Способ диспергирования жидкостей в потоке и устройство для его осуществления

; к С.. -ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(54) СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ В ПОТОКЕ И УСТРОЙСТВО Д,1 Я ЕГО ОСУ 1 ЦЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике при отовления монодисперсных систем и может найти применение в различных отраслях промышленности. Оно обеспечивает повышение качества при приготовлении водотопливных эмульсий. Способ диспергирования жидкостей в потоке заключается в том, что диспергируемый компонент перегревают относительно температуры насыщения и вводят в виде пленки при пониженном давлении в поток топлива. Полученную смесь разделяют на потоки, каждый из которых обрабатывают путем изменения давления до избыточного, например, пропуская поток через отверстия или щели. При этом от1502064 на гала до конца процесса диспергирования увлич 5 вакт частоту изменения давлений, а амплитуду уменьшают. Устройство для диспергировация жидкостей в потоке содержит корпус 5, в котором соосно на при. водном валу 6 установлены диск с пер. форировацными на 2/3 длины лопатками 8 и обечайкой 9 и вихревая крыльчатка 14. Обе. чайка 9 имеет перфорированные выступы. Перфорация лопаток и выступов выполнена с одинаковым шагом в шахматном порядке. Изобретение относится к обласги создания моцодисперсных систем в потоке плохо- растворимых и нерастворимых илн несмешивающихся жидкостей, например высоковязких тяжелых топлив с более легкими, обводненцыми цли загрязненными, нефтеосгатка ми, токсичны ми ил и цефтесодер жа щи ми водами, ц может быть использовано в судовой и стационарной энергетике, химической, строительной, нефтедобывающей и перерабатываю 1 цей, пищевой промышленности и т. д.Ц.1 ью изобретения является повышение качества при приготовлении водотопливных эмульсц й.Н; фиг. 1 показано устройство для лиспсргировация, разрез; ца фиг. 2 вид А ца фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б ца фцг. 2; ца фиг. 4 график изменения давления.Устройство для диспергирования жидкостей в потоке содержит патрубок 1 подвода топлива, клапан 2 ввода диспергирумой фазы компонента) и патрубок 3 ввод;диспсргирумой фазь 1, оконечность которого в 1 и 1 л цена В вид. расиИряк)1 цегос 5 конуса 4 с у глом 45 В корпусе 5 установлен и и при водном валу 6 вра ща юп 1 ийся диск 7, который имеет лопатки 8 и обечайку 9, представляющий собой центроб жцую крыльчатку. Лопатки 8 перфорировацы по периферии на 2/3 их длины для сохранения насосного свойства. Обечайка 9 имое ца внешней поверхности выступы 1 О отверстиями 11. Отверстия 12 и 11 лопаток и ооечайки выполнены сужающимися по ходу потока. Перфорация лопаток и выступов обчайки выполнена в шахматном порядке, а продольный и поперечный шаги равны между собой. Начало каждого выступа 10 совмещено с концом лопатки 8. Перфорированные выступы обечайки расположены таким образом по нескольким причинам: целесообразность фиксации и технологичность изготовления зоны малых давлений, что благоприятно влияет на выход потока топлива, резкий срыв струи в сторону вьцоких давлений, т. е. тула, гле расположен Диск закреплен с помощью гайки-фиксатора 13. Соосно с гайкой закреплен натру бок 3 ввода диспергируемого компонента, Оконечность патрубка имеет форму расши ряющегося конуса 4 с углом раскрытия 45.Поверхность гайки. фиксатора, обращенная к патрубку 3, выполнена конической с углом 60" и рифленой. Для создания устойчиво.го вакуума крыльчатка 14 установлена за диском 7 по ходу потока. