Модуль для "холодного" смешивания смазочных материалов и смазочно-охлаждающих жидкостей

Авторы патента:

B01F5/06 - смесители в которых смешиваемые компоненты продавливаются через щели, отверстия или сита (турбосмесители B01F 5/16; коллоидные мельницы B02C; смесительные краны F16K 11/00)

Владельцы патента RU 2633571:

Общество с ограниченной ответственностью "ДжиКьюОйлРус" (RU)

Изобретение относится к области получения смазочных материалов, а именно к устройству для инициации кавитации и возникновения процесса «холодного» смешивания базовых масел и присадок для получения смазочных материалов - товарных масел и смазочно-охлаждающих жидкостей. Модуль для «холодного» смешивания смазочных материалов и смазочно-охлаждающих жидкостей содержит корпус, узел ввода смешиваемых компонентов, узел вывода смешиваемых компонентов, при этом в корпусе последовательно расположены, по крайней мере, два цельнометаллических блока, содержащие сквозные цилиндрические и плоскостные каналы, причем между смежными блоками расположена зона активного смешивания. Техническим результатом изобретения является повышение гомогенизации, дисперсности и снижение энергозатрат при смешивании базовых масел и различных пакетов присадок. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно устройство для смешивания масел, раскрытое в WO 2008/016937 А2, опубл. 07.02.2008. Известное устройство содержит средства подачи масла и жидкости в накопительную емкость, насос для перекачивания масла и жидкости, кавитационную колону и сливной канал для вывода полученного смешенного масла.

Недостатком известного устройство является то, что устройство смешивает готовые продукты между собой, но неспособно смешивать базовое сырье и пакеты присадок с целью получения готовых смазочных материалов (технических масел) и смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Также очевидным недостатком является то, что данное устройство способно осуществлять смешивания исключительно при высокой температуре, т.е. компоненты необходимо предварительно разогреть до +60°C.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для приготовления жидких смесей, раскрытое в RU 131310 U1, опубл. 20.08.2013. Устройство, раскрытое в наиболее близком аналоге, содержит корпус, внутри которого перпендикулярно потоку среды размещены пластины с отверстиями, при этом эквивалентный диаметр отверстий в каждой последующей по ходу потока пластине меньше, чем в предыдущей. При этом за последней по ходу потока пластиной установлена дополнительная пластина, выполненная из твердого пористого материала.

Недостатком наиболее близкого аналога является осуществление процесса кавитации при нагреве смеси для смешивания и невозможность смешивания сложных компонентов для получения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Явным отличием является отсутствие плоскостных каналов и также совмещение в решении плоскостных и цилиндрических каналов, что позволяет получать высокий уровень смешивания.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка модуля для «холодного» смешивания смазочных материалов и смазочно-охлаждающих жидкостей, обеспечивающего высокое качество гомогенизации смеси при температуре смешивания компонентов 20-30°C.

Техническим результатом изобретения является повышение однородности гомогенизации, дисперсности и снижение энергозатрат при смешивании базовых масел и различных пакетов присадок.

Указанный технический результат достигается за счет того, что модуль для «холодного» смешивания смазочных материалов и смазочно-охлаждающих жидкостей, содержащий корпус, узел ввода смешиваемых компонентов, узел вывода готового продукта, при этом в корпусе последовательно расположены по крайней мере два цельнометаллических блока, содержащие сквозные цилиндрические и плоскостные каналы, причем между смежными блоками расположена зона активного смешивания.

В каждом блоке расположены четыре плоскостных канала, в которых предусмотрено сужение по высоте канала от начала канала по его длине, соответствующее длины канала.

Плоскостные каналы в каждом блоке расположены равномерно относительно друг друга на расстоянии 5-7 мм от края блока.

Цилиндрические каналы в каждом блоке расположены равномерно относительно друг друга внутри периметра, образованного плоскостными каналами.

Цилиндрические каналы выполнены с постоянным диаметром.

В первом блоке выполнено не менее четырех цилиндрических каналов.

В последующих блоках выполнено на два цилиндрических канала больше, чем в предыдущем.

В последующих блоках выполнены цилиндрические каналы, имеющие меньший диаметр, чем в предыдущем.

На входе узла ввода смешиваемых компонентов расположен датчик давления.

На выходе узла вывода готового продукта расположен вискозиметр.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

Фиг. 1 - продольный разрез модуля.

Фиг. 2 - поперечный разрез модуля.

Фиг. 3 - емкость для смешивания компонентов с модулем «холодного» смешивания.

