Аппарат для смешивания текучих сред

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Оао 1473 1 Г 50 ВСЕСОВЗИАЯПЛ 1. "ЛсИЮ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН БЬБ 10, 15женерно-строитель П. Чкалова и Г й институт Горьк ыи су- всЛ. А. Васильевслов 2432431,10570,5704 23604,3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(46) 23.04.89. Бюл. (71) Горьковский ин институт им. В. дарственный проектнь кий Сантехпроект (72) В. В. Найденко, А. Д. Жмудь, В. А, С и М. К. Алиев (53) 62 .929. (088.8) (56) Патент ФРГкл. В 01 Р 5/04, 1976Патент ФРГ24 кл. В 01 Г 5/04, 1982Патент ФРГ15 кл. В 01 Р 5/04, 1972Патент ФРГ28 кл. В 01 Р 5/04, 1978(54) АППАРАТ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ ТЕКУЧИХ СРЕД(57) Изобретение относится к устройствам для смешивания жидкостей и газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе в коммунальном хозяйстве при обработке природных и сточных вод, например, озоном и хлором и позволяет повысить интенсивность и качество перемешивания сред. Аппарат содержит трубопровод 1 подачи одной из сред, распределитель потока 2, камеры смешивания 4, 5 первой и второй ступени, трубопровод 3 ввода второй среды, осевое сопло 6, подающие трубы 10. Камера смешения 5 второй ступени выполнена с винтовыми каналами 11, направленными под углом 60 - 75 к оси камеры, выходные отверстия 12 каналов 11 расположены от выходного отверстия камеры смешивания первой ступени на расстоянии, равном 2,5 - 4 диаметра камеры. 2 ил., 2 табл.1Изобретение относится к устройствам для смешивания жидкостей и газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе коммунальном хозяйстве при обработке природных и сточных вод, например, озоном и хлором.Цель изобретения - повышение интенсивности и качества смешивания.На фиг. 1 представлена конструкция аппарата для смешивания жидкостей и газов; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1.Аппарат содержит трубопровод 1 подачи жидкости, распределитель 2 потока, трубопровод 3, установленные последовательно на одной оси камеры 4 и 5 смешивания первой и второй ступеней соответственно. Камера 4 первой ступени включает осевое сопло 6 с диффузором 7, окруженное камерой 8 ввода газа с выпускными отверстиями 9.Камера 5 смещения второй ступени сое. динена подающими трубами 10 с распределителем 2 потока, В стенках камеры 5 выполнены каналы 11, подключенные к подающим трубам 10 и выполненные по винтовои линии под углом 60 - 75 к оси камеры, при этом выходные отверстия 12 кана. лов 11 расположены от выходного отверстия камеры смешивания первой ступени на расстоянии, равном 2,5 - 4 диаметра камеры. Камера 8 снабжена патрубком 13 ввода газа.Аппарат работает следующим образом.Жидкость подается по трубопроводу 1 в распределитель 2 потока, откуда часть ее через подающие трубы 10 поступает в камеру 5. Основной поток жидкости подается по трубопроводу 3 в камеру 4, Поступая в сопло 6 жидкость через отверстия 9 захватывает газ, поступающий из патрубка 13. В диффузоре 7 смесь расширяется, происходит смешивание ее компонентов (жидкости и газа), после чего смесь поступает в камеру 5 смешивания второй ступени, куда через трубы 1 О и каналы 11 подается жидкость из распределителя 2 потока. За счет винтового направления каналов 11 под углом 60 - 75 к оси камеры потоки добавляемой жидкости движутся в камере 5 по винтовой траектории и смешиваются с газоводяной смесью, поступающей из смесительной камеры 4 первой ступени.Ислледуют работу аппарата по озонированию водопроводной воды подачей озона непосредственно в трубопровод через смесительный аппарат предлагаемой конструкции с вводом жидкости во вторую ступень под углом 75 и расстоянием Н, равным Зс(. На обработку подают воду с расходом 4 л/с. В разделителе 2 потока 2/5 части от общего расхода воды, т. е. 1/6 л/с, отбирают трубами 10 в камеру 5 второй ступени смешивания. 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 гОсновной поток расходом 2,4 л/с поступает в камеру 4 первой ступени, куда подается озон с расходом 0,45 л/мин, Смешивание в аппарате происходит в две стадии. после аппарата на расстоянии 1,5 м от отверстий 12 винтовых каналов 11 со. держание остаточного озона в воде составляет 1,51 мг/л на расстоянии 4 м 1,34 мг/л. Незначительное (0,17 мг/л) изменение содержания растворенного озона в воде на протяжении 2,5 м свидетельствует об устойчивости, образовавшейся при смешивании газожидкостной фазы, что обеспечивает наилучшие условия для химического воздействия озона с органическими загрязнениями воды.