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 4 ил. цеперфорированцый участок обечайки, создает зону повышенных давлений и турбулизации потока у набегающей поверхности лопатки 8.Г 1 ерфорировацные выступы и неп.рфори.ровацные участки обчайки образуют пуль пару и создают определенную частоту колебаний дисперсцой системы. Диск 7 снабжен 25 гайкой-фиксатором 13, установленной соосно с конусом 4 патрубка 3 ввода. Поверхность гайки-фиксатора выполнена конической с углом 60 и рифленой (рифлецие выполнено накаткой). Парубок 3 вместе с конусом 4 имеет возможность продольного перемещеУглы конуса 4 и гайки-фиксатора обеспечивают ввол диспергируемого компонента в поток в виде тонкой пленки и равномерно по об ьему. Г 1 ри этом меха н ические примеси и асфальтосмолистые включения беспрепятствнцо входят в зазор и с помощью нрашак)цсегося рифленого конуса гайки-фиксатора 13 размельчакт 51 и переводятся в мелколисперсное состояние. В корпусе за диском 7 по ходу 1 оока установлена вихре цая крыльчатка 14 для созлация устойчивого вакуума.Корпус снабжен патрубком 15 вывода накотором установлена разлаточная коробка 16, имею 1 цая диспергаторы 17 клапанного типа. На выходе диспергатора 17 установ лен клапан 18, регулирующий производительностьУстройство работает следующим образом.Гри включении электродвигателя начинает вращаться приводной вал 6 и установленные на цем центробежная и вихревая 14 крыльчатки.Вихревая крыль 1 атка 14 создает вакуумна всасывающей стороне. За счет вакуума подсасывается поток топлива, напримср топочный мазут, через патрубок 1 подвода топлива. Розжиг факела, например, в котле происходит на чистом топливе, что исключает попадание воды в форсунку и на распыл во время розжига. При появлении факел осушсствляют подачу компонента в поток1 О 15 25 30 35 40 формула изобретения 50 55 топлива Компонентом могут быть легкие, Обводненные и загрязненные топлива или нефтеостатки, которые тоже, как правило, являются обводненными, а также токсичные, например нефтесодержашие, воды. Ивод компонента осуществляют через клапан 2, патрубок 3 и зазор между копусом 4 патрубка 3 ввода и рифленым конусом гайки-фиксатора 13 тонкой пленкой и равномерно по объему потока топлива. Вводимый компонент, в частности вода, поступает в зазор в перегретом состоянии относительно температуры насыщения для О:(ределенного ваку,ма и дальше в поток топлива При снятии перегрева и давления компонент переходит из жидкой фазы в газообразную т, е. преобразуется в мелкие пузырьки пара и в этом состоянии переходит в поток топлива. Содержащаяся в потоке топлива влага переходит также из жидкой фазы в газообразную и в виде п 5 зырьков пдрд распрсделяется по ОС)1 С ЛЛ ТОП.1 ИВД.,ВД ПС)ТОКД: ТО(1;ИВД И КОМ пон(птд. например нефтесо,;ерждцих вод, сс) 1,(,синив(Нсь, создднг Обций поток, кото. рый поступает в рдбочун полость. Общийст:к, (ос"тл пинпий в рабочун) полость, рд;нлянт нд ряд От,нльньх пдрдллельных потоков Ксл 1(онет, введс нный в поток и ирису(ст вун)шии в сдмом ИООке топлива, среИсдпий из килкой фазы в газообрдз- НХО, т. Е. И Видс ПуЗЫрЬКОВ Пара, Под чдв(н ни( м дчидс т кон:ни( ироваться и пу,ырьки пара схлопыва(отся, что приводит к с (е 6 О.ысмл рдзмс,ьченин) кмпонента в (6 н л(е ИООк; тт 1. Кдждыи из потоков ндх)чи(ся между )Опдтсдми 8, однако у .1)1(дч ки 8 ил 1 с( с 5 Иабе 1 дн)(Идя .Горона, ко. ГО ) с Я 1(С(11(Т 1 Н 11 С.(,СН.(.1 ИС М 1 С 11, И НН ЪТ)С ННЯ 51, П( )1 ОРОИ (И Д и 1 С НИЯ ОТСХТ- стнлнт (. мс ОО, л ндб гдниней стороны .,1;тки 8 сверх р;с 1 О 1(ньен;1 (бс ч(1 йка (. с с(Нрф, ир( нд 1 ь 1 и л чс Ок. Э(О значит, ч И( к. Ид(1 Н. Ный идОрфордциО (се 1 Об(.