Электровибрационный смеситель Советский патент 1985 года по МПК B01F11/00 

I 1

Изобретениеотносится ко всем отраслям техники, где применяются технологические процессы, сопровождающиеся перемешиванием жидких, , газообразных, пульпообразных продуктов и смесей на их основе, и особенно с получением водногорючих эмульсий для силовых установок, работающих на жидком топливе, а также для

двигателей внутреннего сгорания с. непосредственным впрыском топлива как стационарных, так и транспортных.

Известно устройство для.Обводнения жидких топлив,основанное н.а использовании ультразвукового излуча теля, состоящее из корпуса, внутри которого с зазором установлен стакан с отверстиями в днище, к которому подсоединен штуцер для подвода воды, а внутри стакана расположен наконечник ультразвукового излучателя. .

Однако устройство для обводнения жидких топлив, основанное на применении ультразвукового излучателя, энергоемко, сложно по техническому исполнению для широкого промьштенного внедрения и не обеспечивает возможности получения стойких во времени, нерасслаиваюш;ихся тонкодисперсных эмульсий.

Известно также устройство, содержащее корпус, размещенный внутри него рабочий орган, выполненньш в виде дисков, на поверхности которых, обращенных друг к другу, выполнены углубления.

Однако данное устройство не обеспечивает достаточной интенсивности процесса и получения стойких во времени нерасслаивающихся эмульсий. .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электровибрационный аппарат, состояп(ий из корпуса, электровибрационного двигателя и размещенного внутри корпуса перемешивающего устройства, состоящего из сплошных дисков, укрепленных на полых штоках, связанных с одним модулем электровибрационного двигаfeля, и чередующихся с ними кольцевых дисков, укрепленных на полых штоках, связанных с другим модулем электровибрационного двигателя.

Однако данный аппарат также не обеспечивает получения стойких во

4473

времени эмульсий, что обусловлено недостаточной,энергией, сообщаемой перемешиваемым компонентом, наличи ем свободных перетоков компонентов

5 в зазорах между корпусом и дисками, из-за чего, сжатию и разряжению в процессе возвратно-поступательного перемещения дисков подвергается равномерный слой перемешиваемых

10 компонентов в потоке, скорость которого прямо направлена и близка к постоянной, что обуславливает недостаточную энергию, сообщаемую смеси, .недостаточную турбулентность потока

15 и невозможность получения тонкодисперсной нерасслаивающейся эмульсии. Кроме того, наличие свободных перетоков компонентов в зазорах между корпусом и дисками создает

20 условия проникновения несмешанных компонентов к выходу готового продукта (эмульсии) и образования в эмульсии центров высаживания и расслаивания.

25 Целью-изобретения является повы шенце качества приготавливаемой смеси.

Поставленная цель достигается тем,.что в электровибрационном

30 смесителе, содержащем корпус, размещенньш внутри него рабочий орган, выполненный в виде сооснр поочередно установленных по высоте корпуса кольцевых дисков, связанных с одним из модулей электровиброрезонансного двигателя и сплошных дисков, связанных с другим модулем электровибрационного двигателя, корпус снабжен у установленным в нем коаксиально с образованием кольцевого канала стаканом, в днище которого вьшолнены отверстия, а в стенках герметично закреплены по периферии кольцевые диски, и уплотнением,- расположен- ным между корпусом и днищем стакана, а на торцовых поверхностях дисков выполнены углубления.

Кроме того, на торцовых поверхностях дисков выполнены углубления, которые могут быть расположены

симметрично относительно оси корпуса.

Углубления могут быть вьшолнены в виде концентрических проточек и иметь полусферическую форму.

Так как у всех дисков на каждой аре сторон, обращенных друг к другу зеркально выполнены углубления.

