сквозными по толщине стенки цилиндра прорезями в виде окон, причем каждый ротор выполнен в виде диска с радиально ориентированными разгонными каналами, снабженными по периферии диска каждый двумя кавитаторами разгонного канала, а в одном из приводных валов выполнен подводящий канал, соединяющий входное отверстие с рабочей камерой. A rotary pulsation apparatus made in the form of a homogenizer for heavy fuels, comprising a housing, a housing cover, inlet and outlet openings and two rotors arranged coaxially and oppositely with respect to each other, forming a working chamber in space between each other, rotating opposite to each other directions, each with its own drive shaft, characterized in that the homogenizer is additionally equipped with an annular cavitator with nozzles and with an annular drain channel, lionfish, rigidly fixed mounted on one of the drive shafts in the homogenizer housing, rotor cavitators, each rigidly fixed in its rotor, each made in the form of a cylinder with openings in the form of windows through the thickness of the cylinder wall, each rotor made in the form of a disk with radially oriented accelerating channels equipped with on the periphery of the disk, each by two cavitators of the booster channel, and in one of the drive shafts a feed channel is made connecting the inlet to the working chamber.

Description

Заявляемый гомогенизатор для тяжелых топлив относится к области смесителей с вращающимися перемешивающими устройствами в неподвижных резервуарах и может быть использован в химической, нефтяной, пищевой, фармацевтической, топливоэнергетической и других отраслях промышленности для осуществления процессов смешивания, диспергирования, гомогенизации и массообмена в гомогенных и гетерогенных системах, в частности и преимущественно для подготовки тяжелого мазута к использованию на судах и береговых предприятиях.The inventive homogenizer for heavy fuels relates to the field of mixers with rotating mixing devices in fixed tanks and can be used in chemical, petroleum, food, pharmaceutical, fuel and energy and other industries for mixing, dispersing, homogenizing and mass transfer in homogeneous and heterogeneous systems, in particular and primarily for the preparation of heavy fuel oil for use on ships and onshore facilities.

Известен роторно-пульсационный аппарат, содержащий роторный и статорный диски с зубчатыми элементами, размещенными по чередующимся концентрическим окружностям и выполненными со смещением по концентрическим окружностям на одном из дисков, причем расстояние между соседними зубчатыми элементами одной концентрической окружности меньше или равно ширине зубчатого элемента следующей концентрической окружности в направлении к периферии, при этом зубчатые элементы одной или нескольких концентрических окружностей роторного или статорного дисков смещены на величину, обеспечивающую перекрытие сквозных сечений между зубчатыми элементами соседней пары концентрических окружностей роторного и статорного дисков при открытом положении сквозного сечения любой другой соседней пары (Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2124935, B01F 5/06, B01F 7/10).Known rotor-pulsation apparatus comprising a rotor and stator disks with gear elements arranged in alternating concentric circles and displaced along concentric circles on one of the discs, the distance between adjacent gear elements of one concentric circle being less than or equal to the width of the gear element of the next concentric circle in the direction of the periphery, while the gear elements of one or more concentric circles of the rotor or stator disks offset by an amount providing an overlap between the toothed sections through elements of the adjacent pair of concentric circles of the rotor and the stator disc in the open position the through-section of any other adjacent pair (Description of the invention to the Russian Federation patent №2124935, B01F 5/06, B01F 7/10).

Известен также роторно-пульсационный аппарат для однократной обработки жидких систем, содержащий статоры с набором коаксиальных цилиндров с прорезями и ротор, выполненный в виде диска, по обе стороны которого укреплены коаксиальные цилиндры с прорезями, размещенные между цилиндрами статоров, причем диск имеет отверстия и радиальные лопасти, укрепленные с обеих сторон (Описание изобретения к авторскому свидетельству Российской Федерации №331811, B01F 11/02).Also known is a rotor-pulsation apparatus for a single processing of liquid systems, comprising stators with a set of coaxial cylinders with slots and a rotor made in the form of a disk, on both sides of which are reinforced coaxial cylinders with slots located between the cylinders of the stators, the disk having holes and radial blades , fortified on both sides (Description of the invention to the copyright certificate of the Russian Federation No. 331811, B01F 11/02).

