СОПЛО ДЛЯ СОЗДАНИЯ РЕАКТИВНОЙ ГАЗОВОЙ И ЖИДКОСТНОЙ СТРУИ ДЛЯ СМЕСТИТЕЛЕЙ Российский патент 2018 года по МПК B01F5/04 

Описание патента на изобретение RU2644604C1

Устройство предназначено для снижения вязкости, генерации тепла, холодной пастеризации, гомогенизации, улучшения качества, сатурации, смешения на молекулярном уровне, создания эмульсий, смешивания жидкостей, либо диспергирования смесей, и может быть использовано в химической, энергетической, нефтяной, а также пищевой промышленности.

Из патента №2294375 RU известен сульфитатор, который включает емкость в виде циклона, снабженную в ее верхней части средством для отделения отработанного сернистого газа от сульфитированной жидкости, и устройство для смешивания сернистого газа с жидкостью. Последнее содержит трубу с патрубком для подвода сернистого газа и диск с отверстиями, укрепленный перпендикулярно оси трубы в камере смешения. В отверстиях диска установлены параллельно расположенные насадки с соплами. В камере смешения дополнительно размещена решетка с зазором относительно торцов сопел, имеющая соосно расположенные с ними конусообразные отверстия, в которых установлены цилиндрические насадки с выходной частью в виде диффузоров с углом раскрытия 6-14°. Средство для отделения отработанного сернистого газа от сульфитированной жидкости содержит цилиндр с укрепленными внутри него дисковыми тарелками с отбортовкой, направленной вверх. Тарелки образуют проходные отверстия для газа со стенкой цилиндра, расположенные по разные стороны. Диск с насадками устанавливают с возможностью возвратно-поступательного движения при помощи эксцентрика.

Из патента №65613 RU известно диспергирующее устройство для смешивания газа в жидкости, которое включает корпус с поперечными диафрагмами, трубопровод для подачи газа с соплом, расположенным непосредственно в корпусе.

Трубопровод перед соплом снабжен сеткой, выполненной в виде пакета вертикальных труб для равномерного распределения потока, а сопло выполнено в виде косого среза трубопровода, сориентированного по направлению потока жидкости.

Диафрагмы расположены в отдельном дополнительном корпусе, установленном после сопла по направлению потока жидкости и выполненным с возможностью продольного перемещения и фиксации относительно корпуса, а диафрагмы снабжены центральным щелевым отверстием. Каждое щелевое отверстие последующей диафрагмы смещено на незначительный угол по направлению часовой стрелки или против часовой стрелки.

Из патента №74119 RU известно устройство для регенерации жидкостей, содержащее корпус, смешивающее устройство для перемешивания утилизируемой среды с водой и устройство подачи полученной суспензии в отстойник. Отличительный признак устройства в том, что оно дополнительно содержит приемную камеру, эжектирующее сопло струйного насоса, расположенное осесимметрично камере и включающее в себя центральное и дросселирующее отверстия. В приемной камере перпендикулярно ее оси установлен приемный коллектор диаметром «D» эжектируемого потока регенерируемой жидкости, связанный с емкостью со смесью, подлежащей регенерации. Причем приемная камера посредством конфузора соединена с камерой смешения, которая через диффузор связана с прямолинейным транспортировочным трубопроводом, соединенным с отстойником.

Для оптимальной работы данного устройства должны соблюдаться следующие соотношения его параметров:

- отношение внутреннего диаметра d сопла эжектора струйного насоса к длине сопла лежит в оптимальном интервале величин: d/l=0,25÷0,75;

- отношение внутреннего диаметра d сопла эжектора струйного насоса к диаметру эжектора струйного насоса лежит в оптимальном интервале величин: d/D=0,05÷0,2;

- длина камеры смешения предложенного устройства лежит в диапазоне 9÷12 ее диаметров.