3

например в виде кольцевых проточек, между разноименными дисками образуются сообщающиеся слои перемешиваемых компонентов, объединенные в общий поток и представляющие собой последовательность так же сообщающих ся переменных объемов, возрастающих от центра к периферии и убывающи от периферии к центру. Благодаря этому в процессе возвратно-поступательного перемещения разноименных дисков во взаимно-противоположном направлении, чередуемого с большой частотой, общий поток перемешиваемых компонентов подвергается силовому виброрезонансному воздействию с встречными перетоками и давлениями, что обеспечивает высокую турбулентность потока, пульсирующий характер его и получение тонкодисперсной нерасслаивающейся,смеси. Соединение между сплошными дисками осуществляется с помощьюраспорных втулок, через которые проходят стяжки.

Кроме того, в результате соедине ния герметизирующими оболочками кольцевых дисков по периферии и уплотнения зазора между корпусом и перемешивающим устройством со стороны подачи смешиваемых компонентов полностью исключена возможность попадания неперемещанных компонентов в готовую смесь через зазор между г корпусом и перемешивающим устройством и образование в готовой смеси центров высаждения расслоения) .

На фиг.1 показан электровибрационный смеситель, разрез; на фиг.2 углубления, выполненные на обеих поверхностях дисков и размещенные зеркально относительно проточного канала; на фиг.З - углубления, выполненные зеркально сферическими; на фиг.4 - углубления, вьтолненные в виде концентрических проточек.

Электровибрационньм смеситель состоит из электровиброрезонанского двигателя, представляющего собой два одинаковых модуля 1, расподоженных на торцах корпуса 2 смесительного устройства. К якорю -верхнего модуля электровиброрезонансного двигателя через шток якоря 3 клином 4 через опорный диск 5 крепится набор сплошняк дисков 6, которые сблокированы на стяжках 7, через распорные втулки 8. К якорю нижнего модуля электровиброрезонанс4473

ного двигателя через шток якоря 3 клином 4 через опорный диск 9 крепится набор кольцевых дисков 10, которые сблокированы на стяжках 11.

5 Между кольцевыми дисками установлены кольцевые обечайки 12. Корпус перемешивающего устройства в нижней части-имеет патрубок 13 для подвода перемешиваемых компонентов,0 а в верхней части - такой же патрубок 14 для отвода готового продукта. Со стороны входного патрубка между корпусом аппарата и перемешивающим устройством имеется уплотнение 15.

5 .Углубления 16 имеют самые различные формы выполнения, например: выполнены на обеих поверхностях дисков, обращенных друг к другу, и размещены зеркально относительно

0 проточного канала (фиг.2); выполнены сферическими на обеих поверхностях дисков, обращенных-друг.к другу, и размещены зеркально относительно проточного канала (фиг.З);

5 выполнены в виде концентрических проточек фиг.4). Кроме того, в верхней и нижней частях корпуса 2 имеются смотровые окна, закрытые стеклами для визуального наблюдения.

0 Смеситель работает следующим образом. .

По завершению подготовки устройства -к действию включается электропитание виброрезонансного двигателя.

При этом якори верхнего и нижнего модулей электровиброрезонансного двигателя и связанные с ними через штоки 3 части перемешивающего устройства приводятся в.непрерьшное возвратно-поступательное движение во взаимно противоположных направлениях. После проверки работы аппарата на холостом ходу через нижний патрубок 13 подается непрерывно рас- четное количество перемешиваемых компонентов. Отвод готового продукта осуществляется через верхний патру бок 14. Вибрирующие во взаимно противоположных направлениях сплошные

6 и шайбообразные 10 диски подвергают поток перемешиваемых кЪмпонентов, представляющий собой последователь-г ность участков, заключенных между разноименными дисками и сообщаю5 шд1хся между собой через отверстия в кольцевых дисках, непрерьшному силовому, знакопеременному воздействию (давление и разряжение . Так

