Устройство шестеренко диспергирования газожидкостной смеси

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2377059:

Шестеренко Сергей Николаевич (RU)
Лобашинская Алла Владимировна (RU)
Шестеренко Николай Алексеевич (RU)
Шестеренко Ольга Николаевна (RU)

Изобретение относится к технике диспергирования газожидкостной смеси и может использоваться в различных областях техники. Оно может также быть использовано в качестве устройства для транспортировки газожидкостной смеси по трубам, для разгона до больших скоростей газожидкостной смеси, в устройствах, использующих действие реактивной струи (турбины, движители, моечные и полировочные машины и т.д.). Это устройство может быть использовано также при холодном крекинге нефти. Устройство содержит входное и выходное сечения, между которыми размещены герметично соединенные между собой сопла. Между соплами выполнены полости. Входное сечение заглублено в жидкость для создания столба гравитационного давления жидкости. Система подачи газа подведена в полости, находящиеся в жидкости. Технический результат состоит в возможности использования устройства полностью погруженным в жидкость в любом положении, даже в вертикальном. За счет использования давления столба жидкости и разрежения в соплах для создания необходимого перепада давления для рабочего режима значительно сокращаются энергозатраты. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области диспергирования газожидкостной смеси и устройств эрлифта (для поднятия жидкости на большую высоту) и для устройств разгона газожидкостной смеси до сверхзвуковых скоростей.

Прототип

Устройство Шестеренко диспергирования газожидкостной смеси, содержащее установленные между входным и выходным сечениями герметично соединенные между собой сопла, между которыми выполнена не менее чем одна полость, источник давления для жидкости и систему подачи газа (см. патент RU 2279907 С2).

Недостатком прототипа являются высокие энергозатраты при эрлифте.

Аналог 1

Недостатком аналога 1 являются высокие энергозатраты при эрлифте.

Аналог 2

Насадок Шестеренко, содержащий установленные между входным и выходным сечениями герметично соединенные между собой сопла, между которыми выполнена не менее чем одна полость, источник давления для жидкости и систему подачи газа (Шестеренко Н.А. Применение законов газовой динамики в решении прикладных задач. Вечный двигатель второго рода. - М.: ЦП «Васиздаст», 2007 г. 46 с. - 190 с).

Недостатком аналога 2 являются высокие энергозатраты при эрлифте.

Задачей изобретения является расширение области применения, повышение эффективности и снижение энергозатрат при эрлифте.

Для достижения указанной цели входное сечение заглублено в жидкость для создания гравитационного давления жидкости, а система подачи газа подведена не менее чем в одну полость, находящуюся в жидкости.

Также выходное сечение этого устройства введено с зазором во входное сечение такого же устройства с соплами большего размера, находящимися в жидкости.

На фиг.1 изображено устройство диспергирования газожидкостной смеси, содержащее установленные между входным 1 и выходным 2 сечениями герметично соединенные между собой сопла 3-9, между которыми выполнены полости 10, 11 и 12, систему подачи газа, содержащую компрессор 13, ресивер 14, трубопроводы 15 и 16, вентили 17 и 18. Устройство также имеет козырек 19, емкость 20, трубы 21 и 22, расширение 23, трубопровод 24. ЗЖ - зеркало жидкости. Емкость 20 может быть заменена естественным водоемом.

На фиг.2 изображено устройство, где дополнительно к сказанному имеются трубопроводы 25 и 26 с вентилями 27 и 28, а также насос 29.

На фиг.3 изображен вариант, где выходное 2 сечение устройства (насадка Шестеренко) 30 с зазором 31 введено во входное 32 сечение такого же устройства (насадка Шестеренко) 33 с соплами 34-39 большего размера, находящимися в жидкости. В этом варианте устройства также имеются компрессор 40, ресивер 41, трубопровод 42 с вентилем 43, выходное 44 сечение, трубопровод 45 с вентилем 46 и полости 47, 48 и 49. С вариантами насадков Шестеренко, которые могут быть применены в рассматриваемом устройстве диспергирования газожидкостной смеси, более подробно можно ознакомится в аналоге.

Устройство работает следующим образом.

Включается компрессор 13, открываются полностью вентили 17 и 18. Давление в ресивере 14 держится выше давления, создаваемого жидкостью на уровне входного сечения 1. В результате продуваются все сопла и полости газом с полным вытеснением из них жидкости в трубопровод 22. Затем постепенно перекрывается до рабочего режима вентиль 17, а жидкость поступает через входное сечение 1 в сопло 3 вместе с газом, подведенным через трубопровод 16. За счет эффекта эжекции в полостях 10, 11 и 12 возникает разрежение, которое способствует мгновенному закипанию жидкости в соплах 3, 4, 5 и 6.

