Устройство для смешения и диспергирования жидкостей

 

Изобретение относится к устройствам для интенсификации физико-механических процессов в суспензиях и пульпах и обеспечивает повышение эффективности смешения. В устройстве для смешения и диспергирования жидкостей внутри смесительной камеры соосно ей установлен рассекатель жидкости, выполненный в виде усеченного перфорированного конуса, меньшее основание которого обращено в сторону разгрузки жидкости. Между рассекателем и коническим диском в боковой станке установлены магнитострикционные излучатели ультразвуковых колебаний. Перфорация на конусе выполнена с чередованием отверстий круглой и трапециевидной формы. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. 1 табл.

СОЮЗ COBETCHHX

СО).)ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я) 5 В 01 F 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2)) 4431700/23-26 (22) 18.04.88 (46) 15.10.90. Бюл. Р 38 (72) Г.М.Кузьмичев и В.С.Садкин (53) 66.063.6)2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 433920, кл. В 01 F 11/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1269821, кл. В 01 F 11/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1437066, кл. В 01 F )1/02, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ И ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к устройствам для интенсификации физико механических процессов в суспензиях

Изобретение относится к устройствам для интенсификации физикомеханических процессов в суспензиях и пульпах и может быть использовано при обработке жидких сред (например, водных растворов и суспензий) .различными реагентами или поверхностноактивными веществами, при кислотной обработке пласта при регулировании гидродинамического режима работы аппаратов (например, флотомашин), при бурении нефтяных и газовых скважин в химической и пищевой отраслях промьппленности, где необходимо смешивать жидкие вещества с целью получения однородной массы по своим физико-механическим свойствам.

Цель изобретения — повьппение эффективности смешения.

„„SU„, 1599078 А1

2 и пульпах и обеспечивает повьппение эффективности смешения. В устройстве для смешения и диспергирования жидкостей внутри смесительной камеры соосно ей установлен рассекатель жидкости, выполненный в виде усеченного перфорированного конуса, меньшее основание которого обращено в сторону разгрузки жидкости. Между рассекателем и коническим диском в боковой —стенке установлены магнитострикционные излучатели ультразвуковых колебаний. Перфорация на конусе выполнена с чередованием отверстий круглой и трапециевидной формы. 1 s.ï. ф-лы, 3 ил., 1 табл °

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид в"разрезе; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.3-участок развертки боковой поверх- © ности рассекателя.

CO

Устройство состоит из корпуса 1, C© питательной воронки 2, подводящих 4ф патрубков 3, сопла 4 Лаваля, перфо- Д рированного рассекателя 5 жидкости Q() с круглыми 6 и трапециевидными 7 от= верстиями. В боковой стенке смесительной камеры 8 вмонтированы магнитострикционные излучатели 9 ультразвуковых колебаний, которые помещены в корпус 10. Для самоизлива жидкости с поверхности конического диска 11 в нем выполнены отверстия 12, причем диск имеет угол конусности, о равный 2-4 . В диске 11 установлен

1599078 резонатор 13 с отверстиями на поверхности. Корпус заканчивается выходным патрубком 24, который насажен, например, на колонку 15, Устройство работает следующим образом.

Предположим, что необходимо эффективно смешать и подвергнуть диспергированию две жидкости: воду техническую и раствор соляной кисло-—

\ ты в процентном соотношении соответственно 80:20. Техническая вода поступает под давлением через питательную воронку 2, проходит через сопло

