Гидродинамический эмульгатор Советский патент 1989 года по МПК B01F11/02 

Изобретение относится к технике сме1 1ения жидких сред и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, энергетической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса эмульгирования.

На фиг. 1 изображен предлагаемый эмульгатор, продольный разрезу на фиг. 2 - рассекатель с дополнительными конусами и цилиндрами на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Эмульгатор содержит корпус 1, по оси которого расположено сообщенное с подводящим патрубком 2 сопло 3. Корпус имеет отводящий патрубок 4. Напротив сопла 2 установлен конус 5 рассекателя, сопряженный с внутренней стенкой полуторовой кольцевой канавки 6.

Рассе15дтель снабжен ступенчато увеличиваю1 01мися в диаметре по ходу

потока Щ1линдрами 7 с кольцевыми полуторовыми канавками 8 на торцах. На меньшем из 1ушиндров установлен конус 5. Стенки ка5кдого цилиндра сопряжены с внутренней стенкой канавки последующего цилиндра.

В том случае, когда потоки жидкости имеют большое поперечное сечение при большой производительности, рассекатель снабжен дополнительными конусами 9 и ст.упенчатого увеличивающимися цилиндрами 10. При этом конусы 9 с цилиндрами 10 размещены равномерно по поперечному сечению корпуса.

Гидродинамический эмульгатор работает следующим образом.

Предварительно перемешанные жидкости, например вода - нефть, подают струей в корпус 1 под давлением 80- 130 кПа через патрубок 2, сопло 3. Струю жидкости в корпусе 1 направляют на конус 5 рассекателя. При у.чаре

струи жидкости о конус 5 в нем возбуждают колебания, которые передаются от центра к периферии струи. При дальнейшем перемещении возбужденной струи жидкости по цилиндрам 7 с кольцевыми канавками 8 осуществляется разделение струи на отдельные индивидуальные коаксисшьные потоки, в которых возбуждаются дополнительные турбулентные завихрения. За счет гидродинамических колебаний, возникающих в слоях жидкости, а также при взаимодействии слоев жидкости между собой, интенсифицируется процесс эмульгирования жидкостей. Физическая сущность процесса интенсификации эмульгирования и1дкостей в предлагаемой конструкции гидродинамического эмульгатора заключается в том, что при расслоении струи зкидкости на коаксиальные потоки и возбуждении колебаний в каждом слое и на их границах возникают мощные кавитационные вихревые потоки, под действием которых интенсивно эмульгируют слои разнородных жидкостей в направлен1П1 от оси струи по радиусу к периферии, а также вдоль оси.

После прохозкдения через рассекатель поток жидкости поворачивается на 180° и направляется к патрубку 4 отвода эмульгированных жидкостей. При обратном движении жидкости на нее повторно воздействуют гидродинамические колебания, возбуждаемые конусом и цилиндрической ступенчатой поверхностью.

В случае, когда потоки жидкости имеют большое поперечное сечение при больш1х производительностях, то рассекатель следует снабжать дополнительными конусами 9 с цилиндрами 10 (фиг. 2 и 3), что позволяет также интенсифицировать процесс перемешива- ния жидкостей. В этом случае поток - жидкости попадает в зону интенсивных колебаний, возбуждаемых на острие конусов потоком жидкости, и вода разбивается на мельчайшие капельки, создавая однородную взвесь. При набегании потока жидкости на рядом стоящие конусы возбуждаемые колебания накладываются друг на друга, при этом возникают мощные кавитационные потоки, под действием которых жидкости хорошо перемешиваются. Когда амплитуды колебаний двух соседних конусов направлены встречно, наблю0

5

0

5

даются эффект эмульгирования при ударении потоков, а в случае, когда амшштуды направлены последовательно, интенсивность эмульгирования достигают за счет проникновения (скольжения) потоков между собой при взаимном трении слоев жидкостей.

При эмульгировании высоковязких жидкостей, например нефть - вода, целесообразно вести эмульгирование -путем подачи потока предварительно перемешанных жидкостей в полость гидродинамического источника колебаний, в котором профиль поверхности, огибающей вершины конусов, соответствует профилю скорости истечения жидкости из сопла. В данном случае процесс эмульгирования осуществляют одновременно во всем объеме потока. При этом в периферийных конусах возбуждают колебания с меньшей частотой, но с большей амплитудой, что также интенсифицирует процесс эмульгирования .

При эмульгировании менее вязких предварительно перемешанных жидкостей источник гидродинамических колебаний выполнен так, что профиль поверхности 1 , огибающей вершины конусов, соответствует профилю скорости истечения жидкости из сопла и направлен Бстречно. В этом случае эмульгирование жидкостей осуществляют путем возбу)хдения более мощных колебаний в центре потока с последующей передачей их на периферию потока.

0

5

40 Формула изобретения

1. Гидродинамический эмульгатор, содержаш й корпус, по оси которого расположено сообщенное с подводящим патрубком сопло, напротив которого установлен конус рассекателя, сопряженный с внутренней стенкой полуто- ровой кольцевой канавки, отводящий патрубок, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса эмульгирования, рассекатель снабжен увеличивающимися в диаметре по ходу потока цилиндрами с концевыми полуторовыми канавками на торцах, на меньшем из которых установлен конус, при этом стенки каждого цилиндра сопряжены с внутренней стенкой канавки последующего цилиндра.

5

0

5

ч а ю ц и л с я тем, рассекатель снабжен дополнительными конусами и увеличивающимися в диаметре цилиндцах, при этом установленные нл цилиндрах конусы размещены раяиомсрно по пеперечному сечению корпуса.

Изобретение относится к гидродинамическим эмульгаторам и позволяет интенсифицировать процесс эмульгирования. Гидродинамический эмульгатор содержит корпус, по оси которого расположено сообщенное с подводящим патрубком сопло. Напротив сопла установлен конус рассекателя, сопряженный с внутренней стенкой полуторовой кольцевой канавки. Рассекатель снабжен ступенчато увеличивающимися по ходу потока цилиндрами с кольцевыми полуторовыми канавками на торцах, на меньшем из которых установлен конус. При этом стенки каждого цилиндра сопряжены с внутренней стенкой канавки последующего цилиндра. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

8 8

Фие.2

-А

Фие.З