как диски 6 и 10 имеют профилированные, вьшолненные зеркально, проточки, то поток перемешиваемых компонентов,заключенный между разноименными дисками, представляет , собой последовательность переменных объемов, сообщающихся между собой перетоками убывающих .от .периферии к центру и возрастающих от центра к периферии аппарата. При-движении разноименных дисков в сходящихся направлениях порции компонентов, сосредоточенные в переменных объема испытывают мгновенное давление и через перетоки устремляются в соседние объемы, занятые другими порциями, что вызывает У перетоков встреч ные потоки и давления, создающие условия резкой интенсификации процесса перемешивания и получения тонкодисперсной нерасслаивающейся смеси компонентов.При движении разноименных дисков в расходящихся направлениях порции компонентов, сосредоточенные в переменных объемах, испытывают мгновенное разряжение, под действием которого . . микрочастицы перемешиваемых компонентов приобретают в пространстве состояние, при котором их положение не зависит от удельно.го веса, что в сочетании с встречными перетоками и непрерьюно меняющейся скоростью общего потока создает условия ин-. тенсификации процесса перемешивания и получения нерасслаиваюЩейся смеси компонентов (эмульсии | на основе жикостей (газов независимо от их f удельных весов.

Полученная таким образом нерас-j слаивающаяся эмульсия (признаки расслоения отсутствовали при хранении ее в течение трех лет на основе мазута и воды опробована на сжигани ее в промышленном паровом котле при содержании воды до 50%. Опыт по сжиганию водногорючей эмульсии (мазутвода) при содержании- воды до 50% свидетельствует о том, что для увели чения средней обводненности топлива требуется более высокое дробление шкрокапель перемешиваемых компонентов .

Технико-экономическая эффективность изобретения сводится к следующему .

В настоящее время энергетические установки и двигатели внутреннего сгорания не используют водогорючие эмульсии. Кроме того, отсутствует техническая документация в виде технических условий на изготовление смесительных устройств, смешивающих виду и топливо.

Главный показатель изобретения это образование водогорюче й эмульсии которая не расслаивается в течение 3 лет, несмотря на то, что содержание воды и топлива в ней по 50%, При содержании воды до 35-40% в i эмульсии и при сжигании ее в топке котла температура факела не снижается . Дальнейшее увеличение Е,ОДЫ в топ ливе приводит к снижению температуры факела.

Изобретение обеспечивает тонкое дробление микрокапель компонентов, а следовательно, содействует промьш ленному освоению обводненных-топлив,

- Сжигание водогорючих эмульсий резко снижает токсичность выбросов продуктов неполного сгорания топлива что очень важно в условиях борьбы за чистоту воздушной среды. Сжигание водогорючих эмульсий снижает нагар и коррозию котельного оборудования. В настоящее время подвергаются унич-;тожению сильнообводненные нефтепродукты и отходы нефтепродуктов. Внедрение данного изобретения ает возможность использовать их как топливо.

12.

П

Ю- 2

1. ЭЛЕКТРОВИБРАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ, содержащий корпус, размещенньй внутри него рабочий орган, выполненный в виде соосно поочередно установленных по высоте корпуса кольцевых дисков, связанных с одним из модулей электровиброрезонансного двигателя и сплошных дисков, связанных с другим модулем электровиброрезонансного двигателя, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества приготавливаемой смеси, корпус снабжен установленным в нем коаксиально с образованием кольцевого канала, стаканом , в днище которого вьшолнены отверс- тия, а в стенках герметично закреплены по периферии кольцевые диски, и уплотнением, расположенным между корпусом и днищем стакана, а на торцовых поверхностях дисков вьтолнены углубления. 2.Смеситель по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что углубления расположены симметрично относитель Л но оси корпуса. 3.Смеситель по пп.2 и 3, о т личающийся тем, что углубления имеют полусферическую форму. Q4.Смеситель по пп.2-4, отличающийся тем, что углубления выполнены в виде концентрических 1 проточек. СО

15.

Рие.г

Фиг.1

Фцг.

ij Ч

. , ;

$