Недостатком указанных аппаратов является относительная неоднородность обрабатываемого материала и его высокая вязкость на выходе из гомогенизатора, т.е. низкое качество гомогенизации, особенно тяжелых мазутных топлив, содержащих асфальтосмолистые вещества.The disadvantage of these devices is the relative heterogeneity of the processed material and its high viscosity at the outlet of the homogenizer, i.e. low quality of homogenization, especially of heavy fuel oil fuels containing asphalt-resinous substances.

Известен также роторно-пульсационный аппарат, в котором обработку текучей среды ведут двумя вращающимися в противоположные стороны (навстречу друг другу) роторами, содержащий корпус, крышку корпуса, входное и выходное отверстия и размещенные внутри корпуса соосно и противоположно относительно друг друга два ротора, образующих в пространстве между собой рабочую камеру, вращающихся относительно друг друга в противоположных направлениях, каждый со своим приводным валом (патент Швейцарии N 372537, кл. 50 с, 18/01, 1963).A rotary-pulsation apparatus is also known, in which the fluid is treated by two rotors rotating in opposite directions (towards each other), comprising a housing, a housing cover, inlet and outlet openings and two rotors arranged coaxially and oppositely relative to each other, forming two the space between the working chamber, rotating relative to each other in opposite directions, each with its own drive shaft (Swiss patent N 372537, CL 50 s, 18/01, 1963).

Указанный роторно-пульсационный аппарат по своему функциональному назначению, технической сущности и достигаемому техническому результату является наиболее близким к заявляемому техническому решению.The specified rotary-pulsation apparatus in its functional purpose, technical nature and the achieved technical result is the closest to the claimed technical solution.

Недостатком указанного аппарата является относительная неоднородность обрабатываемого материала и его высокая вязкость на выходе из гомогенизатора, т.е. низкое качество гомогенизации, особенно тяжелых мазутных топлив, содержащих асфальтосмолистые вещества.The disadvantage of this apparatus is the relative heterogeneity of the processed material and its high viscosity at the outlet of the homogenizer, i.e. low quality of homogenization, especially of heavy fuel oil fuels containing asphalt-resinous substances.

При создании заявляемого технического решения ставилась задача разработать гомогенизатор такой конструкции, который бы обеспечивал в результате обработки более высокое качество конечного продукта, характеризуемого его однородностью и вязкостью, что особенно актуально для используемых в настоящее время на судах и береговых базах тяжелых мазутных топлив, содержащих асфальтосмолистые вещества.When creating the claimed technical solution, the task was to develop a homogenizer of such a design that would ensure a higher quality of the final product as a result of processing, characterized by its homogeneity and viscosity, which is especially important for heavy oil fuels containing asphalt-resinous substances currently used on ships and coastal bases .