Между входным 1 и выходным 2 сечениями газожидкостной поток разгоняется до сверхзвуковых скоростей. От сопла 3 до выходного сечения насадка образуется разрежение, которое с давлением жидкости на входном 1 сечении позволяет в сопле с наименьшим сечением разогнать газодинамический поток (газожидкостная смесь, нефть и др. жидкости, которые в сопле закипают и становятся газожидкостной смесью) до скорости звука, а за ним до сверхзвуковой скорости. Соплом с наименьшим сечением может быть сопло 3 или другое, что диктуется физическими свойствами газодинамического потока.

По трубе 21 газодинамический поток попадает в емкость 20. Жидкость стекает вниз, а газ, минуя расширение 23, через трубопровод 24, компрессор 13 подается в трубопровод 16 и в сопло 3. Газожидкостной высокодисперсный поток из выходного 2 сечения подается в трубопровод 22. Эта схема может быть применима для нефтепровода.

На фиг.2 изображен вариант, когда первоначально жидкость подается насосом 29.

На фиг.3 изображен вариант, когда в емкости 20 установлено два насадка 30 и 33 (их может быть значительно больше) с зазором 31 между ними. В каждом насадке процесс происходит аналогично указанному выше. Количество газа для поддержания рабочего режима зависит от физических свойств жидкости, от количества насадков и их геометрических параметров.

Продувка полостей насадка газом в режиме запуска и использование столба гравитационного давления жидкости позволит значительно сократить энергозатраты на рабочем режиме для эрлифта и расширить область применения устройства диспергирования газожидкостной смеси. Значительное заглубление входного сечения позволяет получить на рабочем режиме гиперзвуковую реактивную струю, которую можно использовать для различных технических задач.

1. Устройство диспергирования газожидкостной смеси, содержащее установленные между входным и выходным сечениями герметично соединенные между собой сопла, между которыми выполнена не менее чем одна полость, источник давления для жидкости и систему подачи газа, отличающееся тем, что входное сечение заглублено в жидкость для создания столба гравитационного давления жидкости, а система подачи газа подведена не менее чем в одну полость, находящуюся в жидкости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное сечение введено с зазором во входное сечение такого же устройства с соплами большего размера, находящееся в жидкости.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технологии и устройствам для обработки спиртосодержащих жидкостей. .

Способ циркуляционного перемешивания текучих жидких сред и установка для его осуществления (варианты) // 2336939

Изобретение относится к способам и устройствам для перемешивания текучих жидких сред таких, например, как спиртосодержащие смеси, топливные или масляные смеси, краски, фруктовые напитки и т.д., и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Трубный узел ввода циклогексаноноксима в перегруппированный продукт // 2317848

Изобретение относится к химической промышленности, а более конкретно к трубным узлам ввода циклогексаноноксима в перегруппированный продукт процесса получения капролактама.

Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах // 2314151

Изобретение относится к устройствам для перемешивания моторных топлив в резервуарах и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности и на нефтебазах.

Кожухотрубный струйно-инжекционный ферментатор // 2305464

Изобретение относится к микробиологической и пищевой отраслям промышленности и, в частности, к аппаратам для проведения аэробного культивирования хлебопекарных дрожжей и иных одноклеточных микроорганизмов.

Способ смешивания текучих сред // 2247595

Изобретение относится к способу эффективного смешивания двух или более текучих средств, в частности, текучих сред в разных фазах. .

Устройство для получения пены // 2226123

Изобретение относится к технологии смешивания газов и жидкостей, а более конкретно к устройствам для получения твердеющей пены из композиции низкомолекулярных и высокомолекулярных веществ.

Способ и устройство для получения пены // 2219989

Универсальный смеситель // 2206378

Изобретение относится к массообмену смешиваемых компонентов и может быть использовано в микробиологической, медицинской, пищевой, химической и других областях промышленности в качестве аэрирующего устройства в ферментационных аппаратах различного назначения.

Устройство для перемешивания жидкостей в резервуарах // 2189852

Изобретение относится к устройствам для смешивания жидкостей и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и нефтяной промышленности, в частности для перемешивания жидкости в резервуарах.