Позициями обозначены: 1 - цельнометаллический блок; 2 - плоскостной канал; 3 - цилиндрический канал; 4 - зона активного смешивания; 5 - узел ввода смешиваемых компонентов; 6 - узел вывода готового продукта; 7 - датчик давления; 8 - вискозиметр; 9 - модуль холодного смешивания; 10 - емкость; 11 - насос; 12 - тензометрический датчик.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Модуль (9) для «холодного» смешивания смазочных материалов и смазочно-охлаждающих жидкостей содержит корпус, узел (5) ввода смешиваемых компонентов, узел (6) вывода смешиваемых компонентов, при этом в корпусе последовательно расположены по крайней мере два цельнометаллических блока (1), содержащие сквозные цилиндрические (3) и плоскостные (2) каналы, причем между смежными блоками (1) расположена зона (4) активного смешивания (кавитационная камера). В модуле расположено до шести цельнометаллических блоков (1).

В каждом блоке (1) расположены четыре плоскостных канала (2), в которых предусмотрено сужение по высоте канала (2) от начала канала (2) по его длине, соответствующее длины канала. Плоскостные каналы выполнены прямоугольной или овальной формы, ширина которых составляет 7-10 мм, высота - 1,5-5 мм. При этом от начала канала до его длины предусмотрено сужение (уменьшение высоты канала), после сужения канал расширяется до конца его длины (до высоты, соответствующей высоте в начале канала), при этом в сужении на длине канала, соответствующей его длины, высота канала составляет 0,5-4 мм

Плоскостные каналы (2) в каждом блоке (1) расположены равномерно друг относительно друга на расстоянии 5-7 мм от края блока (1).

Цилиндрические каналы (3) в каждом блоке (1) расположены равномерно относительно друг друга внутри периметра, образованного плоскостными каналами (2).

Цилиндрические каналы (3) выполнены с постоянным диаметром.

В первом блоке (1) выполнено не менее четырех цилиндрических каналов (3), предпочтительно не менее восьми четырех цилиндрических каналов (3). Максимально в первом блоке (1) выполнено не менее десяти цилиндрических каналов (3). Диаметр цилиндрических каналов (3) в первом блоке составляет 1,5-1,7 мм.

В последующих блоках (1) выполнено на два цилиндрических канала (3) больше, чем в предыдущем.

В последующих блоках (1) выполнены цилиндрические каналы (3), имеющие меньший диаметр, чем в предыдущем. В последующих блоках (1) диаметр цилиндрических каналов (3) уменьшается на 0,2-0,25 мм от предыдущего блока (1).

На входе узла (5) ввода смешиваемых компонентов расположен датчик давления (7).

На выходе узла (6) вывода готового продукта расположен вискозиметр (8).

Модуль (9) имеет собственный блок автоматизации и программное обеспечение.

Модуль (9) «холодного» смешивания, содержащий два цельнометаллических блока (1) работает следующим образом. Модуль (9) «холодного» смешивания соединяют с емкостью (10) при помощи двух трубопроводов, первый из которых соединен одним концом с нижней частью емкости, а другим концом - с входом узла (5) ввода смешиваемых компонентов, а второй трубопровод одним концом соединен с верхней частью емкости, а другим концом - с выходом узла (6) вывода смешиваемых компонентов с образованием замкнутого контура, при этом в первом трубопроводе расположен насос (11). После чего осуществляют заполнение емкости компонентов для смешивания, содержащих в соответствующих количествах (см. таблицу 1), например, два базовых масла Брайшток и SN500 и две присадки ADD1 и ADD2 PPD. После заполнения емкости на 30%, за уровень заполнения емкости (10) отслеживает тензометрический датчик (12), программное обеспечение запускает работу модуля (9) «холодного» смешивания в режиме предварительного смешивания, при котором включается насос, который работает на 50% от максимальной мощности и пропускает через модуль (9) «холодного» смешивания компоненты в течение 10-15 мин при температуре 20-30°C для равномерного распределения присадок по всему объему базовых масел. В данном режиме программное обеспечение контролирует работу частотных преобразователей в диапазоне 0-30 Гц для управления частотой вращения двигателя насоса (11).