Указанная задача была решена созданием заявляемого гомогенизатора для тяжелых топлив, содержащего корпус, крышку корпуса, входное и выходное отверстия и размещенные внутри корпуса соосно и противоположно относительно друг друга два ротора, образующих в пространстве между собой рабочую камеру, вращающихся относительно друг друга в противоположных направлениях, каждый со своим приводным валом, при этом гомогенизатор снабжен кольцевым кавитатором с соплами и с кольцевым сливным каналом, крылаткой, жестко закрепленной на одном из приводных валов в корпусе гомогенизатора, кавитаторами роторов, жестко закрепленными каждый в своем роторе, выполненными каждый в виде цилиндра со сквозными по толщине стенки цилиндра прорезями в виде окон, причем каждый ротор выполнен в виде диска с радиально ориентированными разгонными каналами, снабженными по периферии диска каждый двумя кавитаторами разгонного канала, а в одном из приводных валов выполнен подводящий канал, соединяющий входное отверстие с рабочей камерой.This problem was solved by creating the inventive homogenizer for heavy fuels, comprising a housing, a housing cover, inlet and outlet openings and two rotors arranged coaxially and oppositely with respect to each other, forming a working chamber in space between each other, rotating relative to each other in opposite directions, each with its own drive shaft, while the homogenizer is equipped with an annular cavitator with nozzles and with an annular drain channel, a lionfish rigidly attached to one of the drives shafts in the homogenizer case, rotor cavitators, each rigidly fixed in its own rotor, each made in the form of a cylinder with openings through the thickness of the cylinder wall in the form of windows, each rotor made in the form of a disk with radially oriented accelerating channels, each provided on the periphery of the disk two cavitators of the booster channel, and in one of the drive shafts a feed channel is made connecting the inlet to the working chamber.

Общие существенные признаки наиболее близкого к заявляемому техническому решению роторно-пульсационного аппарата и заявляемого гомогенизатора для тяжелых топлив:Common essential features of the closest to the claimed technical solution of the rotary pulsation apparatus and the inventive homogenizer for heavy fuels:

- ротационный аппарат, выполненный в виде гомогенизатора для тяжелых топлив,- a rotary apparatus made in the form of a homogenizer for heavy fuels,

- содержащий корпус,- comprising a housing,

- крышку корпуса,- housing cover,

- входное и выходное отверстия- inlet and outlet

- и размещенные внутри корпуса соосно- and coaxially placed inside the housing

- и противоположно относительно друг друга два ротора,- and two rotors opposite to each other,

- образующих в пространстве между собой рабочую камеру,- forming in the space between each other a working chamber,

- вращающихся относительно друг друга в противоположных направлениях,- rotating relative to each other in opposite directions,

- каждый со своим приводным валом.- each with its own drive shaft.

Отличительные от прототипа существенные признаки заявляемого гомогенизатора для тяжелых топлив:Distinctive from the prototype, the essential features of the inventive homogenizer for heavy fuels:

- гомогенизатор снабжен кольцевым кавитатором- the homogenizer is equipped with a ring cavitator

- с соплами- with nozzles

- и с кольцевым сливным каналом,- and with an annular drain channel

- крылаткой,- lionfish

- жестко закрепленной на одном из приводных валов в корпусе гомогенизатора,- rigidly mounted on one of the drive shafts in the homogenizer housing,

- кавитаторами роторов,- rotor cavitators,

- жестко закрепленными каждый в своем роторе,- rigidly fixed each in its rotor,

- выполненными каждый в виде цилиндра- each made in the form of a cylinder

- со сквозными по толщине стенки цилиндра прорезями в виде окон,- with slots in the form of windows through the thickness of the cylinder wall;

- причем каждый ротор выполнен в виде диска- and each rotor is made in the form of a disk

- с радиально ориентированными разгонными каналами,- with radially oriented accelerating channels,

- снабженными по периферии диска каждый двумя кавитаторами разгонного канала,- equipped on the periphery of the disk each with two cavitators of the booster channel,

- а в одном из приводных валов выполнен подводящий канал, соединяющий входное отверстие с рабочей камерой.- and in one of the drive shafts a feed channel is made connecting the inlet to the working chamber.

Реализация заявленного технического решения с указанной совокупностью общих и отличительных от прототипа существенных признаков позволила снизить вязкость обрабатываемых тяжелых мазутных топлив, содержащих асфальтосмолистые вещества, с 10°ВУ (вязкость условная по Энглеру) до 7°ВУ и повысить однородность мазутных топлив на выходе, ввиду использования пульсаций скоростного потока одновременно с его турболизацией, получаемых засчет постоянного изменения направления и скорости потока обрабатываемого материала.The implementation of the claimed technical solution with the specified combination of common and distinctive features from the prototype made it possible to reduce the viscosity of the processed heavy fuel oils containing asphalt-resinous substances from 10 ° W (Engler viscosity conditional) to 7 ° W and increase the uniformity of the fuel oils at the outlet, due to the use of pulsations of the high-speed flow simultaneously with its turbolization, obtained due to a constant change in the direction and flow rate of the processed material.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами.The claimed technical solution is illustrated by drawings.