Устройство для пропитки полимерного расплава текучей средой, которая предусмотрена в качестве вспенивающего агента или присадки // 2385226

Изобретение относится к устройству для пропитки полимерного расплава текучей средой, которая предусмотрена в качестве вспенивающего агента или присадки, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения

Форсунка пароводяная эжектирующая // 2397803

Изобретение относится к устройствам для очистки загрязненного газового потока с помощью форсунки, распыляющей пароводяную смесь, и может использоваться на предприятиях, работа которых связана с загрязнением атмосферного воздуха

Гидроэжекторный смеситель // 2442686

Изобретение относится к устройствам для смешивания порошкообразного материала и жидкости затворения растворов и может использоваться в нефтегазодобывающей промышленности при приготовлении буровых промывочных и тампонажных растворов, а также в других областях при смешивании разнофазных потоков

Способы и устройство для перемешивания сырья в реакторе // 2520440

Изобретение относится к системам газификации и может быть использовано в химических реакторах и системах трубопроводов для инжекции сырья. Инжекторная система подачи сырья содержит несколько кольцевых каналов 314, 316, 318, размещенных в концентрической конфигурации вокруг продольной оси, и несколько спиральных элементов 312, проходящих в тракт для прохода текучей среды. Спиральные элементы 312 выполняют с возможностью перемещения в осевом направлении в кольцевом канале. По меньшей мере один спиральный элемент 312 содержит несколько лопастей, установленных по винтовой траектории и отстоящих друг от друга. При этом один из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения первого кругового вращения потоку текучей среды, а другой из спиральных элементов 312 выполняют с возможностью сообщения противоточного кругового вращения. Изобретение позволяет измельчить и перемешать сырье, увеличить время его пребывания в устройстве и повысить эффективность проведения процесса. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Теплогенерирующий струйный аппарат // 2526550

Изобретение относится к струйной технике, например к инжекторам, и способам инжекции для нагрева перекачиваемой и эжектирующей сред. Струйный аппарат повторного вскипания содержит два последовательно соединенных сопла, сконфигурированных для вскипания горячего жидкостного потока в первом сопле, торможения и уменьшения газовой фазы во втором сопле с последующим разгоном и повторным вскипанием во втором сопле. Повторное торможение и уменьшение газовой фазы возникает на выходе из второго сопла. Каждое торможение ведет к нагреванию жидкости путем уменьшения газовой фазы; таким образом, энергия подаваемой под давлением жидкости эффективно преобразуется в тепло посредством работы сопел. Сужающееся-расширяющееся сопло для впрыскивания пара и камера смешения могут быть использованы для первого вскипания вместо первого сопла. Другое сопло может быть использовано для введения холодной жидкости на выходе из второго сопла для смешивания с горячим потоком до окончания повторного торможения. Технический результат состоит в повышении эффективности работы струйного аппарата. 4 н. и 15 з. п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для получения дезинфицирующего водного раствора // 2550199

Изобретение относится к области обеззараживания и консервации воды и предназначено для использования в установках для получения аэрозольно-газовой смеси, смешения образующейся аэрозольно-газовой смеси с водой с целью получения водных дезинфицирующих и консервирующих растворов. Устройство включает корпус эжектора, содержащего водяное сопло и камеру смешения, узел подвода воды в виде магистрального трубопровода с камерой смешения и регулируемыми вентилями, узел подвода в виде штуцера в эжектор газа. Камера смешения магистрального трубопровода снабжена калиброванной шайбой. Эжектор установлен после калиброванной шайбы под углом к магистральному трубопроводу. Соотношение диаметров водяного сопла эжектора D1, отверстия калиброванной шайбы D2 и магистрального трубопровода D3, а именно D1:D2:D3 равно 1:3:10. В корпусе эжектора водяное сопло и смесительная камера установлены относительно друг друга с возможностью регулирования положения. Внутренняя нижняя часть камеры смешения эжектора выполнена в виде винтообразной поверхности, а угол наклона эжектора к магистральному трубопроводу равен 50°. Технический результат изобретения - повышение качества дезинфицирующего водного раствора. 2 ил., 1 табл.

