СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК B01F5/00 

Заявленное техническое решение относится к области химической технологии.

Известно устройство для смешения, содержащее корпус с патрубками ввода компонентов, патрубком вывода смеси, внутри корпуса установлены неподвижные элементы для смешения сред (1). Недостатком данного устройства является невысокая однородность готовой смеси и высокое гидравлическое сопротивление смесителя.

Известно и другое устройство, содержащее корпус с патрубками ввода компонентов и вывода смеси, в корпусе установлены смесительные элементы в виде усеченных конусов с отверстиями, обращенных большими основаниями к патрубкам ввода компонентов. Конусы образуют две группы: одна группа образована конусами, соприкасающимися большими основаниями, которые размещены в осевой части корпуса, меньшие основания размещены на периферии корпуса. Конусы повернуты по или против часовой стрелки. Между конусами первой группы установлены конусы второй группы, соприкасающиеся меньшими основаниями, расположенными в осевой части корпуса, а большие основания расположены на периферии корпуса (2).

Технический эффект, достигаемый изобретением, заключается в улучшении качества продуктов за счет увеличения степени гомогенизации готовой смеси.

Указанный эффект достигается тем, что в статическом смесителе, содержащем корпус с патрубками ввода компонентов и вывода смеси, две группы усеченных полых перфорированных конусов, обращенных большими основаниями к патрубкам ввода компонентов, одна группа конусов соприкасается большими основаниями, размещенными на оси корпуса, а меньшие основания расположены на периферии, конусы повернуты по часовой или против часовой стрелки, между конусами первой группы установлены конусы второй группы, соприкасающиеся меньшими основаниями на оси, а большие основания расположены на периферии корпуса, новым в смесителе является то, что он снабжен периферийным завихрителем, установленным по периферии корпуса, и смещенным от больших оснований конусов в сторону меньших оснований, а на оси установлен также завихритель, смещенный относительно больших оснований конусов в сторону меньших оснований.

Кроме того, в статическом смесителе на входе в большие основания конусов установлены завихрители, при этом пластины завихрителей, установленных в первом и третьем квадрантах плоскости поперечного сечения корпуса, установлены под одним углом к радиальной плоскости корпуса, а пластины завихрителей, установленных во втором и четвертом квадрантах, повернуты в противоположном направлении (под противоположным углом к радиальной плоскости корпуса).

На фиг. 1 представлен продольный разрез общего вида смесителя; на фиг. 2 - смеситель с условно разнесенными группами конусов в смесительном элементе; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - схема смешения компонентов в плоскости выходных сечений конусов.

Смеситель состоит из цилиндрического корпуса 1, патрубков ввода компонентов 2 и 3 и вывода готовой смеси 4, центрального коаксиального патрубка 5, соединенного с патрубком 3. Каждый смесительный элемент выполнен в виде двух групп 6 и 7 усеченных полых перфорированных конусов (отверстия 8). В группе 6 конусы соприкасаются большими основаниями, расположенными в осевой части корпуса, а их меньшие основания расположены на периферии корпуса. Конусы повернуты по часовой или против часовой стрелки. Конусы второй группы 7 размещены между конусами первой группы и соприкасаются меньшими основаниями, размещенными в осевой части корпуса. Большие основания конусов второй группы размещены на периферии корпуса. Большие основания всех конусов обращены в сторону патрубков ввода компонентов. Конусы в соседних смесительных элементах повернуты в противоположные направления. На оси смесителя размещен завихрительный элемент 9 (аксиальный завихритель), который смещен по длине конусов относительно больших оснований (на величину 1/4-1/3 длины высоты конуса) в сторону меньших оснований конусов. Вдоль боковой поверхности смесителя по периметру корпуса установлен завихрительный элемент 10, смещенный по длине смесителя относительно больших оснований в сторону меньших оснований на величину 1/4-1/3 высоты конуса.