На фигуре 1 изображен продольный разрез заявляемого гомогенизатора для тяжелых топлив.The figure 1 shows a longitudinal section of the inventive homogenizer for heavy fuels.

На фигуре 2 изображен разрез по АА заявляемого гомогенизатора для тяжелых топлив.The figure 2 shows a section along AA of the inventive homogenizer for heavy fuels.

На фигуре 3 изображен кавитатор ротора.The figure 3 shows the cavitator of the rotor.

На фигуре 4 изображен разрез по ВВ кавитатора ротораThe figure 4 shows a section along the explosive cavitator rotor

Заявляемый гомогенизатор для тяжелых топлив содержит корпус 1, крышку корпуса 2, входное отверстие 3, выходное отверстие 4 и размещенные внутри корпуса соосно и противоположно относительно друг друга ротор 5 и ротор 6, образующих в пространстве между собой рабочую камеру 7, вращающиеся относительно друг друга в противоположных направлениях, ротор 5 приводным валом 8, а ротор 6 приводным валом 9, причем гомогенизатор дополнительно снабжен кольцевым кавитатором 10 с соплами 11 и с кольцевым сливным каналом 12, крылаткой 13, жестко закрепленной на приводном валу 9 в корпусе гомогенизатора, кавитаторами 14 ротора 5 и кавитаторами 15 ротора 6, жестко закрепленными каждый в своем роторе, выполненными каждый в виде цилиндра 16 со сквозными по толщине стенки цилиндра прорезями 17 в виде окон, при этом каждый ротор выполнен в виде диска 18 с радиально ориентированными разгонными каналами 19, снабженными по периферии диска каждый двумя кавитаторами 20 разгонного канала 19, а в одном из приводных валов выполнен подводящий канал 21, соединяющий входное отверстие 3 с рабочей камерой 7.The inventive homogenizer for heavy fuels comprises a housing 1, a housing cover 2, an inlet 3, an outlet 4, and a rotor 5 and a rotor 6 arranged coaxially and oppositely relative to each other inside the housing, forming a working chamber 7 in rotation between themselves, rotating relative to each other opposite directions, the rotor 5 with the drive shaft 8, and the rotor 6 with the drive shaft 9, and the homogenizer is additionally equipped with an annular cavitator 10 with nozzles 11 and with an annular drain channel 12, lion 13, rigidly mounted on the water shaft 9 in the homogenizer body, cavitators 14 of the rotor 5 and cavitators 15 of the rotor 6, each rigidly fixed in each rotor, each made in the form of a cylinder 16 with openings 17 in the form of windows through the thickness of the cylinder wall, and each rotor is made in the form of a disk 18 with radially oriented acceleration channels 19, each equipped on the periphery of the disk with two cavitators 20 of the acceleration channel 19, and in one of the drive shafts a feed channel 21 is made connecting the inlet 3 with the working chamber 7.

