Смеситель

(505 ЗС) БРЕТЕ Н СВИДЕТЕЛЬСТВУ емешивание х жидкостей меситель сна ной патрубок м подвода сме ок - с основн ками ввода и оллектором. 3 высо- Сущбжен кото- ситеым и одмеил,енежный тво СССР О, 1989,Изобретение относится к области перемешивания высоковязких и маловязких веществ и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, где необходимо осуществлять перемешивание указанных веществ.Цель изобретения - интенсификация процесса смешивания,На фиг. 1 представлен смеситель в разрезе; на фиг. 2 - вид по стрелке А; на фиг, 3 - разрез по А-А.Смеситель содержит корпус. выполненный в виде патрубков 1 подвода, отвода 2 и проточной камеры 3. В камере 3 установлена крыльчатка с лопастями 4 суперкавитирующего профиля с острой передней кромкой и установленными на ступице 5 и патрубок 6 подачи подмешиваемого вещества. Смеситель снабжен коллектором 7 с устройством 8 подачи подмешиваемого вещества и дополнительными патрубками 9 подачи подмешиваемого вещества. Выходное отверстие патрубка 6 подачи подмешиваемого вещества установлено против ступицы 5, коллектор 7 с устройством 8 подачи подмешиваемого вещества установлен перед вхонительные ого вещесткателей 10 ными в стоные отвертив острых менника 12 я, а выход 2 - . с основ атрубками ва и с кол СО О м обр ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: пер ковязких и маловязки ность изобретения; с теплообменником, вход рого сообщен с патрубко ля, а выходной патруб дополнительным патруб шиваемого вещества и к дом в проточную камеру 3. Допо патрубки 9 подачи подмешиваем ва выполнены в виде полых обт с острыми кромками, направлен рону патрубка 1 подвода, выход стия 11 которых установлены пр кромок лопастей 4,Входной патрубок теплооб сообщен с патрубком 1 смесите ной патрубок теплообменника 1 ным 6 и дополнительным 9 и подачи подмешиваемого вещес лектором 7.Смеситель работает следую Через патрубок 1 подачи высоковязкое вещество поступает в проточную камеру 3. При движении вещества через крыльчатку за лопастями 4 скорость потока, за счет сужения проходного сечения и закручивания потока, возрастает, а давление снижается. При достижении величины давления насыщенных паров вещество вскипает с образованием микропузырьков (каверн), при схлопывании которых образуются поля микроструй со скоростью порядка 10 м/с и5 ударными давлениями в сотни атмосфер, 1816489Эти микроструи оказывают размалывающее воздействие на обрабатываемые вещества.При смешивании высоковязких жидкостей интенсивность смешения резко снижается. Для создания кавитационного режима смешивания необходимы значительные энергозатраты.Выполнение коллектора 7 с устройством 8 подачи подмешиваемого компонента позволяет подавать через них часть потока смеси нагретой до температуры кипения в теплообменник 12. При таком вводе части нагретой смеси образуется пристенный слой маловязкой жидкости, по которому скользит основной поток оысокооязкого вещества. После прохождения лопастей 4 происходит смешение. Такое решение позволяет существенно снизить энергозатраты на смешение. Нагретая жидкость легколетуйа и за счет высокого давления насыщенных паров вскипает в первую очередь при прохождении лопаток 4 и схлопываясь, интенсифицирует процесс смешения. Величина гидравлического сопротивления при этом существенно снижается,Дальнейшим развитием этого решения является подача нагретой жидкости в патрубок 6, йто обеспечивает создание пристенного слоя на ступице,5,Установка патрубков 9 в виде обтекателей 10 с выходными отверстиями 11 перед лопастями 4 обеспечивает создание пристенного слоя на лопастях 4.Установка теплообменника 12 позволит нагреть часть основного потока особо высоковязкой жидкости до температуры кипения. Подача части смеси, нагретой до температуры кипения в проточную камеру 3 таким образом, чтобы внутренняя поверхность проточной камеры 3 была покрыта пленкой жидкости, при температуре кипения позволяет основной массе двигаться скользя по такой пленке, при этом резко снижаются потери давления на вязкое трение. При этом рецептура смеси не нарушается, и после прохождения кавитирующего элемента смесь гомогенизируется, Снижение сил трения позволяет разогнать поток до больших скоростей и, как следствие, интенсифицировать процесс кавитационного смешения, и очень важно, йто это достигается за счет экономии энергозатрат и позволяет применять насосы меньшейэнергоемкости.Формирование слоя жидкости при температуре кипения при обтекании ступицы илопастей, где скорости достигают наибольших величин, позволяет достигать наибольешего снижения потерь давления,Применение в качестве жидкости ее части нагретой до температуры кипения, приобтекании лопастей и ступицы привели кновому эффекту. Часть жидкости нагретой15 до температуры кипения первым частичновскипает, облегчая наступление кавитациии одновременно вязкая часть основного потока соприкасается уже не с жидкостью, а спэро-жидкостной фазой, при этом йродол 20 жается интенсивное снижение потерь давления.При смешении высоковязких и особенно высоковязких веществ с маловязкими,последние образуют в высоковязких макро 25 полости, заполненные маловязким веществом. которые устойчивы к разрушению и непозволяют гомогенизировать смесь, и требует проведения дополнительной гомогенизации,30 В предложенном устройстве в результате снижения затрат энергии на преодолениегидравлического сопротивления удается использовать эту энергию на проведение процесса смешения и гомогенизации,35 Обработанная смесь после проточнойкамеры 3 поступает в патрубок 2 отвода, гдескорость потока снижается до 1-2 м/с, ивыводится из устройства.Предложенное изобретение позволяет40 в 2-2,5 раза интенсифицировать процессперемешивания и значительно повыситьразмалывающее воздействие в очень вязких жидкостях. Формула изобретения Смеситель по авт, св, Р 1699567, о т л ич а ю щ и й с я тем, йто, с целью интенсификации процесса смешения, он снабжен теп лообменником, входной патрубок которогосообщен с патрубком подвода смесителя, а выходной пзтрубок-с основным и дополнительными патрубками подачи подмешиваемого вещества и коллектором.551816489 ДффСоставитель В.Боев Техред М,Моргентал Корректор С,Юско Редактор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 1693 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5