После заполнения емкости (10) всех компонентов в нужном объеме тензометрический датчик (12) подает сигнал об окончании загрузки и программное обеспечение переключает работу модуля (9) «холодного» смешивания в режиме основного смешивания, при котором увеличивается скорость подачи потока компонентов и давление в зонах (4) активного смешивания в модуль (9) «холодного» смешивания. При работе модуля (9) «холодного» смешивания в режиме основного смешивания насос подает компоненты по первому трубопроводу на вход узла (5) ввода смешиваемых компонентов модуля (9) «холодного» смешивания, далее поток компонентов, с большой скоростью проходя по цилиндрическим (3) и плоскостным (2) каналам, попадает в зону (4) активного смешивания (кавитационную камеру), в которой происходит охлопывание миллиардов пузырьков, приводящее к образованию множества микровзрывов, способных на молекулярном уровне смешивать органические комплексы. После зоны (4) активного смешивания поток компонентов, с большой скоростью проходя по цилиндрическим (3) и плоскостным (2) каналам, выходит через выход узла (6) вывода смешиваемых компонентов модуля (9) «холодного» смешивания и по второму трубопроводу попадает обратно в емкость (11). Таким образом, процесс смешивания компонентов происходит по замкнутому контуру - емкость (10) - модуль (9) «холодного» смешивания до тех пор, пока датчик вискозиметра не подаст сигнал об однородности смеси и стабилизации показателей вязкости. После окончания режима основного смешивания программное обеспечение автоматически останавливает насос (11) и готовый продукт перекачивается в емкость для хранения или сразу подается на линию фасовки готовой продукции, либо производится отбор пробы для анализа. Для обеспечения нужной скорости потока и необходимого давления в зонах (4) активного смешивания программное обеспечение корректирует настройки частотных преобразователей в диапазоне 0-50 Гц для управления частотой вращения двигателя насоса (11). Датчик давления и вискозиметр позволяют программному обеспечению отслеживать необходимые сигналы и регулировать частоту вращения двигателя насоса, создавая необходимую скорость потока жидкости для обеспечения эффективного процесса «холодного» смешивания.

Наличие цилиндрических (3) и плоскостных (2) каналов в представленном исполнении позволяют дополнительно усилить скорость потока внутри модуля, что обеспечивает создание необходимых условий для эффективного смешивания компонентов в активных зонах и достижения высокого уровня гомогенности смеси за короткий период времени и без дополнительного подогрева.

Наличие зон (4) активного смешивания позволяет повысить дисперсность, эффективность процессов смешивания и гомогенизации компонентов при температурах 20-30°, что позволят также снизить энергозатраты.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить однородности гомогенизации компонентов при смешивании, дисперсности и снижение энергозатрат при смешивании базовых масел и различных пакетов присадок.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

1. Модуль для «холодного» смешивания смазочных материалов и смазочно-охлаждающих жидкостей, содержащий корпус, узел ввода смешиваемых компонентов, узел вывода смешиваемых компонентов, при этом в корпусе последовательно расположены, по крайней мере, два цельнометаллических блока, содержащие сквозные цилиндрические и плоскостные каналы, причем между смежными блоками расположена зона активного смешивания.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что в каждом блоке расположены четыре плоскостных канала, в которых предусмотрено сужение по высоте канала от начала канала по его длине, соответствующее длины канала.

3. Модуль по п. 2, отличающийся тем, что плоскостные каналы в каждом блоке расположены равномерно относительно друг друга на расстоянии 5-7 мм от края блока.

4. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрические каналы в каждом блоке расположены равномерно относительно друг друга внутри периметра, образованного плоскостными каналами.

5. Модуль по п. 4, отличающийся тем, что цилиндрические каналы выполнены с постоянным диаметром.

6. Модуль по п. 4, отличающийся тем, что в первом блоке выполнено не менее четырех цилиндрических каналов.

7. Модуль по п. 6, отличающийся тем, что в последующих блоках выполнено на два цилиндрических канала больше, чем в предыдущем.

8. Модуль по п. 6, отличающийся тем, что в последующих блоках выполнены цилиндрические каналы, имеющие меньший диаметр, чем в предыдущем.

9. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что на входе узла ввода смешиваемых компонентов расположен датчик давления.

10. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что на выходе узла вывода готового продукта расположен вискозиметр.

Похожие патенты:

Способ обработки эмульсии // 2633568

Изобретение относится к способу изготовления однофазной фазостабильной жидкости. Способ заключается в том, что на первом этапе смешивают липофильную жидкость с гидрофильной жидкостью так, что образуется смесь жидкостей, на втором этапе статическое давление смеси устанавливают ниже давления пара по меньшей мере одной из жидкостей так, что, посредством так называемой интенсивной кавитации, образуются кавитационные пузыри, и на третьем этапе кавитационные пузыри схлопываются, причем образуется однофазная фазостабильная жидкость.

