Смеситель жидкости и твердых частиц Советский патент 1990 года по МПК B01F7/16 

9 315 30 32

Фиг.1

Изобретение относится устройству для смешивания порошкообразного (пыле- видного) материала с жидкостью8 преимущественно порошкообразного цемента и воды

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства при использовании мелкодисперсного по- рошка

На фиг„1 представлено поперечное сечение смесителя; на фиг02 - схема устройства,

Смеситель содержит корпус 1 с высокоскоростным ротором 2 на валу 3 состоящим из двух жестко соединенных между собой горизонтальных импеллеров 4 и 5 Смеситель содержит также бункер 6 загрузочного устройства для твердых частиц мелкодисперсного порошка имеющего выпускное отверстие 7S которое размещено над верхним им-- пеллером 4 и образует с ним полость 8, сообщенную с атмосферойо Под нижним импеллером 5 размещено устройство 9 для подачи жидкости Полость корпуса через выпускной канал 10 сообщена с устройством для откачки готовой смеси - насосом 11 высокого давления „ Смеситель снабжен также средством удаления воздуха в виде каналов 12 или 13 в верхнем импеллере,, сообщающих полость 14 между ним и стенкой корпуса с полостью 15 между ним и выпускным отверстием 7 загрузочного устройства.

Смеситель снабжен трубопроводом 16 рециркуляции смеси с установленным на нем зжекторным насосом 175 подключенным к загрузочному устройству для твердых частице Бункер 6 загрузочного устройства снабжен клапаном 18, регулирующим подачу твердых частиц. Трубопровод 16 рециркуляции может быть сообщен с полостью корпуса в -его нижней периферийной части или с устройством откачки готовой смеси насосом 11. Эжекторный насос 17 может иметь центральное активное сопло 19 или кольцевое активное сопло 20.

Смеситель работает следующим образом,,

Эжекторный насос 17 увлекает порошок из бункера 6, объемная скорость потока последнего регулируется клапаном 18, например дроссельным клапаном или шибером, расположенным внутри трубопровода, который тан

0

5

0

5

5

генциально соединен с камерой 210 Верхняя часть камеры оставляется открытой для доступа воздуха и сама камера устанавливается в верхнее отверстие 22 корпуса, оставляя воздушный канал

Если эжекторный насос имеет кольцевое активное сопло 20, то в этом случае его выходное отверстие помещается непосредственно под регулируемым нижним выпускным устройством питающего бункера„ Последний является бункером с пневматической или гравитационной подачей, либо с применением обеих подач в совокупности. Рабочая жидкость эжекторного насоса представляет собой циркуляционный поток смеси воды с цементом0

Во время, например, цементирования нефтяной скважины или аналогичной операции объем цемента, подаваемого насосом 17 к расположенной выше по потоку скважине, является постоянным и определяется быстродействием насоса. Скорость отвода смешанного материала через канал Ю поэтому является постоянной или может легко поддерживаться таковой0 Представляется возможным регулировтаь поток цемента, а не поток воды, поскольку подача первого является принудительной, между тем как подача воды не является таковой

Измеритель 23 плотности устанавливается в трубопроводе 16 рециркуляции или на магистрали 24 откачки сре- ды в насос 1 1 по отдельности или оба вместе. Измерительный преобразователь находится ниже по потоку измерителя плотности. Следует устанавливать клапан 25 также в магистраль 24, чтобы осуществлять полную рециркуляцию смеси через эжекторный насос 17 при пуске (когда содержание цемента в смеси является до некоторой степени низким)„

Ротор 2 приводится во вращение двигателем 26 и создает вихрь, который образует зону всасывания у отверстия 27, сообщенного с устройством 9 для подачи жидкости и резервуаром 28„ 28, Жидкость всасывается через отверстие 27, затем подается под давлением в направлении внешней кромки нижнего импеллера 5 и в периферийную1 часть корпуса, В отверстие 7 подается смесь мелкодисперсного порошка и отбрасывается импеллером 4 в полость 14, где он полностью смешивается с жидкостью. Смесь, находяща- яся под давлением, откачивается че- рез выпускной канал 10 и подается в насос 11 для цементирования скважинь, и на рециркуляцию

Предлагаемое устройство позволяет смешивать цемент при высоких уровнях плотности в эжекторном насосе, затем при понижении плотности до более низкого уровня в смесителе. Поскольку эжекторный насос соединяется непосредственно с впускной зоной смесителя, которая находится при относительно низком давлении, не имеется никакой опасности блокирования насоса в отличие от известных устройств, где насос требуется, чтобы подавать давление достаточное, чтобы поднимать смесь, например, вверх к дегазирующему резервуару.

