Способ смешивания и обработки жидкофазных систем

 

Изобретение относится к способам смешивания и обработки жидкофазных систем и позволяет повысить эффективность обработки смеси, а также снизить энергоемкость процесса. Согласно способу поток жидкости предварительно делят на две части, большую из которых направляют в смесительную камеру. Меньшую часть потока направляют в гидроакустический излучатель с взаимодействующими стационарными вихревыми потоками. При этом реагент эжектируют поочередно дозами в область разрешения каждого из вихревых потоков. Затем обе части потока смешивают в камере. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 01 F 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4334387/23-26 (22) 02.11.87 (46) 30.05.90. Бюл. № 20 (71) Научно-проектно-техническое объединение Белстройнаука" Госстроя

БССР (72) M.Â.Èëàê, М.Н.Дубровин, P.Ã.ÑàðóõàHoâ, С.В.Храменков, А.В.Малевич и Г.Д.Трухан (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 507343, кл. В 01 F 11/02, 1974. (54) СПОСОБ СЖИВАНИЯ И ОБРАБОТКИ

ИЦКОФАЗНЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к способам

Изобретение относится к полученю смешиванием смесей и растворов систем газ — жидкость, жидкость — жидкость, твердое — жидкость и может быть использовано в строительной, горной, металлургической, машиностроительной, химической, пищевой и других отраслях

Ф промьппленности.

Цель изобретения — снижение энергоемкости процесса.

На чертеже представлен трубопровод для реализации способа.

Трубопровод 1 предназначен для подачи исходного потока жидкости в смесительную камеру 2. Трубопровод 1 сообщен с отводом 3, представляющим собой трубопровод меньшего диаметра для подачи меньшей части потока исходной злдкости посредством насоса 4 в гидроакустический излучатель 5.

В область разрежения гидроакустичессмешивания и обработки жидкофазных систем и позволяет повысить эффективность обработки смеси, а также снизить энергоемкость процесса. Согласно способу поток жидкости прела;< рительно делят на две части, большую из которых направляют в смесительн . камеру. Меньшую часть потока направляют в гидроакустический излучатель с взаимодействующими стационарными вихревыми потоками. При этом реагент эжектируют поочередно дозами в область разрешения каждого из вихревых потоков. Затем обе части потока смешивают в камере. I з.п. ф-лы, 1 ил. кого излучателя 5 подсоединены вводы 6. Области разрежения расположены в центре вихревых камер 7 гидроакустического излучателя 5. Вводы 6 обьединены между собой посредством ме.:анизма поочередной подачи 8 реагента.

Механизм поочередной подачи 8 запитан от бака 9 для реагента.

При обработке реагентами больших объемов жидкости энергетически велев лесообразно прокачивать всю жидкость через гидроакустический излучатель 5.

Достаточно пропустить через излучатель 5 меньшую часть потока жидкости по отводу 3. Величину этой части жидкости определяют необходимым количеством реагента и эжекционными свойс "вами гидроакустического излучателя °

В результате воздействия упругих колебаний ультразвукового диаплэоял кавитации в излучателе 5 прояснел

1567258 обработка меньшей части потока жидкости с достижением требуемого эффекта— диспергирование, растворение или активация реагента. При этом реагент эжектируют поочередно дозами в область разрежения каждого из стационарных вихревых потоков ° Затем полученную эмульсию, суспензию или раствор достаточно эффективно смешивают с большей частью потока жидкости в смесительной камере 2.

Установка в смесительной камере 2 дополнительных перемешивающих устройств энергетически невыгодна. Поэто15 му по предлагаемому изобретению подачу реагента осуществляют дозированием его при помощи механизма поочередной подачи в область разрежения каждого из стационарных вихревых потоков, 2р формирующихся в гидроакустическом ( излучателе. Подача реагента в один из них вызывает в нем уменьшение разрежения, сокращение размеров вихря и, как следствие, отклонение потока в 35 его сторону. Поочередная периодическая дозировка реагента в каждый из стационарных вихрей в гидроакустическом излучателе обуславливает периодическое изменение направления истечения обработанной струи жидкости с реагентом в смесительную камеру 2, в которой установлен излучатель. В результате без дополнительных энергетических затрат обеспечивается эффек35 тивное смешивание потока жидкости с реагентом с большей частью потока жидкости, поступающей прямо в смесительную камеру 2.

