Смеситель

 

l. СМЕСИТЕЛЬ, содержащий цилиндрический корпус, по оси которого размещен смесительный элемент, включающий концентричные перфорированные цилиндры, образующие кольцевую камеру, и поперечную перегородку , подводящее и отводящее устройства , расположенные на противополож ньк концах корпуса, отличающ и и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения сте/ / 7 IS . г tilt пени однородности, смесительный элемент размещен на расстоянии от концов корпуса, а поперечная перегородка - на торцах цилиндров у отводящего устройства, при этом смесительный элемент снабжен установленной на торцах цилиндров у .подводящего устройства кольцевой поперечной перегородкой , подводящее устройство подключено к кольцевой камере. 2.Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что смесительный элемент снабжен винтовыми направляющими , размещенными внутри и снаружи кольцевой камеры. 3.Смеситель по п. 1, отли (/) чающийся тем, что перфорация на цилиндрах выполнена равномерно 4.Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что отводящее устройство снабжено Тсонусом, осно-. вание которого соединено с корпусом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3668565/23-26 (22) 23. 11. 83 (46) 07. 08. 85. Бюл. Ф 29 (72) Л.А. Усольцев (71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожный институт им.В.В.Куйбышева. (53) 66.063(088.8) (56) Патент США В 4043539, кл. В 01 F 259-4, 1977. (54) (57) 1. СМЕСИТЕЛЬ, содержащий цилиндрический корпус, по оси которого размещен смесительный элемент, включающий концентричные перфорированные цилиндры, образующие кольцевую камеру, и поперечную перегородку, подводящее и отводящее устройства, расположенные на противополож ных концах корпуса, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения сте„„SU„„11 1080 A пени однородности, смесительный элемент размещен на расстоянии от концов корпуса, а поперечная перегородка - на торцах цилиндров у отводящего устройства, при этом смеситель- ный элемент снабжен установленной на торцах цилиндров у.подводящего устройства кольцевой поперечной перегородкой, подводящее устройство подключено к кольцевой камере.

2. Смеситель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что смесительный элемент снабжен винтовыми направляющими, размещенными внутри и снаружи кольцевой камеры.

3. Смеситель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что перфорация на цилиндрах выполнена равномерно.

4. Смеситель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что отводящее устройство снабжено онусом, осно-, вание которого соединено с корпусом.

117 1080.

Изобретение относится к смешению жидких и (или)газообразных сред и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например в автоматических станциях .смешения (АСС) нефтепродуктов (бензинов, масел, дизельных и моторных топлив и т.п.).

Цель изобретения — снижение энергозатрат и повышение степени одно- 10 родности смеси.

На чертеже схематически изображен предлагаемый смеситель, продольный разрез.

Смеситель содержит цилиндрический 15 корпус 1, по оси которого размещен смесительный элемент 2, включающий концентричные перфорированные цилиндры 3 и 4, образующие кольцевую камеру 5 и поперечную перегородку 20

6, подводящее 7 и отводящее 8 устройства, расположенные на противоположных концах корпуса. .Смесительный элемент 2 размещен на расстоянии от концов корпуса t, поперечная перегородка 6.расположена на торцах цилиндров 3 и 4 у отводящего устройства 8, при этом смесительный элемент 2 снабжен установленной на торцах цилиндров 3 и 4 30 кольцевой поперечной перегородкой

9, размещенной у подводящего устройства 7, которое подключено к кольцевой камере 5. Смеснтельный элемент

2 снабжен винтовыми направляющими

10 и 11, размещенными внутри и снаружи кольцевой камеры 5. Цилиндры

3 и 4 выполнены с равномерной перфора-. цией 12 и 13. Отводящее устройство 8 снабжено конусом 14, основание кото-40 рого соединено с корпусом 1. Смеситель сообщен с входными 15 и 16 и выходным 17 каналами.