Экспериментально полученные данные представлены в табл. 1, где д - диаметр камеры смешивания второй ступени, Я - расстояние выходного отверстия винтового канала от выходного отверстия камеры смешивания первой ступени. Они соответствуют общему расходу воды 0,6 л/с, расходу озона 0,07 л/мин, углу ввода жидкости во вторую ступень 75, соотношению рас. ходов воды на первой и второй ступе. нях смешивания 0,6 и 0,4 соответственно.Табл. 1 свидетельствует о том, что наибольшая концентрация остаточного озона в воде (0,18 - 0,22 мг/л - насыщение) достигается при соотношении размеров Н= =(2,5 - 4) д. При уменьшении этого соотношения (Н(2,5 д) зона смешивания первой ступени уменьшается по длине и ухудшается конечный результат: резко снижается содержание остаточного озона в воде, т. е. увеличивается выход непрореагировавшего озона, снижается эффективность его использования. При увеличении соотношения (Н)4 д) длина зоны смешивания увеличивается. Но это увеличение не способствует турбулизации потока, а следовательно, не может повысить эффективность смешивания. Содержание остаточного озона в воде не только не увеличивается, но и несколько падает.В табл, 2 представлены результаты испытания предлагаемого аппарата для смешива. ния жидкости и газа при различных углах а ввода жидкости во вторую ступень смешивания (соотношение размеров: Н=Зс 1, отношение расходов жидкости на первой и второй ступенях смешивания к общему расходу 0,6 и 0,4 соответственно) где а угол наклона канала к оси камеры.Из табл. 2 следует, что наилучшие результаты смешивания достигаются при вводе жидкости во вторую ступень по винтовой траектории под углом 60 - 75 к оси трубопровода, При этом не наблюдается наибольшее содержание остаточного озона в воде в пределах (1,38.1,48 мг/л) и наибольшая устойчивость газожидкостной фазы в трубопроводе. На расстоянии между крайними точками отбора проб (1,5 и 4 м) со1473820 Таблица 1 РасстояниеН, равное й 26 бй 7 й Концентрация остаточного озона в воде после аппарата,мг/л Следы 0,12 0,22 0,18 0,16 0,15 0,15Таблица 2 Концентрация остаточного озона, мг/л,в воде в зависимости от угла, град Расходводы,л/с Расстояние Расход озонной от выхода винтовых смеси, л/мин 30 60 85 95 каналов во вторую ступень смешивания до точки отбора проб,м 1,5 (послеаппарата)22,533,54 4 4 4 4 4 4 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 1,44 1,32 1,08 0,96 0,840,84 1,38 1,44 1,32 1,44 1,24 1,38 1,19 1,34 1,08 1,26 1,08 1,26 1,51 1,43 1,39 1,48 1,34 1,3 1,44 1,06 1,28 1,4 0,9 1,22 1,36 0,86 1, 18 1,34 0,86 1,16 3держание озона в воде уменьшается всего на 0,17 мг/л. При уменьшении угла менее 60 и увеличении его более 75 содержание остаточного озона в воде уменьшается, т, е, не происходит максимального насыщения воды озоном.Кроме того, это уменьшение тем значительнее, чем дальше отстоит точка отбора проб от аппарата смешивания, что свидетельствует о недостаточной устойчивости озоноводяной смеси за пределами значений угла 60(а 75, т. е. об ухудшении качества смешивания,Таким образом, в аппарате для смешивания предложенное выполнение камеры смешивания второй ступени позволяет интенсифицировать смешивание жидкости и газа, повысить его качество, создать устойчивую газожидкостную фазу в течении времени, необходимого для практически полного насыщения жидкости газом, что не 4обходимо при обработке природных и сточных вод озоном или хлором.формула изобретенияАппарат для смешивания текучих сред,содержащий трубопровод подачи одной среды с распределителем потока, последовательно установленные на одной оси камеры смешивания первой и второй ступени, патрубок ввода второй среды в осевое сопло камеры смешивания первой ступени, подаю щие трубы, соединенные с распределителемжидкости и камерой смешения второй ступени, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности и качества смешения, в стенках камеры смешения второй ступени выполнены каналы, подключенные к подающим трубам и выполненные по винтовой линии под углом 60 - 75 к оси камеры, при этом выходные отверстия каналов расположены от выходного отверстия первой камеры смешивания первой ступени на расстоянии, равном 2,5 - 4 диаметра камеры.1473820А-АСоставитель Е. СотниковаРедактор А.Мотыль Техред И. Верес Корректор М. ВасильеваЗаказ 1736/5 Тираж 548 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101