Способ и реактор для примешивания одного или более химических веществ в поток технологической жидкости // 2553288

Изобретение относится к способу и реактору для примешивания одного или более потоков в поток технологической жидкости. Способ позволяет технологической жидкости протекать в проточном трубопроводе, действующем как поточный реактор с реакционной зоной. Реактор снабжен электрическим устройством в виде по меньшей мере одного стержневидного электрода, расположенного внутри проточного реактора, и одного или более электродов, изолированных от указанного стержневидного электрода и расположенных на внутренней поверхности проточного трубопровода, по меньшей мере одним инжекционным смесителем/инжекционной смесительной станцией. Способ включает операции подачи и примешивания упомянутого по меньшей мере одного химического вещества в упомянутую технологическую жидкость, присутствующую в поточном реакторе, предотвращение осаждения веществ на поверхностях поточного реактора или соединенных с ним устройств, подсоединение указанных электродов к источнику напряжения/системе управления, размещение системы управления для изменения полярности пары электродов для поддержания электродов в чистом состоянии. Техническим результатом является исключение образования отложений на стенках реактора. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ получения наполненных полиуретанов и установка для его осуществления // 2563243

Изобретение относится к производству наполненных полиуретанов для теплоизоляции, звукоизоляции и/или амортизирующих слоев, преимущественно, в линиях для изоляции труб в заводских условиях. Описан способ получения наполненных полиуретанов, включающий взаимодействие гидроксилсодержащих компонентов с изоцианатным в присутствии целевых добавок и твердого наполнителя с использованием противоструйной подачи смешиваемых компонентов, отличающийся тем, что твердый наполнитель предварительно вводят в емкость или емкости с жидким компонентом полиуретановой смеси и после перемешивания до образования пульпы под высоким давлением подают в смесительную камеру смесительного узла, где происходит перемешивание встречных потоков и выпуск композиционной смеси. Также описана установка для получения наполненных полиуретанов по способу п. 1, включает соединенные между собой в технологическую линию емкости для компонентов, смесительные элементы, смесительный узел со смесительной камерой для приготовления полиуретановой композиции, насосы высокого давления, трубы и рукава высокого давления, отличающаяся тем, что содержит один или более гидравлических разделителей сред, при этом выходы емкостей для компонентов без твердого наполнителя соединены со входами насосов высокого давления, а выходы емкостей для компонентов с присутствием твердого наполнителя соединены с гидравлическими разделителями сред, выходы насосов высокого давления и гидравлических разделителей соединены со смесительной камерой, установка снабжена гидравлической станцией высокого давления, соединенной со смесительным узлом. Технический результат - способ, осуществляемый на установке, позволяет уменьшить габариты применяемого оборудования, снизить его абразивный износ, улучшить качество перемешивания исходных компонентов с одновременным снижением времени продуктивной работы смесителя, исключить процедуру промывки смесительного устройства и образования отходов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 пр.

Смесительное устройство для смешивания агломерирующего порошка в суспензию // 2564331

Изобретение касается смесительного устройства для смешивания агломерирующего порошка в суспензию. Смесительное устройство включает форсунку для создания струи суспензии, загрузочное устройство для ввода порошка в струю суспензии, смесительную камеру, которая устроена, чтобы смешивать частицы с порошком так, чтобы порошок налипал на частицы, и диффузор для успокоения суспензии таким образом, чтобы захваченные порошком частицы образовывали в суспензии агломераты, при этом смесительная камера в области, в которой поперечное сечение в направлении потока сужается, имеет диафрагму и/или направляющий профиль, с помощью которых может осуществляться завихрение струи суспензии с порошком. Техническим результатом изобретения является возможность равномерного поступления энергии перемешивания в суспензию для более интенсивного контактирования порошка с частицами. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Смешивающее устройство // 2585029

Изобретение относится к смешивающим устройствам и может быть применено для смешения потоков текучей среды, в частности газов или жидкостей, в различных отраслях промышленности и преимущественно в нефтепереработке и нефтехимии, газовой и энергетической промышленности. Смешивающее устройство для потоков текучей среды содержит камеру смешения, соединенные с ней по меньшей мере две коаксиально размещенные цилиндрические трубы, по которым потоки текучей среды поступают на смешение, завихритель, установленный по меньшей мере в одной из труб, и штуцер для вывода смеси, диаметр камеры смешения более чем в 1,7 раза превышает диаметр внешней из труб, а соотношение между длиной камеры смешения и ее диаметром больше или равно 1,5. При этом завихритель установлен с возможностью подвода закрученного потока на вход камеры смешения с интенсивностью, определяемой из отношения момента количества движения потока текучей среды к осевому количеству движения потоков на входе в камеру смешения, которое равно или больше 0,7. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности смешения подаваемых потоков текучей среды. 3 ил.