Вихревой гомогенизатор-смеситель Советский патент 1989 года по МПК B01F11/02 

Изобретение относится к аппаратам гидродинамического типа и может быть применено в процессах перемешивания, гомогенизации жидкостей, приготовления эмульсий, суспензий, контактного теплообмена потоков и преимущественно для приготовления водотопливных эмульсий на основе средне- и высоковязких моторных топлив.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса и обеспечение возможности регулирования производительности и качсегпа смесеобразования .

На фиг. 1 изображен гомогенизатор- смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (в работе одна пара впускных каналов); на фиг. 3 - то же,в работе две пары впускных каналов; на фиг. 4 - устройство для ввода диспергируемого компонента.

Гомогенизатор-смеситель содержит патрубок 1 с фланцем 2, которым он подсоединяется к системе трубопроводов, и толстостенную крышку 3, обг разующую верхнюю часть корпуса. Смеситель содержит смесительнчто касл

INS

Од vi

;о

00

меру 4 в виде вращения, имеющую плавно сужающееся сечение, переходящее в диф Ьузор 5. Смесительная камера 4 выполнена сменной и фиксируется от проворачивания и,1-шиндрмчес- кнм штифтом 6. По оси смесительной камеры установлено устройство 7 для ввода диспергируемого компонента, подаваемого через штуцер 8, уплот- няемьш прокладками 9. Устройство 7 выполнено с радиальными каналами 10, имеювд1ми форму отверстий или кольцевой щели, и снабжено средством для изменения их проходного сечения. Последнее вьшолнено, например, в вид сменной распределительной шайбы 11 с отверстиями, промежуточной регулировочной шайбы 12 и сменной накравляю- щей 11айбы 13. 1 1айбы крепятся на штифте 14 с помощью колпачковой гайки 15 и прокладки 16.

В стенках смесительной камеры выполнены две пары закручивающих профилированных впуск}1ых каналов 17 и 18, пыполнешгых тангенциально стенка смесительной камеры. Смеситель снабжен заслонкой 19 с попарно расположенными отверстиями 20 и 21. Заслонк имеет возможность поворота для включения в рлботу одной из двух пар впускных каналов, что обес:печивает регулировку производительносттт устроства.

В стенках камеры имеются вытачки 22, сопряженные с тангенциальными впускньн-1И каналами 17 и 18.

Гомогенизатор-смеситель работает следующим образом.

Из патрубка 1 топливо направляет- ся через окна регулирующей заслонки 19 и тангенциальные впускные каналы 17 и 18 в смесительную камеру 4. Лри вращении заслонки вокруг оси изменяется количество находящихся в действии тангенпд ально направленных профилированных впускных каналов, это позволяет изменять их суммарное проходное сечение и тем самым влиять на скорость вращения потока, При меньшем коли -1естве действующих каналов скорость потока на входе в камеру возрастает, и процесс диспергирования интенсифицируется. С повы

шением вязкости топлива и для увеличения производитель}юсти целесообразно переходить на режим работы с Iполным открытием всех каналов. Вода из штуцера 8 поступает через устройQп

5 5

0 5 Q

0

5

ство 7 в смесительную камеру в радиальном направлении.

