КАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК B01F5/00 

Изобретение относится к устройствам для смешения жидкостей.

Известно устройство для смешения жидкостей, содержащее корпус с проточной камерой, в которой установлен инжектор [1] .

Недостатком устройства является отсутствие интенсифицирующего воздействия на процесс перемешивания, в результате чего состав полученной смеси имеет недостаточную гомогенность.

Известно устройство для смешения жидкостей, содержащее корпус с проточной камерой, в которой расположен распылитель [2] .

Однако процесс распыления в условиях избыточного давления основного потока жидкости и при заметной скорости потока подавляется, в связи с чем перемешиванием охватывается лишь доля потока в непосредственной близости от распылителя.

Известен кавитационный смеситель, содержащий цилиндрический корпус, кавитатор в виде полого конуса, подводящий патрубок, выходной конец которого расположен в полости конуса [3] .

Недостатком известного кавитационного смесителя является то, что он имеет недостаточно высокие эксплуатационные показатели по следующим причинам.

Конструкция смесителя предусматривает распыление одной из жидкостей перед их смешением, а именно - той жидкости, которая подается в полость конуса через подводящий патрубок. Попадая в полость конуса, где пространство разрежено, распыляемая жидкость легко испаряется, переходя в парофазное состояние. Вторая же из смешиваемых жидкостей, обтекающая полый конус, практически не испаряется, оставаясь перед смешением в жидкофазном состоянии. Таким образом, после конуса гидромеханическому смешению подлежит пар и жидкость, а смешение веществ, находящихся в разнофазных состояниях, неэффективно. Поэтому качество смешения жидкостей в известном устройстве низкое. Соответственно низкие все технологические показатели, характеризующие работу известного смесителя.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных показателей кавитационного смесителя.

Указанная цель достигается тем, что в кавитационном смесителе, включающем цилиндрический корпус с консольно установленным в нем полым кавитирующим конусом и кольцевым отражателем, конец подводящего патрубка на выходе в полость конуса снабжен соплом, против которого между конусом и кольцевым отражателем установлен центральный отражатель, причем рабочая поверхность кольцевого отражателя наклонена к оси корпуса под углом, обеспечивающим отражение кавитационных струй в область между кавитирующим конусом и центральным отражателем, т. е. под острым углом к направлению движения потока.

Снабжение соплом подводящего патрубка на выходе в полость конуса позволяет получать высокоскоростную струю примешиваемой жидкости, а наличие центрального отражателя против сопла между конусом и кольцевым отражателем обеспечивает ударное распыление и отражение этой жидкости в кавитационную полость между центральным отражателем и конусом.

Выполнение отражающей поверхности кольцевого отражателя, наклоненной к оси корпуса под углом, обеспечивающим отражение кавитационных струй в область между кавитирующим конусом и центральным отражателем, обеспечивает ударное распыление и отражение второй из смешиваемых жидкостей также в кавитационную полость, причем распыленные потоки обеих жидкостей взаимопересекаются. Это приводит к образованию гомогенной пылежидкостной смеси смешиваемых жидкостей, а поскольку такая смесь образуется в разреженном пространстве кавитационной полости, то пылежидкостная смесь испаряется. В итоге достигается идеальное качество смешения за счет рационального использования гидравлической энергии потока.

На фиг. 1 изображен кавитационный смеситель; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Смеситель содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого на подводящем патрубке 2 закреплен кавитатор в виде полого конуса 3. Конец патрубка снабжен соплом 4, против которого на стержнях 5 установлен центральный отражатель 6, а против конуса установлен кольцевой отражатель 7, рабочая поверхность 8 кольцевого отражателя наклонена к оси корпуса под острым углом к направлению движения потока, обесточивающим отражение обтекающих конус кавитационных струй жидкости в области между кавитатором 3 и центральным отражателем 6, который расположен нормально к направлению струи жидкости 9, вылетающей из сопла 4.

Кавитационный смеситель работает следующим образом.

Подаваемая в цилиндрический корпус 1 жидкость обтекает кавитатор 3 в виде высокоскоростных кавитационных струй 10. При этом за конусом 3 образуется разреженное пространство-кавитационная полость. Встречая на своем пути преграду в виде кольцевого отражателя 7, кавитационные струи от соударения с ним распыляются с отражением в кавитационную полость благодаря соответствующему наклону рабочей поверхности 8. Одновременно подаваемая в патрубок 2 вторая из смешиваемых жидкостей приобретает большую скорость благодаря соплу 4. Образованная при этом высокоскоростная струя 9 ударяется в центральный отражатель 6 с распылением и отражением пылежидкостной смеси в кавитационную полость. Отраженные жидкопылевые потоки обеих жидкостей взаимопересекаются, образуя пылежидкостную смесь, которая в условиях разреженной кавитационной полости превращается в пар с идеальным перемешиванием жидкостей. Далее парофазная смесь жидкостей устремляется к выходу из корпуса 1 через проходное сечение между кольцевым 7 и центральным 6 отражателями.

Таким образом, за счет рационального использования в смесителе гидравлической энергии потока достигается идеальное смешивание жидкостей, т. е. повышаются эксплуатационные показатели смесителя. (56) 1. Заявка Великобритании N 2089668, кл. В 01 F 5/10, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 1351642, кл. В 01 F 5/00, 1987.

3. Авторское свидетельство СССР N 1662653, кл. В 01 F 5/06, 1991.

Использование: смешение жидкостей. Сущность изобретения: кавитационный смеситель содержит цилиндрический корпус, внутри которого на патрубке закреплен полый кавитатор в виде конуса. Система отражателей обеспечивает отражение обтекающих конус кавитационных струй жидкости в область между кавитатором и центральным отражателем, который расположен нормально к направлению струи жидкости, вылетающей из сопла. Положительный эффект: повышается качество смешения и гидравлический КПД кавитационного смесителя. 2 ил.

КАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ , содеpжащий цилиндpический коpпус, кавитатоp в виде полого конуса, подводящий патpубок, выходной конец котоpого pасположен в полости конуса, отличающийся тем, что он снабжен соплом, установленным на выходном конце патpубка, отpажателями, один из котоpых выполнен кольцевым и его pабочая повеpхность наклонена под остpым углом к напpавлению движения потока, а дpугой установлен соосно с соплом между кольцевым отpажателем и конусом.