Устройство для смешения и диспергирования жидкостей

,1437066 В 01 Р 11 Р 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТ ЕПЬСТВ ОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельство СССР1269821, кл. В 01 Е 11/02, 1983.Авторское свидетельство СССР697198, кл. В 03 Р 1 Р 14, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ И ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к устройствам для физико-химических процессов в суспензиях и пульпах и может быть использовано при обработке жидких сред. Его применение позволит повысить эффективность смешения и диспергирования жидкостей. Устройство включает корпус, в смесительной камере которого установлены верхний и нижний конические диски, выполненные с отверстиями, а также размещенный между дисками с возможностью вертикального перемещения цилиндр, имеющий отверстия, при этом по оси нижнего диска расположен расширяющийся по ходу движения потока перфорированный резонатор. Конические диски установлены под углом 2 - 4. Расстояние верхнего основания цилиндра от нижнего основания верхнего диска не превышает 20 - 50 Ь цилиндра, где Ь - толщина цилиндра, мм. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к усгройствам лляинтенсификации физико-механических процессов в суспензиях и пульпах и может бытьиспользовано при обработк: жидких сред,например водных растворов и суспензк.,различными реагентами или поверхностноактивными веьцествами, при кислотной Обработке пласта с целью увеличения пркем чстости скважины, при буреник нефтяных и газовых скважин, в химкческой, пищевой отраслях промышленности, с целью полученияоднородной по физико-механическим свойствам массы.Целью изобретения является повышениеэффективности смешения и диспергированияжидкостей при вводе в технологический процесс.На фиг. 1 схематически изображено устройство Лля смешения и диспергированияжикостей, обгций окл:, на фиг. 2 - ра.",розАА на фиг. 1 с видом сбоку и сверху; нафиг. 3 - разрез Б - Б нг фиг. с видомсбоку и сверху; на фиг. 4 - верхний ко ический диск в двух проекци 5 вил свсрхч исбоку.Усройсво соево из скесительноймеры 1, питательной воронки 2 с сопломЛаваля 3, подводящими патрубками 4, верх.него конического диска 5, цилиндра 6, выходного .патрубка 7, нижнего коническоголиска 8, резонатора 9 с нанесенными на егоповерхности отверстиями 10,Нижний конический диск 8, верхнийдиск 5 и цилиндр 6 выполнены с соответствующими отверстиями 11, 12, и3, Для самочзлква жидкости с наружной (сверху) поверхности дисков 5 и 8 последние выполнены суглом конусносги 24. Б лнигце резонагора 9 имеется опрокинутый кон;с 14 с отверстиями 15 лля выхода смесей в подготовительную колонну 16.Устройство работает слелуюгцим образом.Предположим, что необходимо эффективно смешать и подвергнуть лиспергировани:Одве жидкости: техническую воду и растворсоляной кислоты в процентном соотношениисоответственно 80:20. Техническая вола поступает под давлением через пктательнуюворонку 2, где проходит через сопло Лаваля 3 с закритически расширяющейся выпускной частью. Ск)ла же подведены патрубки 4,через которые вводится раствор соляной кислоты. Диаметры насадок подбираются так,чтобы обеспечивать процентное соотношение80:20, или регулируется скорость подачитехнической воды и раствора соляной кислоты из указанного расчета. В сопле 3 засчет повышения скорости движения жидкости давление падает ниже давления насышенных паров, поэтому из среды выделяются пузырьки воздуха, которые попадают подструю раствора соляной кислоты, выхолягцего из патрубка 4, захват.деваются к вме.те 5 10 15 20 25 30 5 40 45 со струей и технической водой уносятся, попадают на конический диск 5 с отверстиями 12, стремятся пройти через отверстия 12, освобождая место для новой порции жидкости. Пройдя через отверстия 12, смешанная и предварительно диспергированная жидкость, ударяясь о цилиндр 6, расположенный на расстоянии 20 - 50 Ь от диска 5, проходит через отверстия 13, выполненные в цилиндре 6, и далее направляется на конический диск 8 с отверстиями 11. Хорошо смешанная и достаточно лиспергированная (так как проходи перез отверстия от дтох до дмгде д,.; дп,;- максимальный и минимальный размеры отверстий на коническом диске 5 и цилиндре 6), жидкость направляется на диск 8, ле устремляется к резонатору 9 с отверс,и. 10. Смесь, проходя с определенной с,.