Из патента №109991 RU известна установка для приготовления взвеси, содержащая коаксиальный инструментальный блок, включающий полый ротор, сообщающийся посредством осевого входного патрубка с насосом, смонтированным на тангенциальном выходном патрубке, и внешний кольцевой статор. Ротор и статор оснащены распределенными по периферии, примыкающими радиальными щелями, соответственно сужающимися соплами, наклоненными встречно вращению ротора, и несимметрично расширяющимися по криволинейным поверхностям в сторону корпуса, сопряженного с тангенциальным выходным патрубком. Таким образом организован смесительный канал прокачки обрабатываемой взвеси по форме расширяющегося витка спирали, причем на торцевой стенке ротора закреплен центральный обтекаемый рассекатель входного потока обрабатываемой взвеси. При этом осевой входной патрубок корпуса непосредственно замкнут трубопроводом рециркуляции обрабатываемой взвеси с насосом. Корпус, выполненный в форме диска, установлен с эксцентриситетом относительно инструментального блока в направлении, противном его выходному патрубку. На торцевой стенке полого ротора дополнительно смонтированы дуговые лопатки, повернутые к соплам, оси которых наклонены относительно радиуса под углом 15-20°. Шаг распределения щелей статора превышает шаг распределения сопел ротора.

Наиболее близким аналогом является известное из патента №2189852 RU устройство для перемешивания жидкостей в резервуарах, включающее смеситель, снабженный соплом и диффузором. При этом корпус смесителя соединен с диффузором при помощи планок, а на внутренней поверхности сопла выполнены выступы в виде радиальных колец с симплексами S1=2⋅10-5-0,2; S2=0,02-2; S3=0,006-1 или в виде стержней цилиндрической формы с симплексами S4=2⋅10-4-0,4; S5=0,03-0,2; S6=0,02-0,6, где

S1=h/D;

S2=l/D;

S3=s/D;

S4=h/D;

S5=d/D;

S6=s/D;

D - диаметр сопла;

h - высота выступа;

s - расстояние между выступами;

l - длина выступа (для выступов, выполненных в виде радиальных колец);

d - диаметр выступа (для выступов, выполненных в виде стержней);

причем смеситель прикреплен к корпусу резервуара под углом α, α=25-75°.

Целью изобретения является упрощение конструкции сопла смесителя при сохранении высокой эффективности смешивания, а также снижения вязкости, генерации тепла, холодной пастеризации, гомогенизации, улучшения качества, сатурации, смешения на молекулярном уровне.

Цель достигается за счет конструкции сопла. На рис. 1 изображено сопло с колоколообразными входной и выходной камерами в разрезе. Сопло для создания реактивной газовой и жидкостной струи представляет собой аксиально симметричную полость и включает колоколообразную либо конусообразную входную камеру длиной L2 с диаметром входного отверстия D2 и колоколообразную либо конусообразную выходную камеру длиной L3 с диаметром выходного отверстия D3, вершины которых соединяются через отверстие, образующее перетяжку длиной L1 и диаметром D1. Диаметр D2 зависит от диаметра D1, а диаметр D3 зависит от диаметра D2. За счет этого на выходе сопла развивается реактивная струя смеси, что обеспечивает высокую эффективность смешивания. Для газовых сред диаметр входного отверстия D2 и диаметр выходного отверстия D3 выбирают из диапазонов от 27,78*D1 до 28,65*D1 и от 34,82*D2 до 35,97*D2 соответственно, длины из диапазонов:

L1 от D1/3,67 до D1/3,89,

L2 от 6,23 *L1 до 6,91*L1,

L3 от 3,82*L2 до 4,11*L2.

За счет этого достигается высокая эффективность смешения с жидкой средой, гомогенизации, сатурации при температурах выше 10°C.

Для жидких сред диаметр входного отверстия D2 и диаметр выходного отверстия D3 выбирают из диапазонов от 8,02*D1 до 8,67*D1 и от 2,01*D2 до 2,48*D2 соответственно, длины из диапазонов:

L1 от D1/2,06 до D1/2,38,

L2 от 12,13*L1 до 12,64*L1,

L3 от 2,12*L2 до 2,48*L2,

при этом кромки отверстий, а также поверхности входной и выходной камер закругляются таким образом, что касательная в точке соединения входной камеры и торца составляет угол 41°-43° с осью камеры, касательная в точке соединения перетяжки и выходной камеры составляет угол 41°-43° с осью камеры, касательная в точке соединения входной камеры и перетяжки составляет угол 26°-28° с осью камеры, касательная в точке соединения выходной камеры и торца составляет угол 36°-38° с осью камеры. За счет этого достигается дополнительная генерация тепла (при смешивании с паром), снижение вязкости, высокая эффективность смешения на молекулярном уровне либо разделения на фракции сложных сред.