Способ получения суспензии высокодисперсных частиц неорганических и органических материалов и аппарат для его осуществления // 2625980

Группа изобретений относится к получению суспензии порошков неорганических и органических материалов и может быть использована для деагломерации в жидкой среде наноразмерных порошков углерода, металлов и их соединений, органических веществ в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Гидродинамический смеситель // 2625874

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, гомогенизации, эмульгирования жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических, тепломассообменных процессов в системах "жидкость-жидкость".

Устройство смешения жидкости и газа // 2622414

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, в частности к системам, в которых происходит смешение жидких и газообразных потоков.

Способ гомогенизации и гомогенизирующее устройство с обращением потока // 2621768

Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения текучих сред, в частности текучих материалов, содержащих частицы в жидком состоянии, агломераты или волокна, то есть продукты, которые являются по существу жидкими и нерастворимыми, однако обладают тенденцией к образованию фракций, которые являются твердыми или, во всяком случае, имеют различную плотность.

Смеситель-эмульсатор // 2620791

Изобретение относится к смесителям и может быть использовано для приготовления эмульсий и суспензий для сжигания в топках энергетических установок, а также в химической технологии.

Гидродинамический смеситель // 2618883

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов в системах "жидкость-жидкость".

Гидродинамический смеситель // 2618865

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, тепломассообменных процессов в системах "жидкость - жидкость".

Гидродинамический смеситель // 2618078

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических, тепломассообменных процессов в системах "жидкость - жидкость".

Смеситель для пастообразных композиций // 2618054

Изобретение относится к устройству для приготовления пастообразных композиций и может найти применение в пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности.

Смеситель - турбулизатор // 2633671

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для смешения гетерогенных смесей, и может быть использовано в нефтехимической, химической, газовой, нефтеперерабатывающей, коксохимической промышленности и других видах промышленности в процессах абсорбции и экстракции. Смеситель-турбулизатор содержит корпус, в котором выполнена сквозная полость, заполненная вставками. В средней части корпуса между вставками расположен обтекатель. Вставки выполнены в форме коаксиальных колец, при этом на внешней и внутренней поверхностях вставок выполнены канавки. Рядом стоящие вставки образуют плавно сужающийся вход и плавно расширяющийся выход. Технический результат заключается в увеличении значений коэффициентов турбулентной диффузии в каналах для обеспечения процесса смешения и дробления капель на протяжении одного-трех калибров трубопровода за смесителем. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ струеинжекционного смешения текучих сред и устройство для его осуществления // 2643967

Изобретения относятся к технологическим процессам непрерывного смешения в статических смесителях жидких, газообразных и других текучих сред в различных отраслях промышленности и могут быть использованы на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях при подготовке нефти к переработке, а именно для ввода деэмульгатора и промывной воды в поток нефти и их смешения перед блоками обезвоживания и обессоливания, а также в других отраслях промышленности для смешивания основного потока жидкости или газа с меньшими количествами добавочных жидких или газообразных компонентов. Способ смешения, заключающийся в организации перекрестного инжектирования добавочного компонента в отдельные струи обрабатываемого потока, реализуется в устройстве струеинжекционного смешения текучих сред, содержащем корпус с проточной камерой для обрабатываемого потока и соединенный с ней патрубок ввода добавочного компонента. В устройстве дополнительно выполнены отдельные струевыпрямляющие каналы, расположенные в проточной камере, выполненные из равномерно распределенных по всему поперечному сечению корпуса смесителя трубок, обеспечивающих спокойный режим течения основного потока, а патрубок ввода добавочного компонента соединен с межтрубным пространством, образованным внешней поверхностью трубок и внутренней поверхностью цилиндрической части корпуса, при этом трубки проточной камеры имеют вводные отверстия, диаметр, форма, количество и взаимное расположение которых определяется из условия достижения оптимальных характеристик смешения, равномерно распределенные по поверхности трубок, через которые добавочный компонент в виде свободных затопленных струй с турбулентным режимом истечения попадает из межтрубного пространства корпуса в трубное пространство, распределяясь по отдельным каналам и смешиваясь с отдельными струями обрабатываемого потока. Техническим результатом является повышение эффективности технологических операций обезвоживания и обессоливания. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Способ и устройство для приготовления многокомпонентной смеси потоков быстрополимеризующихся жидкостей под воздействием атмосферы // 2644910