4 Лаваля с закритически расширяющейся выпускной частью. Сюда же подведены патрубки 3, через которые вводится раствор, например, соляной кислоты. Подбирают диаметры насадок так, чтобы обеспечить процентное соотношение 80:20 или регулируют скорость подачи технической воды и раствора соляной кислоты из указанного расчета. В сопле 4 Лаваля за счет повышения скорости движения жидкости давление падает ниже давления ненасыщенных паров, поэтому из среды выделяются пузырьки воздуха. Поскольку пу-. зырьки воздуха попадают под струю 30 . раствора соляной кислоты, выходящего из патрубков 3, то они захватываются и вместе со струей технической воды уносятся, попадая на рассекатель 5 жидкости с отверстиями 6 и 7, стремясь пройти через них, освободив место и пространство для новой порции жидкости. Попадая в рассекатель 5, жидкость рассекается на отдельные струи, различные по форме и по своей мощности. Так, например, из круглого отверстия 6 выходит непрерывная (в виде "колбаски" ) струя, а из тралециевидного отверстия 7 выходит расходящаяся струя. Наличие 45 двух струй дает возможность эффективнее обрабатывать весь поток жидкости, сходящий из рассекателя жидкости 5 и устремляющийся к вмонтированным мчгнитострикционным излучате- О лям 9. Наличие в жидкости воздушных пузырьков в момент смешения и подача жидкости из рассекателя 5 жидкости в виде струй приводят к тому, что смесь воды с соляной кислотой, про55 ходя зону действия ультразвуковых— колебаний, вызывает захлопывание воздушных пузырьков. В результате в резонаторе 13 воздушная фаза отделяется от смеси благодаря наличию отверстий, через которые она (смесь) свободно протекает в колонку 25 через отверстие патрубка 14. Таким образом, наличие эффекта кавитации, возникаюl щего в результате действия ударной волны (жидкость многократно ударяется о резонатор, о конический диск 11, установленный в нижней части устройства), приводит к тому, что жидкость при обработке раствором соляной кис-: лоты направляется в колонку 15 до тех пор, пока ее приемистость не достигнет 5-10 м/ч при давлении

10 кгс/см.

Условия проведения исследований характеризуются следующими параметрами. Температура окружающей среды равна 22-24 С ° Габаритные размеры устройства B L>H = 400 400"720 мм.—

Нагнетают через питательную воронку

2 жидкость — воду техническую, через подводящие патрубки 3 — керосин осветительный с удельным весом

0,879 кг/м . Цвет керосина — оранжез во-желтый. б

Результаты опытов сведены в таблицу, Анализ экспериментальнйх исследс-званий показывает, что применительно к условиям опытов оптимальное значение параметров наблюдается при наличии в.устройстве рассекателя 5 жидкости с перфорированной поверхностью (круглой и трапециевидной формы) и установка в устройстве преобразователей (в данном случае магнитострикционного излучателя). При этом достигается эффективность смещения Э ="

= 92,5 — 93,3Х а эффективность диспергирования достигает величины

89,1-89,77. В предлагаемом устрой.стве для смешения и диспергирования жидкостей используется энергия движущейся жидкости. Испытания показали работоспособность предлагаемого устройства, его технологичность, а также возможность более рационально использовать смешивающиеся жидкости при внесении их в технологический процесс.

Формула изобретения

1. Устройство для смешения и диспергирования жидкостей, содержащее смесительную камеру, перфорированный рассекатель жидкости, подводящие

599078 с чередованием отверстий круглой и трапециевидной формы.

2, Устройство по п.l, о т л и— чающее с я тем, что оно снабжено магнитострикционными излучателями ультразвуковых колебаний, установленными в боковой стенке смесительной камеры между рассекателем жидкости и коническим диском.

УУ Наименование исследуемого параметра пп (условия проведения опытов) Эе = 50,7

Э = 30,2

Устройство с вмонтированными в боковой стенке преобразователей типа ПМС-бс частотой излучения

18,3 кГц

Устройство с соблюдением п.l при наличии рассекателя,5 с круглой перфорации

Устройство с соблюдением условий п.l, при наличии на поверхности рассекателя 5 отверстий трапециевидной формы

Устройство с соблюдением условий п.l при наличии на поверхности рассекателя 5 чередующихся отверстий круглой и трапециевидной формы

Условия те же, что и в п,4

3c = 63,9

Э = 47,3

Э = 68,8

Э = 69,1

Эс = 92 5

Э = 89,1

Эс = 93 3

Э = 89,7

Э = 39,8

Э = 29,1

6, Устройство без рассекателя 5, без ультразвуковых излучателей

ПМС-6

5 1 и отводящие патрубки, питательную воронку с соплом Лаваля, перфорированный резонатор, установленный на коническом диске, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности смешения, рассекатель жидкости выполнен в виде обратного усеченного конуса, при этом перфорация на конусе выполнена

Эффективность работы устройства

Э вЂ” эффективность смещения

Э вЂ” эффективность диспергирования, Ж

I599078

1599078

Составитель Т.Круглова

Корректор T.Ïàëèé

Редактор А,Ревин Техред М,Дидык

Заказ 3105 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.. Гагарина, 101