Изобретение позволяет применять систему принудительной подачи порошкообразного материала, использовать жидкостный эжекторный насос 17, расположенный выше по потоку клапана 18, регулирующего выпуск питающего бункера 6, рабочая жидкость эжекторного насоса идет через трубопровод 16 рециркуляции от зоны высокого давления смесителя (т.е„ зоны вокруг периферии ротора). Трубопровод 16 рециркуляции может быть сообщен с нижней зоной ротора (где смесь тяжелее), если между импеллерами 4 и 5 на роторе установлена сепараторная пластина 29. Ее наличие не является необходимым, однако гарантирует, чтобы смесь, проходящая через эжекторный насос,-не была плотнее, чем смесь, полученная вокруг верхнего импеллера.

Определяющим фактором в правильной работе оборудования является наличие средства удаления воздуха, вносимого через эжекторный насос 17 с подачей цемента.

С этой целью, как показано на фиг. 1 (правая сторона),- полость 30 откачки воздуха между импеллерами сообщается с верхней центральной зоной смесителя - полостью 15 через наклонный канал 13 в верхнем импеллере. Воздух может выходить из полости 15 через канал, оставленный между отверстием 22 и камерой 21„ Полость 30 откачки воздуха может быть образована прокладочными кольцами на крепеж ньрс приспособлениях 31 и 32„

В альтернативном варианте (слегка более усложненном для производства) , который показан в левой части фиг.1, не обеспечивается никакой полости откачки воздуха между импеллерами. Вместо этого каналы 12 в верхнем импеллере 4 непосредственно связывают полость 15 с зоной высокого давления - полостью 14.

Предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность работы путем простого регулирования подачи порошкообразного материала, что обеспе-

5 чивает регулировку плотности смеси с высокой точностью.

Формула изобретения

0 1. Смеситель жидкости и твердых частиц, содержащий корпус с высокоскоростным ротором на валу, состоящим из двух жестко соединенных между собой горизонтальных импеллеров,

5 бункер загрузочного устройства для твердых частиц, имеющего выпускное отверстие, которое размещено над верхним импеллером и образует с ним полость, сообщенную с атмосферой,

0 устройство дл-я подачи жидкости, размещенное под нижним импеллером, устройство для откачки готовой смеси и средство удаления воздуха, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения эффективности работы при использовании мелкодисперсного порошка, он снабжен трубопроводом рециркуляции смеси с установленным на нем эжекторным насосом, подключён0 ным к загрузочному устройству для

твердых частиц, при этом средство удаления воздуха выполнено в виде каналов в верхнем импеллере, сообщающих полость между нимч и стенкой корпу5 са с полостью между ним и выпускным отверстием загрузочного устройства.

2.Смеситель п„1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что бункер снабжен клапаном, регулирующим подачу твер0 дых частиц,

3.Смеситель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что трубопровод рециркуляции сообщен с полостью кор- . пуса в его нижней периферийной части.

5

4. Смеситель по пп.I и 2, отличающийся тем, что трубопровод рециркуляции сообщен с устройством откачки готовой смеси„

5. Смеситель по пп.1-4, отличающийся тем, что эжекторный насос имеет центральное активное сопло.

15706448

6.Смеситель по пп.1-4, отличающийся тем, что эжекторный насос имеет кольцевое тивное сопло.

Изобретение относится к смесителям и позволяет повысить эффективность работы устройства при использовании мелкодисперсного порошка. Смеситель содержит корпус 1 с высокоскоростным ротором 2, состоящим из двух импеллеров 4 и 5. Он снабжен трубопроводом рециркуляции смеси с установленным на нем эжекторным насосом. Насос подключен к загрузочному устройству для твердых частиц. Средство удаления воздуха выполнено в виде каналов 12 и 13 в импеллере 4, сообщающих полости 14 и 15. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Составитель СчЖучкова Редактор Е.Папп Техред Л.Сердюкова ,,

Заказ 1461

Тираж 511

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Фиг,. 2

Корректор О.Ципле

Подписное