Кавитационный смеситель
Изобретение относится к перемешиванию и предназначено для смешения жидких и твердых веществ в гидродинамическом кавитационном поле и может быть использовано в нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение эффективности перемешивания. Кавитационный смеситель содержит корпус с патрубками подвода и отвода смешиваемого материала. Внутри корпуса с образованием кольцевого зазора установлена полая ступица с входным и выходным патрубками и кавитаторами. Один из кавитаторов размещен в кольцевом зазоре, другой - в полости ступицы. Кавитационный смеситель снабжен сепаратором, выполненным в виде полутора с патрубками, и насосом с патрубками подвода и отвода. Лопасти насоса имеют суперкавитирующий профиль. Сепаратор установлен в патрубке отвода смешиваемого материала на расстоянии, равном 0,5-5,0 диаметрам корпуса смесителя от выходного сечения выходного патрубка ступицы. Входной патрубок ступицы сообщен с патрубком отвода насоса, патрубок подвода которого сообщен с патрубками сепаратора. Кавитатор установлен от выходного сечения выходного патрубка ступицы на расстоянии, равном 1-10 его диаметрам. Лопасти кавитаторов имеют противоположный наклон. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к перемешиванию, предназначено для смешивания жидких и твердых веществ в гидродинамическом кавитационном поле и может быть использовано в нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение эффективности перемешивания. На чертеже приведена схема кавитационного смесителя. Кавитационный смеситель содержит корпус 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 смешиваемого материала. Внутри корпуса с образованием кольцевого зазора установлена полая ступица 4 с входным 5 и выходным 6 патрубками и кавитаторы 7 и 8. Кавитатор 7 размещен в кольцевом зазоре, кавитатор 8 в полости ступицы 4. Кавитационный смеситель снабжен сепаратором 9, выполненным в виде полутора с патрубками 10, и насосом 11 с патрубками подвода 12 и отвода 13. Лопасти насоса 11 имеют суперкавитирующий профиль. Сепаратор 9 установлен в патрубке 3 отвода смешиваемого материала на расстоянии, равном 0,5-5,0 диаметра корпуса смесителя от выходного сечения выходного патрубка 6 ступицы 4. Входной патрубок 5 ступицы 4 сообщен с патрубком 13 отвода насоса 11, патрубок 12 подвода которого сообщен с патрубками 10 сепаратора 9. Кавитатор 8 установлен от выходного сечения выходного патрубка 6 ступицы 4 на расстоянии, равном 1-10 его диаметрам. Лопасти кавитаторов 7 и 8 имеют противоположный наклон. Кавитационный смеситель работает следующим образом. Поток жидкости с наполнителем поступает через входной патрубок 12 в насос 11 и подается им в ступицу 4. За счет суперкавитирующего профиля лопастей при их вращении образуется кавитация и одновременно происходит перекачивание смеси. Таким образом совмещаются две операции в суперкавитирующем насосе и на его лопастях: происходит гомогенизация и диспергирование. Поток обработанной смеси попадает в ступицу 4. Пройдя через кавитатор 8, поток попадает на тороидальную поверхность сепаратора 9, где происходит поворот жидкости на 180o, при этом около поверхности сепаратора 9 происходит разделение особо крупных частиц наполнителя, которые располагаются ближе к поверхности сепаратора и через патрубки 10 поступают на вход насоса 11, а жидкость с частичками более мелкими, которые удерживаются в жидкости, поступают на кавитатор 7, где происходит повторная кавитационная обработка. Обработанная смесь откачивается насосом 14. При повороте жидкости около поверхности сепаратора 9 более тяжелые частички, соприкасаясь с поверхностью сепаратора 9, истираются, дробятся, что повышает интенсивность диспергирования. Установлено, что максимальная интенсивность диспергирования происходит при относительных длинах каверны, равных 1-10, и для поддержания такой длины каверны кавитатор 8 установлен на расстоянии 1-10 диаметров этого кавитатора. Наилучшие результаты достигаются при выполнении лопастей кавитаторов 7 и 8 разнонаправленными, что достигается установкой лопастей таким образом, чтобы направление закручивания потока на них было бы разным. Существует оптимальное расстояние от среза ступицы до тороидального торца, равное 0,5-5 диаметрам корпуса смесителя. При изменении производительности насоса 14 появляется возможность управлять величиной давления за кавитатором 7, что позволяет изменять величину каверны за ним, а значит и интенсивность кавитационной обработки. Изобретение позволяет повысить интенсивность кавитационной обработки на 20-40% и при этом добиться управления интенсивностью кавитационной обработки без увеличения энергозатрат.
Формула изобретения
1. Кавитационный смеситель, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода смешиваемого материала, установленную внутри корпуса с образованием кольцевого зазора полую ступицу с входным и выходным патрубками и кавитаторы, один из которых размещен в кольцевом зазоре, а другой в полости ступицы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания, он снабжен сепаратором, выполненным в виде полутора с патрубками, и насосом с патрубками подвода и отвода и с лопастями, имеющими суперкавитирующий профиль, причем сепаратор установлен в патрубке отвода смешиваемого материала на расстоянии, равном 0,5 5,0 диаметрам корпуса смесителя от выходного сечения выходного патрубка ступицы, при этом входной патрубок ступицы сообщен с патрубком отвода насоса, патрубок подвода которого сообщен с патрубками сепаратора, а кавитатор, размещенный в полости ступицы, установлен от выходного сечения выходного патрубка ступицы на расстоянии, равном 1 10 его диаметрам. 2. Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что лопасти кавитаторов имеют противоположный наклон.РИСУНКИ
Рисунок 1