аоостью через отверстия 10, вызывает захлопывание пузырьков воздуха, выделяемого в резонаторе 9, ч возникновение кавитации в зоне опрокинутого конуса 14.Наличие эффекта кавитации, возникаюшего в результате дейсгвия ударной волны (жидкость многократно ударяется о конический диск, цилиндр и коьический диск, установленный в нижней части устройства), приводит к тому, что из опрокинутого конуса 14 через отверстия 15 выходит приготовленная (смешанная) жидкость, которая через вы годной патрубок 7 выходит из устройства и направляется в подготовительную колонну 16 для обработки ее приготовленным раствором соляпои кислоты ло тех пор, пока приемистость сква жины не достигнет 5 - .10 мз/ч гри давлении 10 кгс/см-.Анализ экспериментальных исследований показывает, что должны быть соблюдены следующие оптимальные параметры устройства, для смешения и диспергирования жидкостей.1. Угол конусности диска 5 находится в пределах 2 - 4, при этом достигается наилучцее смешение и диспергирование жидкостей. Так, например, при угле конусности 2 э(рфективность смещения (Э ) двух жидкостей (техническая вода и дизельное топливо) достигает 43,5 О/о%, эффективность диспергирования (Эд) дизельного топлива в технической воде - 67 О/о. При угле конусности 3 и 4 эти параметры несколько меняются, но остаются на уровне 45 - 65% и 68- - 69%, при угле конусности больше 5 уменьшаются. 2, Расстояние между коническими дисками 5,8 и цилиндром 6 составляет 20 - 50 Ь и меняется в зависимости от режима работы устройства. Так, например, при расстоянии между коническим диском и цилиндром 5 Ь Э,=-38/О, Эд=7%, при расстоянии 20 Ь Э,. = - 67%, ЭА=51%, при расстоянии 50 Ь Э,=91,0%, ЭХ=83,9%, при увеличении расстояния между конусообразным диском и цилиндром до 55 или ло 60 Ь изменяются1437066 18 зЭ и Э и соответственно составляют 79,2 и 63,5 и 71,3 и 62,3%.3. Диаметр отверстий (деппАпах) равен 4,5 - 5,0 мм, так как при уменьшении или увеличении его сразу же меняются Э и Э 5 достигая своего минимального значения при дщ -- 1,0 мм и дщщ =0,25 мм,4. Угол конусности диска 8 составляет 2 - 4, так как при этом достигаются оптимальные эффективность смешения (Эс =10 =61,5 - 70,1%) и эффективность диспергирования (Эл,=67 - 72,3%) .Оптимально подобранные параметры устройства обусловливают колебательный режим движения резонатора 9, последний испытывает колебания с частотой 15 1 4 д (0,4+-Н) (0,6 - 0,2 Н)где / - скорость движения жидкости меж-20ду дисками (м/с);д - диаметр цилиндра, м;Ц= -- отношение высоты отверстий К выЬ.полненных на цилиндре к их диаметру д;Б - толщина цилиндра, мм.25Применительно к заданным параметрам устройства колебания резонатора 9 носят характер устойчивых колебаний с частотой 1= 36 - 75 Гц, благоприятно влияющей на изменение дисперсности распыла жидкости и 30 эффективность смешения. В предлагаемом устройстве используется энергия движущейся жидкости; испьпания показали его работоспособность и технологичность, возможность более рационально использовать смешивающиеся жидкости при внесении их в технологический процесс. формула изобретения1. Устройство для смешения и диспергирования жидкостей, содержащее смесительную камеру, подводящие и отводящие патрубки и питательную воронку с соплом Лаваля, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности смешения и диспергирования жидкостей, устройство снабжено размещенными в смесительной камере верхним и нижним коническими дисками, выполненными с отверстиями, расположенными по оси нижнего диска, расширяющимся по ходу движения потока перфооированным резонатором и установленным между дисками с возможностью вертикального перемещения цилиндром, выполненным с отверстиями.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью самопроизвольного истечения жидкости, угол конусности дисков составляет 2 - 4.3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем. что расстояние верхнего основания цилиндра от нижнего основания верхнего д с. ка не превышает 2050 Ь цилиндра, где 5 - толщина цилиндра, мм.Составитель Н. КовалеваРедактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор А. ОбручарЗаказ 5820/9 Тираж 642 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4