SU1269821A1 - Гидродинамический диспергатор - Google Patents

Abstract

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ДИСПЕРГАТОР , содержащий корпус, рабочее сопло с коническим резонатором и установленный внутри него с возможностью осевого перемещени  встречный резонатор, отличающи йс   тем, что, с целью повьппени  степени диспергировани  твердых частиц и усилени  их гидратации в процессе кавитации, резонаторы выполнены с продольными прорез ми и имеют переменную толщину стенки по периметру и вдоль образующей. 2. Диспергатор по п. 1, о т л ичающийс  тем, что, с целью увеличени  спектра резонансных частот , выдел емых в области кавитации, встречный резонатор выполнен из последовательно соединенных резонаторов. /) Ю О) со 00

Description

1 Изобретение относитс  к устройствам дл  интенсификации физико-механических процессов в растворах и высоко концентрированных суспензи х и может быть использовано в бурении нефт ных и газовых скважин, химической , пищевой и других отрасл х промьшшенности . Целью изобретени   вл етс  повыше ние степени диспергировани  твердых частиц и усиление их гидратации в процессе кавитации, а также увеличение спектра резонансных частот, выдел емых в области кавитации. На фиг. 1 схематически изображен гидродинамический диспергатор, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1 на фиг. 3 - выполнение встречного резонатора из последовательно соединенных резонаторов. Устройство состоит из корпуса 1 с ручками 2, в котором помещен кони .ческий резонатор 3 с соплом Лавал  4 с закритически расшир ющейс  выпускной частью, неподвижной части корпус 5 с наружной резьбой, внутри которог установлен встречньй резонатор 6, опорной плиты 7 с соплами 8, входного 9 и выходного 10 ступенчатых патрубков . Дл  обеспечени  герметичности пат рубка 9 и корпуса 1 установлено уплотнение 11 и нажимна  гайка 12. Контргайка 13 предохран ет от взаимного перемещени  составных частей корпусов 1 и 5 в колебательном режиме , а уплотнение 14 обеспечивает герметичность соединени . Взаимное осевое перемещение резонаторов обеспечиваетс  резьбовым соединением час тей корпусов 1 и 5. Резонаторы выпол нены с продольными прорез ми 15 и имеют переменную толщину стенки по периметру и вдоль образующей. Встреч ный резонатор выполнен из последова тельно соединенных резонаторов 16. Устройство работает следуюш им образом . Тампонажный раствор поступает под давлением через патрубок 9 и сопло Лавал  4 с закритически расшир ющейс  выпускной частью в конический резонатор 3. В сопле за счет поЕ ышени  скорости давление падает ниже давлени  насыщенных паров, поэтому вьщел ютс  пузырьки воздуха. Расширение потока, рост давлени  по длине резонатора приводит к захлопьшаникз пу1 зырьков воздуха, выдел емого в сопле 4, и возникновению кавитации в области Б. Вторично кавитаци  возникает за встречным резонатором 6 в полости В после прохождени  раствора через регулируемый кольцевой зазор. В дальнейшем  вление кавитации при при посто нных свойствах прокачиваемого раствора и его количестве проходит в автоколебательном режиме. В случае изменени  свойств прокачиваемого раствора кавитаци  в области В подцерживаетс сизменением площади кольцевого зазора между коническим 3 и встречным 6 резонаторами вращением корпуса 1 за ручки 2. Нужное положение р€;зонаторов фиксируетс  и герметизируетс  уплотнением 14 и контргайкой 13. Возможные подтекани  раствора из телескопического соединени  корпуса 1 и входного патрубка 9 предотвращаетс  уплотнением 11 и гайкой 12. Струи, выход  через сопла 8, взаимодейстззуют между собой в выходном патрубке 10, повьппа  гомогенность тампонажного раствора. Поддерживаемый таким образом колебательный процесс усиливаетс  специально выполненньми коническими резонаторами . Резонаторы выполнены с щелевыми прорез ми, они раздел ют каждый резонатор на пластины.Конические поверхности резонаторов, внешн   и внутрен  , имеют разные углы при вершине, поэтому получена переменна  толщина стенки по образующей (фнг.1). Оси этих поверхностей смещены одна относительно другой, что дает переменную толщину стенки по периметру (фиг. 2). Наибольша  эффективность диспергировани  будет в том случае, если амплитуда колебаний будет не меньше характерного размера частиц или агрегатов . Поэтому соотношение между минимальной и максимальной толщинами стенки резонатора выбираем из услови  -толщины стенки резонаторов; -характерные размеры частиц или агрегатов (например диаметры дл  частиц сферической формы), Чем больше толщина пластины, тем меньшей будет амплитуда колебаний, .поэтому вьщел ют амплитуды дл  наибольшей эффективности диспергировани , задава сь минимальной; Колеблющиес  пластины в силу различной толщины и ширины имеют раз личную собственную частоту колебаний . При этом спектр резонансных частот требуемого диапазона определ етс  конструкцией резонатора и может быть определен заранее в зависимости от требуемой степени диспергации цементных частиц. Таким обра214 зом суспензи , проход  через кавитационный диспергатор, подвергаетс  воздействию кавитации и ультразвуковых колебаний в заданном спектре частот, а также механическому воздействию колеблющихс  пластин резонаторов 3 и 6, Дл  увеличени  спектра частот внутренний резонатор можно выполн ть составным из несколько последовательно соединенных конических резонаторов (фиг, 3). В результате обеспечиваетс  высока  степень диспергировани  и гидратации твердых частиц, а также гомогенизаци  суспензии.

йкг.5

Claims (2)

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ДИСПЕРГАТОР, содержащий корпус, рабочее сопло с коническим резонатором и установленный внутри него с возможностью осевого перемещения встречный резонатор, отличающи йс я тем, что, с целью повышения степени диспергирования твердых частиц и усиления их гидратации в процессе кавитации, резонаторы выполнены с продольными прорезями и имеют переменную толщину стенки по периметру и вдоль образующей.

2. Диспергатор по п. ^отличающийся тем, что, с целью увеличения спектра резонансных частот, выделяемых в области кавитации, встречный резонатор выполнен из пос- _а ледовательно соединенных резонаторов. ·£ to □5 СО 00 to

Фиг?