УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ Российский патент 2003 года по МПК E21B21/06 B01F7/28 

Изобретение относится к устройствам для приготовления технологических растворов в нефтегазовой промышленности в условиях низких температур. При низких температурах большое количество реагентов, которые используются в качестве дисперсной фазы, переходят в геле- и пастообразное состояние, образуют эластичные волокна, а порошкообразные реагенты при попадании влаги образуют комки, что затрудняет их подачу в камеру эжекции и ухудшает условия их растворения и диспергирования.

Известно устройство для введения растворимого твердого материала в поток жидкости, содержащее гидравлический эжектор, загрузочную трубу, воронку и герметичную камеру. Часть рабочей жидкости поступает в герметичную камеру и через щель стекает по воронке. При этом на стенках воронки создается тонкослойная высокоскоростная гидравлическая подушка, которая разрушает и частично растворяет твердый материал, находящийся в воронке, и увлекает его в камеру эжекции [1].

Недостатками этого устройства являются низкая эффективность предварительного измельчения и подачи малоподвижных реагентов в камеру эжекциии.

Наиболее близким к предлагаемому, по технической сущности является устройство для перемешивания высоковязких полимеров с растворителем, содержащее бункер, корпус, гидропривод в виде гидравлического турбинного двигателя, вал которого имеет полость для обеспечения прохождения жидкости, отработанной в турбине данного двигателя, и шнек, установленный на этом валу [2].

Недостатком устройства является низкая эффективность предварительного измельчения малоподвижных реагентов, образующих комки и эластичные волокна, что может привести к забиванию щелевидной камеры смешения данными реагентами, и, как результат, низкая производительность устройств и эффективность диспергирования раствора.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности устройства и эффективности диспергирования раствора за счет повышения интенсивности подачи реагентов дисперсной фазы в камеру эжекции с предварительным измельчением комков порошкообразных реагентов и эластичных волокон.

Для решения указанной задачи известное устройство для перемешивания высоковязких полимеров с растворителем, включающее бункер, корпус, гидропривод в виде гидравлического турбинного двигателя, вал которого имеет полость для обеспечения прохождения жидкости, отработанной в турбине данного двигателя, и шнек, установленный на этом валу, снабжено гидравлическим эжектором, камера эжекции которого связана с полостью вала и бункером, и механической дробилкой, состоящей из ножей, установленных на валу двигателя, и перфорированного диска, зафиксированного в камере эжекции, а эжектор образован диффузором, совмещенным с камерой смешения, и соплом в торце вала двигателя.

Снабжение устройства гидравлическим эжектором позволяет практически избежать забивания камеры смешения реагентами дисперсной фазы за счет ее цилиндрической формы и увеличенного внутреннего диаметра, а также создавать разряжение в камере эжекции, полости шнека и бункера, что приведет к повышению производительности его работы.

Снабжение устройства механической дробилкой позволяет измельчать комки порошкообразных реагентов, эластичные волокна и препятствовать попаданию в камеру эжекции реагентов с более крупными частицами, что приведет к повышению производительности устройства и эффективности диспергирования раствора.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для приготовления растворов.

Устройство для приготовления растворов состоит из корпуса 1, бункера 2 и шнека 3. В корпус устройства 1 с одной стороны ввинчен корпус турбинного гидравлического двигателя 4, а с другой стороны - диффузор эжектора 5, совмещенный с камерой смешения 6.

Турбинный гидравлический двигатель состоит из корпуса 4, в котором монтируются два радиально-упорных (резинометаллические) подшипника 7, регулировочное кольцо 8 и диски статора турбины 9. Они стянуты между собой ниппелем 10, ввинченным в корпус 4, и вместе с последним представляют монолитную систему.

На валу двигателя 11 монтируются регулировочное кольцо 12 и диски ротора турбины 13, которые стянуты между собой гайкой 14 в монолитную систему. На валу двигателя устанавливается также втулка 15, которая вместе с резиновой обкладкой ниппеля 16 выполняют роль радиального подшипника и сальника. С другой стороны на валу двигателя устанавливаются шнек 3, который фиксируется гайкой 17, и ножи 18, которые фиксируются гайкой 19. В торец вала двигателя 11 ввинчено сопло эжектора 20. Диски статора 9 и ротора 13, имеющие одинаковые диаметры проточной части, чередуются в осевом направлении и образуют многоступенчатую турбину гидравлического двигателя. Каналы образуются равномерно размещенными по окружности проточной части дисков лопатками, установленными наклонно к осевой плоскости турбины. Лопасти дисков статора и ротора имеют обтекаемую форму и противоположное направление наклона.