Периодичность подачи реагента определяется временем полного отклонения струи, зависящего от ее инерционности. Время полного отклонения струи определяется экспериментально для заданных скорости струи и ее объемного 45 расхода визуальными наблюдениями при открытии и закрытии подводящего реагент канала.

Для дополнительного увеличения эффективности смешивания жидкости в камере 2 основной и обработанной потоки целесообразно направить навстречу друг другу °

Пример. При получении пластифицирующих активированных Водных pаст 55 воров от общего водного потока с объемнь м расходом 50 л/мин отделяется часть потока с объемным расходом

8 л/мин, которая обрабатывается в гидроакустическом излучателе с щелевым соплом 1хЯ мм и двумя цилиндрическими резонансными камерами для образования стационарных вихревых потоков, ось которых параллельна направлению щели сопла. Диаметр камер 8 мм. Акустическое поле создается в результате взаимодействия между собой вихревых потоков, периодически перекрывающих течение центральной струи. Реагент

СДБ-сульфитно-дрожжевая бражка (TY 8 1-04-225-73 или ОСТ 8 1-79-74) в виде 507. †но раствора эжекционно всасывается в излучатель, причем обеспечивается поочередное переключение подачи реагента то в одну, то в другую вихревую камеру. Время подачи реагента в камеру 0,5 с. В результате обеспечивается активация добавки и ее смешивание с водным потоком.

Объемный расход эжектируемого раствора 0,8 л/мин. Обработанный поток смешивается с основной частью водного потока в смесительной камере емкостью 200 л. Пульсирующая с ультразвуковой частотой струя из излучателя совершает колебательное изменение направления истечения в смесительной камере с частотой 1 Гц, что обеспечивает эффективное смешивание обработанной части потока с основной массой жидкости.

Приготовленным активированным рабочим раствором добавки СДБ 0,40,5-ной концентрации непосредственно затворяют бетон. Поверхностно-активные вещества, активированные ультразвуковым полем, устраняют слипание отдельных частиц цемента, уменьшают трение между ними и замедляют процесс твердения цементного камня в бетоне. В результате уменьшается расход цемента, увеличивается пластифицирующий эффект, улучшаются технологические свойства бетона, предотвращается трещинообразование в нем.

При очистке питьевой воды на станции водоподготовки от взвешенных частиц из общего потока объемным расходом 10000 м /ч отбирается часть потока с объемным расходом 60 м /ч, который насосом подается через четыре параллеЛьно соединенных излучателя, непосредственно введенных в смесительную камеру объемом 12 м, куда направляют и основную часть потока.

В излучатели дозировано эжектируется раствор коагулянта Al (S04 j с

1567258 камере.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в смесительной камере части потока подают навстре 1 одна другой.

Составитель Н.Федорова

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор В. Ковтун

Заказ 1284 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

i Hðàæ 510

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул. Га арина, !.> объемным расходом 4 м /ч. Излучатели имеют общую схему конструкции, аналогичную описанной выше. Размер щелевого сопла 1>5х80 мм, диаметр резонансных камер 30 мм. Время подачи реагента в вихревую камеру 1 с.

Обработка в ультразвуковом поле гидроакустического излучатели коагулянта и смешивание с водой по предлагаемому способу позволяет сократить его расход на 20-307. и уменьшить размеры отстойных сооружений эа счет ускорения осаждения взвеси. По сравнению с известными способами, энерге" тическая эффективность будет выше пропорционально отношению объемных расходов потоков.

Предлагаемый способ показал возможность снижения энергоемкости процесса 20 ультразвуковой обработки в среднем в 10-20 раэ.

Формула изобретения

1. Способ смешивания и обработки жидкофазных систем, включающий воздей-25 ствие на поток жидкости в смеси с реагентом упругими колебаниями ультразвукового диапазона, создавае апчи гидроакустическим излучателем при зжек-ционной подаче в него реагента, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эАфектнв ости обработки смеси и снижения энергоемкости - роце .— са, поток жидкости предварительно делят на две части, большую из которых направляют в смесительную камеру„ а меньшую — в гидроакустический излучатель с взаимодействующими стационарными вихревыми потоками, при этом реагент эжектируют поочередно дозами в область разрежения каждого из стационарных вихревых потоков, затем обе части потока смешивают в смеситель о;"