Гомогенизация теплив; осуществляется на высокой скорости движения потока через ирофилиро|Зан 1Ь р г-пус - ные каналы, где в сжа1-ом сечен и1 реализуется ивле1г,1е сдвига слоев с вoзникнoвe) в irnx касательных на- пряже1пи , что при.по,м,; ,т к интенсив)О- му мас1.ообы(лу между слоями жидкост ; и в резуль r.i jc; ко ггм ого происходит из: .;рльчение частип, поды разрушение сг уетков смол, карс мшс В и карбоидов. Так как рабочие каналы расположены тангенциально относительно обрггзующей поверхности смесительной камеры, поток иолучает вращательное движени е, растекается в радиальном наиравлении и при этом в центре камеры образуется объем с пониженным давлением, не занятый жидкостью. При внедрении воды в объем высокоскоростного озвученного вращающегося потока топлива осуществляется обмен количеством движения с деформацией диспергируемого вещества с измельчением :пп1ейнь х размеров частиц. После перемешивания поток жидкостей поступает в диффузор, где в условиях турРугснтного двлжеиил, при пульс; ПИИ с.:к.-ристой тт т.авлеиий продолж 1 : гс i j in ;.;исир,нос перэмешиБа :.:: нис ж:-гдкост( с постепенны - упеличе- нием объема потока. Пары воды и топлива, об 1азовавшиеся при пониженном давле1ИН1 в центре объема смесительной камеры, втяг1П1аются в поток жидкости и схлопываются в зоне повышенного давления, что вызывает ультразвуковые колебания в потоке, способствующие измельчению твердых частиц и воды. После выхода из диффузора полученный продукт направляется в емкость для хранения или в топливную систему двигателя (не показаны).

Смесительная камера в зависимости от физических свойств исходных жидкостей и заданных качественных характеристик конечного продукта при на- стройкя гомогенизатора-смесителя может быть выбрана соответствующего размера из числа ВХОДЯ1ЦИХ в комплект ап- г;,;рата. Изменение г .зометрических размеров камеры оказывает непосредственное в;п1яние на поступательную скорость потока и интенсивность турбулентного движения как в самой камере, так и в диффузоре. С увеличением выходного отверстия камеры растет сечение внут513 Г;79

ренних стенок вращаюгцегося па1)аболои- да н тем самым обеспечипается С15пмож- ность днспергиропапия значительных объемов жидкости.

5

Формула изобретения

1. Вихревой гомогенизатор-смеситель преимущественно для подготовки водотопливных эмульсий на основе средне- и высоковязких моторных топ- лив, например для судовых двигателей содержащий смесительную камеру в виде тела вращения, в стенках которой выполнены две пары профилированных закручивающих впускных каналов для подвода топлива и размещенное по оси камеры устройство для ввода диспергируемого компонента, отличающийся тем, что, целью пов,ше- ния эффективности процесса, впускные каналы выполнены тангенциальными, смесительная камера выполнена с плав

0

0

3.6

ifo сужаюпщмся сечением, переходяру1м в циф(1)узор, а В ее стенках имеются вытачки, сопряжен;гые с тангенциальными впускными ка1 алами, при этом устройство для ввода диспергируемого компонента выполнено с радиальными каналами и снабжено средством для изменения проходного сечения радиальных каналов и расстояния в(лходной кромки каналов от оси смесительной камеры.

2.Гомогени:. ;тор-смеситель по п.1, отличающийся тем, рад альные каналы ьыполнены в «иде отверстий ил)1 кольцевой щели.

3.Гомогенизатор-смеситель по п.1, отличающийся тем, что, с целью регулирования произ- подительности и качества смесеобразования, смесительная камера снабжена заслонкой с попарно расположсн- отверстиями.

Изобретение может найти применение для получения легких суспензий, различного типа эмульсий и гомогенизированных растворов, оно обеспечивает повышение эффективности процесса и регулирование производительности устройства. Вихревой гомогенизатор-смеситель содержит смесительную камеру с плавно уменьшающимся сечением, переходящим в диффузор. В стенках камеры имеются профилированные каналы, выполненные тангенциально и предназначенные для подачи в камеру топлива. Каналы сгруппированы в две пары, перекрываемые заслонкой с попарно расположенными отверстиями. По оси камеры размещено устройство для ввода диспергируемого компонента (воды). Оно имеет радиальные каналы в форме отверстий или кольцевой щели и снабжено средством для изменения проходного сечения каналов. В гомогенизаторе-смесителе предусмотрено регулирование качества смесеобразования и производительности путем попарного отключения впускных каналов при помощи вращающейся заслонки с отверстиями и изменение геометрических размеров смесительной камеры и устройства для ввода диспергируемого компонента. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

фигЗ

fvet

10

фи.И