Устройство работает следующим образом. 45

В исходном состоянии запорные органы (не показаны) на входных каналах закрыты. Для смешения ингредиентов,,помещенных во входных каналах, открывают их запорные органы, у» ингредиенты при этом по входным каналам 15 и 16 поступают в кольцевую камеру 5 между перфорированными цилиндрами 3 и 4 и уже в какой-то мере .»ачинают смешиваться, за счет раз- у ности .давлений истекают через перфорацию 12 и 13 цилиндров 3 и 4 соответственно внутрь цилиндра 3 и в кольцевое пространство, образованное цилиндром 4 и корпусом 1, вытесняя воздух из цилиндра 3 и корпуса 1 через выходной канал 17 в атмосферу. При заполнении внутреннего цилиндра 3 и корпуса 1 смесью ингредиентов за счет разности давлений во входных каналах 15 и 16 и в выходном канале 1.7 образуется поток компонентов из входных каналов 15 и 16 в кольцевую камеру 5 между цилиндрами 3 и 4 через перфорацию 12 во внутренний цилиндр

3 и через боковой зазор в кольцевое пространство между корпусом 1 и цилиндром 4, в которое через перфорацию 13 из камеры 5 поступают также смешиваемые компоненты и, далее, через конус 14 — в выходной канал 17.

По мере движения смеси компонент зв по внутреннему цилиндру 3 и кольцевому пространству поток, ударяясь, соответственно, в винтовые направляющие 10 и 11, начинает вращаться, что способствует движению разных по плотности жидкостей за счет центробежных сил внутри потока от его центра к периферии, а это способствует их смешению. За счет подбора количества и сечений калиброванных отверстий перфорации, цилиндра 3 кольцевого пространства можно подобрать скорости потоков. По мере движения в смешиваемый поток компонентов вливается множество тонких струй из отверстий перфорации, что увеличивает площадь контакта смешиваемых KoMIIo нентов и создает такую ситуацию, когда давление в струе оказывается меньше, чем в потоке, поскольку скорость жидкости в струе выше, чем в потоке (по принципу Бернулли: чем больше скорость жидкости, тем меньше ее давление при прочих равных условиях). Таким образом, эа счет разбиения потока компонента на множество струй увеличивается поверхность контакта этого компонента с основным потоком, а использование энергии затопленных струй улучшает условия смешивания, которое к тому же интенсифицируется за счет вращения потока, достигающего своего апогея на конусе

14, когда поток переходит из кольцевого пространства в выходной канал 17. Это происходит потому, что уменьшается в конусе радиус вращения потока. а значит пропорционально возрастает угловая скорость

1171080

Составитель Л. Усольцев

Техред С.Мигунова Корректор С. Шекмар,Редактор М, Бланар

Заказ 4768/5 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал НПП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вращения, квадрату которой пропорциональна центробежная сила, способствующая радиальному перемешиванию компонентов.

Предлагаемое устройство позволяет снизить потери рабочего давления за счет введения равномерной перфорации (увеличения суммарного проходного сечения отверстий) и уменьшения количества источников гидравлического сопротивления. Так, в предлагаемом устройстве смешиваемый поток проходит только через одну систему отверстий стенки внешнего или внутреннего цилиндров и примерно

507 его объема меняет свое направление движения на 180 при сравниP тельно большей площади поперечного сечения соединительного канала между внутренним цилиндром и пространством, заключенным между цилиндрическим корпусом и внешним цилиндром, а в известном устройстве весь смешиваемый поток четыре раза изменяет свое

О направление движения на 180 в условиях значительного снижения площади поперечного сечения переходного канала — системы отверстий. Кроме того, устройство позволяет повысить однородность получаемой смеси путем интенсификации процесса смешения эа счет разбиения смешиваемого потоisa на большее число элементарных потоков (струй), поперечное сечение которых, при одинаковых расходах меньше, а условия смешения с основ5 ным потоком лучше. Причем в предлагаемом устройстве элементарные потоки (струи) вливаются в основной поток на всем протяжении внутреннего и внешнего цилиндров (увеличение площади контакта смешиваемых сред), в известном эти условия соблюдаются только на локальном левом участке внутренней трубы, а гидравлическую схему его можно изобразить в виде

15 последовательно расположенных сетокрассекателей. При этом в предлагаемом устройстве имеются винтовые направляющие, которые придают смешиваемо" му потоку спиральное движение во

20 внутреннем цилиндре и в пространстве между корпусом и внешним цилиндром.

В результате вращения смешиваемого потока в нем происходит взаимное радиальное перемещение смешиваемых жидкостей sa счет действия центробежных сил и разности плотностей компонентов, которое особенно интенсифицируется в конусе, соединяющем корпус с выходным каналом, поскольку углоЗо вая скорость вращения тела обратно пропорциональна квадрату радиуса вращения.