Смеситель жидкостей

(19) 111) 0 1 Р 5 О 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕНИЯ иоваубеекаеры. 77 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений (53) 66.063(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 350498, кл. В 01 Г 5/04, 1970,2. Авторское свидетельство СССР )1 841662, кл. В 01 Р 5/02, 1981,(54) (57) 1. СМЕСИТЕЛЬ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий подводящие патрубки с пленочным распределителем, размещенным внутри смесительной камеры со стенкой, установленной поперечно движению пленок, и устройство для отвода смеси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энерго 3 затрат и повышения. эффективности про цесса смешения, пленочный распре- делитель выполнен в виде коакси" ально установленных относительно вертикальной оси усеченных тел вращения, большие основания. которых размещены в нижней части,.а меньшие- в верхней части смесителя, смеси- тельная камера образована наружным и внутренним торообразными желобами, при этом наружный желоб . одним концом плавно сопряжен с нижней частью внутреннего тела вра, щения, а другим соединен со стенкой камеры, установленной поперечно движению пленок. 2Смеситель по п.1, о и -Ф ч а ю щ и й с я тем, что р тел вращения между верхними н ниями и концами подводящих р ков образованы стабилизируИзобретение относится. к устройствам для перемешивания жидких сред и может быть использовано в технике очистки воды, обогащения ми, нерального сырья, химической, пищевой и ряде другия отраслей промышленности.Известен смеситель струйного типа., содержащий смесительную камеру, в которую жидкости подаются через сопла под напором под углом или навстречу друг другу 13.Однако такая конструкция отличается большими энергетическими затратами на турбулизацию потоков.Применение смесителя такого тийа для приготовления жидкостей с бистро зменяющимися физико-химичес кими свойствами, например золя активной кремнекислоты, или жидкостей, мгнбвенно вступающих в контакт друг с другом или с твердой фазой, ухудшает их технологические, свойства. Такое ухудшение обуслов" лено явлением перезарядки золя в центрах активации, а в случае обра ботки суспензии флокулянтом в сме сителях, обеспечивающих высокую турбулентность, наблюдается разрушение флокул, так как конструкция не обеспечивает соблюдение оптимален ной величины критерия Кемпа 6(53 С, Поэтому для восстановления флокул "ервоначальная дозареагента применяется завышенной.Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому результату является смеси- тель жидкостей, содержащий подводящие патрубки с пленочным распределителем, размещенным внутри смесительной камеры со стенкой, установленной поперечно движению пленок, и устройство для отвода смеси, Стенка служит внезапным пре пятствием для возникновения интенсивной турбулентностиВведение процесса смешенияв тонких слоях в совокупности с дополнительным перемешиванием в момент удара о препятствие обеспечивает интенсивиое перемешивание .2 3. Однако для известной конструкции характерны высокие энергоэатраты вследствие необходимости поддерживания высокого напора на выходеиз подводящих патрубков, ограничен ность степени уточнения слоев жидкости, определяемой соотношением диаметров патрубков и распылителя (диски), которое составляет 1,5-2,5, невозможность осуществлять. смешение более чем двух компонентов и невозможность ведения процесса в условиях оптимальной величины критерия Кемпа. вследствие высокой турбулентности.Цель изобретения - снижениеэнергозатрат и повышение эффективности процесса смешения.Поставленная цель достигаетсятем,что в смесителе жидкостей, содержащем подводящие патрубки с пленочным распределителем, размещеннымвнутри смесительной камеры со стенкой, установленной поперечно движению пленок, и устройство для 10 отвода смеси, пленочный распределитель выполнен в виде коакси 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ально установленных относительно вертикальной оси усеченных тел вращения, большие основания которых размещены в нижней части, а меньшие - в верхней части смесите" ля, смесительная камера образована наружным и внутренним. торооб-, разными желобами, при этом наружный желоб одним концом плавно сопря жен с нижней частью внутреннего тела вращения, а другим соединен со стенкой камеры, установленной по- перечно движению пленок.Кроме того, внутри тел вращения между верхними основаниями и концами подводящих патрубков образованы стабилизирующие камеры.