Работает заявляемый гомогенизатор для тяжелых топлив следующим образом. Тяжелое мазутное топливо, содержащее асфальтосмолистые вещества, в виде мазута марки M100 с вязкостью 10°ВУ после очистки в сепараторе подают через входное отверстие 3 по подводящему каналу 21 в рабочую камеру 7. Вращением крылатки 13 центробежными силами топливо отбрасывается на периферию рабочей камеры 7 в зону первой ступени гомогенизации. Вращающиеся в разные стороны роторы 5 и 6 при помощи своих кавитаторов 14 и 15 подвергают топливо первичной гомогенизации и центробежными силами отбрасывают его к периферии дисков 18 по разгонным каналам 19 и кавитаторам 20 в зону вторичной гомогенизации, где под воздействием турбулентной пульсации скорости потока топлива осуществляется его дальнейшая гомогенизация. Третья ступень гомогенизации происходит за счет кавитационных процессов при прохождении топливом кавитаторов 11 кольцевого кавитатора 10. Обработанное таким образом топливо по кольцевому сливному каналу 12 через выходное отверстие 3 подают к потребителям.The inventive homogenizer for heavy fuels works as follows. Heavy fuel oil containing asphalt-resinous substances, in the form of fuel oil of grade M100 with a viscosity of 10 ° W, after cleaning in the separator, is fed through the inlet 3 through the inlet channel 21 to the working chamber 7. By rotating the lionfish 13 by centrifugal forces, the fuel is discarded to the periphery of the working chamber 7 into the zone the first stage of homogenization. Rotors 5 and 6 rotating in different directions with their cavitators 14 and 15 expose the fuel to primary homogenization and discard it to the periphery of the disks 18 via accelerating channels 19 and cavitators 20 into the secondary homogenization zone, where, under the influence of turbulent pulsation, the fuel flow rate further homogenization. The third stage of homogenization occurs due to cavitation processes during the passage of the fuel cavitators 11 of the annular cavitator 10. The fuel thus treated through the annular drain channel 12 through the outlet 3 is supplied to consumers.

После многочисленных экспериментальных наблюдений был сделан вывод о том, что в результате обработки в заявляемом гомогенизаторе для тяжелых топлив, мазут марки M100 содержит по сравнению с необработанным (исходным) продуктом более мелкие асфальтосмолистые образования и более мелкие глобулы воды. Кроме этого, вязкость мазута марки M100 в результате обработки уменьшается с 10°ВУ до 7°ВУ.After numerous experimental observations, it was concluded that, as a result of processing in the inventive homogenizer for heavy fuels, fuel oil of the M100 grade contains smaller asphalt-resinous formations and smaller water globules in comparison with the untreated (initial) product. In addition, the viscosity of fuel oil brand M100 as a result of processing is reduced from 10 ° W to 7 ° W.

Реализация заявленного технического решения позволила получить заявленный технический результат, т.е. снизить вязкость обрабатываемых тяжелых мазутных топлив, содержащих асфальтосмолистые вещества, с 10°ВУ до 7°ВУ и повысить однородность мазутных топлив на выходе, ввиду использования пульсаций скоростного потока одновременно с его турболизацией, получаемых за счет постоянного изменения направления и скорости потока обрабатываемого материала.The implementation of the claimed technical solution allowed to obtain the claimed technical result, i.e. to reduce the viscosity of processed heavy fuel oils containing asphalt-resinous substances from 10 ° W to 7 ° W and to increase the uniformity of fuel oils at the outlet, due to the use of pulsations of the high-speed flow simultaneously with its turbolization, obtained by constantly changing the direction and speed of the processed material flow.

Claims

A rotary-pulsation apparatus made in the form of a homogenizer for heavy fuels, comprising a housing, a housing cover, inlet and outlet openings and two rotors arranged coaxially and oppositely with respect to each other, forming a working chamber in space, rotating opposite to each other directions, each with its own drive shaft, characterized in that the homogenizer is additionally equipped with an annular cavitator with nozzles and with an annular drain channel, lionfish, rigidly fixed mounted on one of the drive shafts in the homogenizer housing, rotor cavitators, each rigidly fixed in its own rotor, each made in the form of a cylinder with window-shaped slots through the thickness of the cylinder wall, each rotor made in the form of a disk with radially oriented accelerating channels equipped with on the periphery of the disk, each by two cavitators of the booster channel, and in one of the drive shafts a feed channel is made connecting the inlet to the working chamber.