киои крыльчдтки п(,(,сйствием 1 нтрОО( жных сил. всречдет с ОпОтивтенис 1;к)ь т)( чс и 6 с ч 1 йки 9, чт привод(1 т к тлул изд ци и (и)тока в ч 1 й зоне. П риОл( ид 1,(ос 1 1 н(цс и ( тот)1(с 1(идки 8 1 зк) и(н д( т(ч лдв;еие, тогда ки,(кость устрем- ЛЯЕТСЯ СЕЗ КОНУСПЫЕ Отис РС"т;(и На ДРУГУО сто ро 11 лип( тки 8, Гдс лд вли и я низки(., ччс приН.ц к Обрл.(НИин) кдвитируюци.; тпл й Встр( чдясь в зон( Кпиженного .авления с тпли(юм, идуншм .д выход через (Нс рсти)( в выступах 10 с 6 счдйки, струи : ур 6 у,з; нт этот Иток тсОлива, п 1)ичем сами .1ят( я и прс врдИднгс ь мс,кодисперсил н смесь топлива и компон нтд, введенного н (п(ок Е.сли регулирод гь производитель сть к, д(дном 18 нд выходе устройства, кидк чти, попдн ие в цси(робсжиун) кры,чьчдткс перетек,От чсре перфордцин в лопать; х 8 из Одого иъс мд и лрлгой и т. д. И.( ннтрс 6 ежнсй кры,(ндтки н р з перфор;Иин)Н(От .;1 О )6 еч;йки Ч поток топлива поступает тонкими струями, д общий поток захватывается самовсасывающей вихревой крыльчаткой 14 и вновь обрабатыВДс тСЯ За СЧЕТ РаЗНОСтц СКОРОСтсй КРЫЛЬ- чатки и дисперсной системы. Пульс-пары создают пульсации в жидкости с частотой 1=-а К, где и - число оборотов вала; /х - количество пар выступ - впадина на внешней стороне обечайки.Это сделано для уменьшения амплитуды и увеличения частоты колебаний давлений, применяемой в обработке дисперсной систе.,(ы, т. е. создания определенной частоты колебаний дисперсной системы, причем эта частота и амплитуда колебаний передаются тарелке клапанного диспергатора 17,Пример. Мазут топочный 40 и 100 В подсасывают за счет сил вакуума с давлением 0,2 - 0,8 кг/см. Скорость топлива 0,3 - 0,6 м/с. Температура топлива 5080 С, при этом вязкость топлива менее предельно допустимой д.чя перекачивающих насосов. Температура воды на входе в насос 50 - 100 С, вода перегрета относительно темпе. рдтуры насыщения при указанном давлении. Скорость жидкости в отверстиях лопаток и обечайки выше 20 м/с, что позволяет получить кавитируюшие струи, при этом уменьшается размер частиц диспергируемого компонента.Зависимость диаметра капель воды от производительности устройства является постоянной характеристикой (при изменении производительности от 72 до 900 кг/с средний диаметр капель остается практически неизменным8 мкм). Слабое увеличение диаметра капе.чь с ростом производительности связано с уменьшением кратности циркуляции.Диаметр перфорации крыльчатки и обе. чдйки (в пределах 0,1 - 3,5 мм) практически не влияет нд дисперсность получаемой эллльсии.. Способ диспергирования жидкостей в потоке, включающий смешение компонентов при введении в поток диспергируемого компонента под вакуумом и обработку смеси путем изменения давления до избыточного, отличаюиийгя тем, что, с целью повышения качества при приготовлении во,нтопливных эмульсий, диспергируемый комонент перегревают относительно соответствун)псей температуры насыпения и вводят в виде тонкой пленки, общий поток смеси разделяют на отдельные параллельные потоки, каждый из которых Обрабатывают путем изменения давления, при этом от начала до конца процесса диспергировдния увеличивают частоту изменения давлений, а амплитуду уменьшают,2. Способ по п. 1, Отличаощийя тем, что изменение давления от вдкуул(а до избыточ( оставите.ь 1. КруглТех ред 1 Вс рссТираж 547комитета по изобретениямснвд, Ж, Раушскаякий комбинат 11 атент, г Корректор. М,н н11 однисноеоткрытиям при ГКГГГ (.(.(:Рнаб, д. 45Ужгород, у., Гагарина, 1(1