Примеры

Сопло выполняют из алюминия с размерами камер в соответствии с таблицей 1.

Сопла были вмонтированы в камеру смесителя, который был интегрирован в систему подачи мазута. В таблице 2 представлены параметры мазутной смеси М 100 на входе и выходе смесителя.

В результате использования сопла наблюдается снижение вязкости мазута М 100.

Также смеситель с подмесом пара с предлагаемыми соплами был интегрирован в систему подачи горячей воды. В таблице 2 представлены параметры воды на входе и выходе смесителя.

В результате работы сопла отмечен высокий расход (G=3 м3/ч), а также тополнительная генерация тепла на 10%.

Похожие патенты RU2644604C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВАКУУМА В ПРОМЫШЛЕННЫХ АППАРАТАХ 2000
  • Галиакбаров В.Ф.
  • Кузнецов В.Ю.
  • Халиуллин Р.С.
  • Лопатин И.Ф.
  • Хмельник А.Ю.
  • Галиакбаров М.Ф.
RU2171404C1
СТРУЙНЫЙ НАСОС 2001
  • Зайцев Е.Г.
  • Маланичев В.А.
  • Галюченко А.М.
RU2228462C2
СТРУЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 2003
  • Гречишкин О.И.
RU2254281C1
ТОПЛИВНЫЙ КАВИТАТОР 2010
  • Потапков Дмитрий Вадимович
  • Любинский Степан Васильевич
RU2435649C1
КАМЕРА СГОРАНИЯ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЗАМКНУТОЙ СХЕМЫ 1995
  • Анисимов В.С.
  • Данильченко В.П.
  • Кузнецов Н.Д.
  • Малинин Б.И.
  • Молчанов Н.М.
  • Орлов В.Н.
  • Фрейдин А.С.
  • Ярославцев В.Г.
RU2141052C1
Электронно-оптический преобразователь 2017
  • Фельдман Григорий Геннадьевич
  • Жилкина Вера Митрофановна
  • Семяхина Софья Павловна
RU2663498C1
ПЛАЗМОТРОН СТРУЙНО-ПЛАВИЛЬНЫЙ 2010
  • Аньшаков Анатолий Степанович
  • Урбах Эрих Кондратьевич
  • Урбах Андрей Эрихович
  • Кузьмин Михаил Георгиевич
  • Чередниченко Владимир Семенович
RU2464748C2
СКРУББЕР ВЕНТУРИ 2009
  • Кочетов Олег Савельевич
RU2413571C1
МАЛОЭМИССИОННАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ 2005
  • Медведев Александр Викторович
  • Ташкинов Валерий Александрович
  • Максин Виктор Иванович
  • Баранов Валерий Александрович
RU2315913C2
ЭЖЕКТОР ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ХЛОРА В ВОДУ 2008
  • Кожевников Александр Борисович
  • Петросян Ованес Петрович
RU2367508C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 644 604 C1

Реферат патента 2018 года СОПЛО ДЛЯ СОЗДАНИЯ РЕАКТИВНОЙ ГАЗОВОЙ И ЖИДКОСТНОЙ СТРУИ ДЛЯ СМЕСТИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к струйным смесителям. Входное сопло камеры смесителя для создания реактивной струи газожидкостной смеси представляет собой аксиально симметричную полость и включает колоколообразные либо конусообразные входную и выходную камеры, вершины которых соединяются через отверстие, образующее перетяжку. За счет того, что диаметры входного отверстия и выходного отверстия, а также длины камер зависят от диаметра перетяжки, на выходе сопла развивается реактивная струя смеси, что обеспечивает высокую эффективность смешивания. Закругления камер, предусмотренные для использования с жидкими средами, позволяют достичь дополнительной генерации тепла, снижения вязкости. Изобретение обеспечивает создание эмульсий, высокую эффективность смешивания, а также снижение вязкости, генерации тепла, холодной пастеризации, гомогенизации, улучшение качества, сатурацию, смешения на молекулярном уровне. 3 табл., 1 ил.

