Смеситель
Изобретение относится к перемешиванию и размолу и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, где требуется интенсивное перемешивание различных материалов. Цель изобретения - интенсификация процесса смешения. Смеситель содержит входной и выходной патрубки и корпус с установленными в нем основными и дополнительными лопастями суперкавитирующего профиля с острой передней кромкой. Основные и дополнительные лопасти имеют противоположное направление закрутки. Дополнительные лопасти установлены между периферийными концами основных лопастей и внутренней поверхностью корпуса лопастей и внутренней поверхностью корпуса. Отношение площади просвета между основными лопастями к площади поперечного сечения корпуса равно отношению площади просвета между дополнительными лопастями к площади поперечного сечения корпуса и составляет величину 0,25-0,75. 2 ил.
Изобретение относится к перемешиванию и размолу и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, где требуется интенсивное перемешивание различных материалов. Цель изобретения интенсификация процесса смешения. На фиг. 1 приведен смеситель в разрезе; на фиг. 2 пример исполнения основных и дополнительных лопастей смесителя (вид по стрелке А). Смеситель содержит входной 1 и выходной 2 патрубки и корпус 3 с установленными в нем основными 4 и дополнительными 5 лопастями суперкавитирующего профиля с острой передней кромкой. Основные 4 и дополнительные 5 лопасти имеют противоположное направление закрутки. Дополнительные лопасти 5 установлены между периферийными концами основных лопастей 4 и внутренней поверхностью корпуса 3. Отношение площади просвета между основными лопастями 4 к площади поперечного сечения корпуса 3 равно отношению площади просвета между дополнительными лопастями 5 к площади поперечного сечения корпуса и составляет величину 0,25-0,75. Смеситель работает следующим образом. Смешиваемые материалы подают через патрубок 1 в корпус 3. При движении жидкости за лопатками 4 и 5 скорость потока за счет сужения проходного сечения и закручивания потока возрастает и давление понижается. При достижении величины давления насыщенных паров смешиваемый материал вскипает с образованием микропузырьков (каверн), при схлопывании которых, после попадания в зону расширения образуются поля микроструй со скоростью порядка 105 м/с и ударным давлением в сотни атмосфер. Эти микроструи оказывают размалывающее воздействие на смешивание материала. За счет разнонаправленности закрутки потоков на лопастях 4 и 5 происходит интенсивное взаимное проникновение потока. За счет высоких относительных скоростей потоков и ударных явлений при взаимодействии закрученных потоков интенсивность перемешивания возрастает в несколько раз. При взаимном проникновении кавитационных каверн происходит взаимное влияние кумулятивных микроструй, образованных при схлопывании микропузырьков с образованием высокочастотной пульсации (120-200 Гц) совместной каверны, которая несколько выше пульсаций каверны за единичной лопастью. Это значительно интенсифицирует перемешивание и размалывающее воздействие смесителя за счет эффекта взаимного влияния пульсаций отдельных областей на общую каверну. Таким образом, наложение на кавитационно-кумулятивное воздействие гидравлических ударов, происходящих при пульсации каверн, позволяет значительно повысить интенсивность перемешивания. В дальнейшем компоненты поступают в патрубок 2. После этого поток со скоростью порядка 1-2 м/с, обеспечивающей низкие гидравлические потери, транспортируется по трубопроводам. Установлено, что применение многосекционных лопаток разнонаправленного вращения позволяет закручивать поток жидкости в разные стороны и направлять его навстречу друг другу, за счет чего получаются более высокие относительные скорости потока за лопатками в зоне образования каверны. Непосредственное контактирование лопаток обеспечивает встречу потоков на лопастях, сопровождающуюся интенсивным вихреобразованием и, как следствие, развитой нестационарностью, что и обеспечивает резкий рост зародышей кавитационных пузырьков, которые имеют возможность на лопастях за линией соприкосновения расти. Таким образом, получается увеличение количества кавитационных пузырьков в 2-4 раза при снижении гидравлического сопротивления на величину сил трения на ступице и направляющих цилиндрах (в сравнении с прототипом).
Формула изобретения
Смеситель, содержащий входной и выходной патрубки и корпус с установленными в нем основными и дополнительными лопастями суперкавитирующего профиля с острой передней кромкой, имеющими противоположное направление закрутки, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса смешения, дополнительные лопасти установлены между периферийными концами основных лопастей и внутренней поверхностью корпуса, при этом отношение площади просвета между основными лопастями к площади поперечного сечения корпуса равно отношению площади просвета между дополнительными лопастями к площади поперечного сечения корпуса и составляет величину 0,25 0,75.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