На входе в большие основания конусов 6, 7 установлены завихрительные элементы 11 /аксиальные завихрители/. При этом завихрители, установленные на входе в большие основания конусов, расположенные в первом квадранте поперечного сечения корпуса, закручивают среду в одну сторону. Пластины 12 завихрителей наклонены под одним углом к радиальной плоскости корпуса. Завихрители во втором квадранте ориентированы в противоположную сторону по сравнению с завихрителями в первом квадранте. Завихрители, размещенные в первом и втором квандрантах, ориентированы в одну сторону, а в третьем и в четвертом - в противоположную сторону.

Смеситель работает следующим образом.

Смешиваемые компоненты подаются через патрубки 2 и 3, причем один из компонентов подается в корпус смесителя через коаксиальный патрубок 5. Далее осевая часть потока попадает внутрь конусов группы 6 и движется вдоль конусов. Среда, испытывая реакцию стенок, выдавливается через отверстия 8. Поток, не попавший в конусы группы 6, обтекает их и сталкивается со струями, вытекающими из отверстий 8 конусов 6.

В зоне, удаленной от оси корпуса, поток попадает в конус группы 7, движется вдоль конусов и выдавливается через отверстия 8, при этом струи, вытекающие из отверстий 8, смешиваются с потоком, не попавшим в конусы. Среда из пристеночной области, двигаясь вдоль конусов группы 7, попадает в осевую область, а из осевой - с помощью конусов группы 6 в периферийную область.

Жидкость, проходящая между конусами, попадает на периферийный завихритель, который приводит во вращение по часовой стрелке или против часовой стрелки периферийные слои жидкости вместе со смешанными с ней слоями осевой жидкости, вышедшими из отверстий 8. Среда, проходящая по оси корпуса, попадает на завихрительный элемент, который приводит ее во вращение по часовой или против часовой стрелки. При этом происходит выравнивание по азимутальному углу в поперечном сечении концентрации компонентов в смеси.

Так как среда, выходящая из меньших конусов в первом квадранте, вращается в одну сторону, то и жидкость после конусов будет вращаться в первом квадранте как одна целая масса, при этом концентрация в первом квадранте выравнивается. Аналогично возникают циркуляционные течения во втором, третьем и четвертом квадрантах. При этом циркуляционные течения в этих квадрантах усиливают друг друга, так как скорости потоков направлены в одну сторону.

Статический смеситель относится к области химической технологии. Использование: в химической технологии. Сущность изобретения: статический смеситель содержит корпус с патрубками ввода компонентов и вывода смеси, две группы усеченных полых перфорированных конусов, обращенных большими основаниями к партубкам вводы компонентов, одна группа конусов соприкасается большими основаниями, размещенными на оси копуса, а меньшие основания расположены на периферии. Конусы повернуты по часовой или против часовой стрелки. Между конусами первой группы установлены конусы второй группы, соприкасающиеся меньшими основаниями на оси, а большие основания расположены на периферии корпуса. По периферии корпуса установлен завихритель, который смещен от больших оснований конусов в сторону меньших оснований, а на оси установлен также завихритель, смещенный относительно больших оснований конусов в стороны меньших оснований. Предложенный статический смеситель позволит улучшить качество продукта. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ, содержащий корпус с патрубками ввода компонентов и вывода смеси, две группы усеченных полых перфорированных конусов, обращенных большими основаниями к патрубкам ввода компонентов, в одной из которых конусы расположены таким образом, что их большие основания соприкасаются у оси корпуса, а меньшие размещены на периферии корпуса, конусы второй группы установлены между конусами первой группы таким образом, что их большие основания расположены на периферии корпуса, а меньшие соприкасаются у оси корпуса, при этом конусы в группах повернуты в одну сторону по часовой или против часовой стрелки, отличающийся тем, что он снабжен завихрителем, установленным со смещением от больших оснований конусов в сторону меньших оснований, один из которых размещен по периферии корпуса, а другой на оси корпуса. 2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными завихрителями, установленными в больших основаниях конусов, при этом завихрители, установленные в первом и третьем квадрантах плоскости поперечного сечения корпуса, ориентированы в одном направлении, а завихрители, установленные во втором и четвертом квадрантах, ориентированы в противоположном направлении.