В корпусе устройства 1 устанавливается перфорированный диск 21 и регулировочное кольцо 22, которые фиксируются диффузором 5, и вместе с ножами 18 образуют механическую дробилку.

Эжектор образуется диффузором 5, совмещенным с камерой смешения 6, и соплом 20, а его камера эжекции 23 связана через перфорированный диск 21 с полостью вала 11 и бункера 2.

Работает устройство следующим образом.

Рабочая жидкость под давлением поступает в турбинный гидравлический двигатель, где часть гидравлического потока жидкости превращается в механическую энергию вращения вала 11. Жидкость, отработанная в турбине, через полость вала 11 направляется в сопло 20 и формируется в струю, которая создает разряжение в камере эжекции 23, в которую поступают измельченные твердые частицы или жидкость (дисперсная фаза).

Струя жидкости захватывает дисперсную фазу и устремляется в камеру смешения 6 и диффузор 5. На выходе из камеры смешения 6 образуется зона кавитации, в результате чего происходит интенсивное перемешивание и диспергирование двух фаз и дальнейшее их поступление через диффузор 5 по назначению.

Вращательное движение вала двигателя 11 передается шнеку 3 и ножам 18. При вращении шнек 3 принудительно захватывает малоподвижную дисперсную фазу из бункера 2 и подает ее в камеру эжекции 23. Предварительно дисперсная фаза механически измельчается за счет вращательного движения ножей 18 и просеивается через перфорированный диск 21. Степень измельчения дисперсной фазы регулируется путем замены перфорированного диска 21 другим, с большим или меньшим диаметром проходных отверстий.

Предлагаемое устройство за счет возможности принудительного захвата из бункера 2 и подачи малоподвижной, с комками или эластичными волокнами дисперсной фазы с помощью шнека 3 в камеру эжекции 23, а также предварительного измельчения механической дробилкой и отсева более крупных ее частиц повышает производительность работы и эффективность диспергирования раствора.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 538732, кл. В 01 F 5/04, В 01 D 11/02, опубликовано 15.12.76 г.

2. Авторское свидетельство СССР 373022, кл. В 01 F 7/28, опубликовано 12.03.73 г. (прототип).

Изобретение относится к устройствам для приготовления технологических растворов в нефтегазовой промышленности в условиях низких температур. Устройство состоит из корпуса, бункера, гидропривода в виде гидравлического турбинного двигателя, вал которого имеет полость для обеспечения прохождения жидкости, отработанной в турбине данного двигателя, и шнек, установленный на этом валу. Устройство снабжено гидравлическим эжектором, камера эжекции которого связана с полостью вала и бункером. Также устройство снабжено механической дробилкой, состоящей из ножей и перфорированного диска. Ножи установлены на валу двигателя. Перфорированный диск зафиксирован в камере эжекции. Эжектор образован диффузором, совмещенным с камерой смешения, и соплом в торце вала двигателя. Повышается производительность устройства и эффективность процесса диспергирования раствора за счет повышения интенсивности подачи реагентов дисперсной фазы в камеру эжекции с предварительным измельчением комков порошкообразных реагентов и эластичных волокон. 1 ил.

Устройство для приготовления растворов, содержащее бункер, корпус, гидропривод в виде гидравлического турбинного двигателя, вал которого имеет полость для обеспечения прохождения жидкости, отработанной в турбине данного двигателя, и шнек, установленный на этом валу, отличающееся тем, что оно снабжено гидравлическим эжектором, камера эжекции которого связана с полостью вала и бункером, и механической дробилкой, состоящей из ножей, установленных на валу двигателя, и перфорированного диска, зафиксированного в камере эжекции, а эжектор образован диффузором, совмещенным с камерой смешения, и соплом в торце вала двигателя.