В предлагаемой конструкции обеспечивается возможность получения раздельно образуемых в ламинарном режиме тонких пленок смешиваемых жидкостей с последующим мгновенным и полным их перемешиванием в момент удара о препятствие. При этом подача жидкостей может осуществляться с минимальными потерями напора и про цесс может проводиться при оптимальных дозах реагентов, так как устраняются причины (продолжитель- . ная высокая турбулентность, крупномасштабные вихри при перемешивании) разрушения хлопьев.На чертеже схематично -показана конструкция смесителя, продольный разрез.Смеситель содержит пленочный распределитель, выполненный ввиде усеченных коаксиально установленных тел вращения: наРужного 1 и внутреннего 2. Меньшие основания соответственно 3 и 4 этих тел,имеющие переливные кромки, размещены в верх ней части, а большие основания соответственно 5 и б - в нижней части смесителя. Внутри тел 1 и 2 вращения образованы стабилизирующие камеры соответственно 7 и 8, к которым подключены концы подводящих патрубков соответственно 9 и 10. Смесительная камера 11 образована наружным 12 н внутренним 13 торообразными желобами. При этом наружный желоб 12 одним концом плавно сопряжен и с нижней частью внутреннего тела вращения, а другим сое динен со стенкой 14 камеры 11, "ус1074579 1 О 5 20 25 30 35 40 45 Составитель Н.федороваРедактор С.Саенко ТехредТ.фанта Корректор А.Зимокосовш а авшшш ееетшшшшшшштеашеешшавшшшшшш Заказ 427/8 Тираж 576 Подписное ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва., Ж, Раушская наб., д. 4/5шш втФшаейеават ттшевшает штеш т авФилиал ППП фПатентфф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 тановленной поперечно движению пленок, образующей внезапный перегиб. Камера 11 имеет промежуточный сборник 15 смеси, сообщенный ,посредством переливных трубок 16 с поддоном 17. Нижняя кромка наружного тела 1 вращения введена внутрь смесительной камеры 11.Устройство работает следующим образом.Первая исходная жидкость, например суспензия, по патрубку 10 подается в стабилизирующую камеру 8, откуда через переливную кромку основания 4 равномерно поступает на внешнюю поверхность внутреннего тела 2 вращения и под действием сил тяжести устремляется с ускорением книзу. Поскольку диаметр распреде- лителя увеличивается, толщина слоя жидкости непрерывно равномерно уменьшается, образуется тонкая пленка. Аналогичный процесс происходит с другой жидкостью, например раствором флокулянта. Последний по патрубку 9 подается в стабилизирующую камеру 7, затем, перелившись через кромку 3, попадает.на внешнюю поверхность тела 1 вращения и далее, стекая по его по" верхности, образует тонкую равномерную пленку. Пленка суспензии, .стекающая по телу 2 достигая смесительной камеры 11, продолжает по инерции двигаться вверх вдоль изгиба стенки камеры. Пленка раствора Флокулянта стекает с нижней кромки внешнего тела 1 вращения и накладывается на пленку суспензии. Двухслойный поток движется вдоль плавного изгиба стенки камеры, затем.встречает на своем пути пре.пятствие в виде стенки 14. Возникает турбулентный вихрь, и вследствие очень малой толщины слоев (пленок) жидкостей происходит их практичееки мгновенное и полное перемешивание. Смесь попадает в промежуточный сборник 15, затем через переливные.трубки 16 поступает в поддон 17, откуда отводится по наэначению (например, в отстойник иликамеру реакции).Предлагаемая конструкция смесителя представляет собой лишьодин из многих возможных вариантов.Тел вращения в распределителе можетбыть больше, чем два, их число равно количеству смешиваемых жидкостей.Если смешивается больше чем двежидкости, между внешним и внутренним телами,коаксиально устанавливаются промежуточные тела, по конструкции аналогичные внешнему телу.По своей Форме они могут представлять собой, например, усеченныеконусы, а также полусферы, полуовоиды или любые другие тела вращения с выпуклой, ровной или вогнутой поверхностью, при условии увеличения их диаметра к нижнему основанию, что необходимо для равномерного постепенного утонения плен-.ки жидкости. В одном устройстве мо-,гут быть применены тела разн хконфигураций, например усеченныйконус и полусфера и т.п, Можетбыть подобрана для каждой из смешиваемых жидкостей оптимальная конФигурация распределителя, а такжеоптимальные размеры, которые в зависимости от расхода, вязкости и других физико-химических характеристик жидкостей обеспечат оптимальный:режим образований пленки.Предлагаемая конструкция позволяет, таким образом, в широкихпределах регулировать критерийКемпа без дополнительных энергозатрат за счет изменения формы илиразмеров распределителя. Отсутствиевысоких энергозатрат на турбулизацию потока (смешиваемых жидкостей)обеспечивает экономичность устройствамалая продолжительность ивысокая эффективность перемешивания позволяет сократить расход реагентовПри этом обеспечивается возможность перемешивания более чемдвух жидкостей. одновременно.