Изобретение относится к химии полимеров, в частности для получения термореактивных полимеров, и может быть использовано для изготовления формованных деталей в автомобильной промышленности, а также в строительстве и легкой промышленности. Способ заключается в дозировании необходимого числа потоков требуемым числом дозирующих камер для регулирования соотношений расходов компонентов смеси, обеспечивающего устранение контакта всех компонентов смеси с атмосферой, смешении компонентов смеси в смесителе. Для управления скоростью и траекторией струй смеси используют струйно-центробежное устройство. Дозирующие камеры монтируют на монтажном плато с возможностью раздельного регулирования величины дозирующего зазора каждой камеры с учетом температурной зависимости вязкости соответствующего компонента. Бескомпрессорность подачи компонентов достигается применением эластичных сосудов, герметично подсоединяемым к входным патрубкам дозирующих камер. Для очистки каналов устройства при завершении работы все входные патрубки перекрывают с подключением канала промывающей жидкости поворотом конического переключателя на оборота, смонтированного в монтажном плато под всеми дозирующими камерами. Затем осуществляют продувку всей системы очередным поворотом переключателя, открывая каналы связи камер с атмосферой и завершая работу установки переключением ее в режим отключения. Технический результат: повышение производительности за счет сокращения времени корректировки соотношений компонентов при изменении температуры окружающей среды. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Смеситель для жидких и вязких материалов // 2645521

Изобретение относится к устройству для смешивания жидких и вязких материалов и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности. Смеситель для жидких и вязких материалов содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана, с размещенным внутри него перемешивающим устройством с валом и приводом вращения, и крышку. Вал выполнен с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, жестко прикреплен к поршню и центрируется подшипником скольжения, установленным в крышке. Поверхность дна стакана выполнена волнистой в виде исходящих из центра лучей из ребер, а нижняя поверхность поршня копирует волнистую поверхность дна стакана, с возможностью совмещения и перекрытия рельефа поверхностей поршня и дна стакана, обеспечивающим перетирание компонентов смеси жидких и вязких материалов. Техническим результатом изобретения является повышение производительности и качества получаемых смесей. 1 ил.

Смеситель для смешивания жидких и вязких материалов // 2645537

Изобретение относится к устройству для смешивания жидких и вязких материалов и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности. Смеситель содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана с размещенным внутри него перемешивающим устройством с валом и крышку. Перемешивающее устройство выполнено в виде поршня с радиальными отверстиями, установленного по скользящей посадке относительно внутренних стенок цилиндрического корпуса, а вал выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, жестко прикреплен к поршню и центрируется подшипником скольжения, установленным в крышке. Над поршнем подвижно расположена заглушка радиальных отверстий, которая выполнена в виде дополнительного поршня на дополнительном валу с расположенными на поверхности дополнительного поршня с возможностью перекрытия радиальных отверстий цилиндрами с коническими наконечниками. На дне стакана расположено разгрузочное отверстие. Цилиндры выполнены полыми и подвижными за счет установки их на упругих элементах, расположенных внутри цилиндров. Техническим результатом изобретения является повышение производительности работы смесителя. 1 ил.

Гомогенизирующий клапан, в частности, для применения с волокнистыми текучими средами // 2648482

Изобретение относится к гомогенизирующим клапанам. Технический результат заключается в уменьшении энергозатрат при том же самом выходе волокнистого продукта и уменьшении износа компонентов клапана. Гомогенизирующий клапан (1) содержит корпус (2) клапана, два поршня, две кольцевые камеры, кольцевую проходную и нажимную головки и сборный элемент. Первый поршень расположен в сквозном отверстии корпуса клапана. Второй поршень расположен в сквозном отверстии и выполнен заодно с первым поршнем. Первая кольцевая камера размещена между корпусом клапана и первым поршнем, причем вход текучей среды высокого давления захватывает камеру для передачи в нее текучей среды высокого давления. Вторая кольцевая камера размещена между корпусом клапана и вторым поршнем, причем выход текучей среды захватывает камеру для приема из нее жидкости низкого давления. Кольцевая проходная головка размещена между первой и второй кольцевыми камерами. Кольцевая нажимная головка выполнена за одно целое с первым и вторым поршнями с образованием сборного элемента, выполненного с возможностью осевого перемещения в сквозном отверстии корпуса клапана так, что нажимная головка определяет с проходной головкой промежуточное пространство для прохода текучей среды от первой камеры во вторую камеру. Сборный элемент выполнен с возможностью вращения за счет нижнего зубчатого профиля, входящего в зацепление с зубчатым инструментом. Участок около промежуточного пространства для прохода является двухсторонним, то есть предусматривает возможность менять местами проходную головку и нажимную головку. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.