Формула изобретения RU 2 644 604 C1

Сопло для создания реактивной газовой и жидкостной струи для смесителей, представляющее собой аксиально симметричную полость и включающее колоколообразную либо конусообразную входную камеру длиной L2 с диаметром входного отверстия D2 и колоколообразную либо конусообразную выходную камеру длиной L3 с диаметром выходного отверстия D3, вершины которых соединяются через отверстие, образующее перетяжку длиной L1 и диаметром D1, отличающееся тем, что диаметр D2 зависит от диаметра D1, а диаметр D3 зависит от диаметра D2, при этом для газовых сред диаметр входного отверстия D2 и диаметр выходного отверстия D3 выбирают из диапазонов от 27,78*D1 до 28,65*D1 и от 34,82*D2 до 35,97*D2 соответственно, длины из диапазонов:

L1 от D1/3,67 до D1/3,89,

L2 от 6,23*L1 до 6,91*L1,

L3 от 3,82*L2 до 4,11*L2,

а для жидких сред диаметр входного отверстия D2 и диаметр выходного отверстия D3 выбирают из диапазонов от 8,02*D1 до 8,67*D1 и от 2,01*D2 до 2,48*D2 соответственно, длины L1, L2 и L3 из диапазонов:

L1 от D1/2,06 до D1/2,38,

L2 от 12,13*L1 до 12,64*L1,

L3 от 2,12*L2 до 2,48*L2,

при этом кромки отверстий, а также поверхности входной и выходной камер закругляются таким образом, что касательная в точке соединения входной камеры и торца составляет угол 41°-43° с осью камеры, касательная в точке соединения перетяжки и выходной камеры составляет угол 41°-43° с осью камеры, касательная в точке соединения входной камеры и перетяжки составляет угол 26°-28° с осью камеры, касательная в точке соединения выходной камеры и торца составляет угол 36°-38° с осью камеры.

L2 - длина входной камеры сопла;

D2 - диаметр входного отверстия входной камеры сопла;

L3 - длина выходной камеры сопла;

D3 - диаметр выходного отверстия выходной камеры сопла;

L1 - длина перетяжки, соединяющей входную и выходную камеры сопла;

D1 - диаметр перетяжки, соединяющей входную и выходную камеры сопла.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2644604C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ В РЕЗЕРВУАРАХ 2001
  • Галиакбаров В.Ф.
  • Салихова Ю.Р.
  • Галиакбаров М.Ф.
  • Галиакбаров И.М.
RU2189852C1
Зонд для электролитических моделирующих ванн 1961
  • Ницецкий Л.В.
  • Фокин А.Ф.
SU143472A1
СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ ТЕКУЧИХ СРЕД 2001
  • Нильсен Финн Патрик
  • Линга Харальд
  • Фантофт Руне
  • Нильсен Инге Сверре Лунд
  • Эйде Гейр Инге
RU2247595C2
СМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 2014
  • Немировский Михаил Семенович
  • Свиридов Виктор Павлович
  • Кузнецов Константин Валерьевич
  • Маркова Татьяна Валерьевна
RU2585029C2
FR 2828817 A1, 28.02.2003
EP 2883601 A1, 17.06.2015.

RU 2 644 604 C1

Авторы

Валеев Ренат Мазгутович

Вортман Олег Юльевич

Гатауллин Динар Гумерович

Гуссамов Марат Зайтунович

Насибуллин Марсель Сагадатович

Ризванов Марат Минасхатович

Тронин Дмитрий Евгеньевич

Фисенко Леонид Владимирович

Даты

2018-02-13Публикация

2016-10-31Подача