Смесительное устройство Советский патент 1991 года по МПК B01F5/00 

СО

С

Изобретение относится к устройствам для интенсивного перемешивания гомогенных и гетерогенных сред и позволяет повысить эффективность перемешивания при изменении условий эксплуатации. Смесительное устройство содержит цилиндрическую камеру 1 смешения с торцевыми входным и выходным патрубками, коллектор 4. Отражатель в виде диска 11 размещен в камере 1 между входным патрубком и коллектором. Отверстия коллектора выполнены на торцевой стенке цилиндрической камеры 1 смешения в несколько концентричных рядов, а в полости коллектора 4 установлены концентричные цилиндрические обечайки, образующие автономные полости. Каждая автономная полость снабжена патрубком и сообщена с одним концентричным рядом отверстий. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для смешения турбулентных потоков жидкости или газов, может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в смесителях газогоре- лочных устройств.

Цель изобретения - повышение эффективности перемешивания при изменении условий эксплуатации.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Смесительное устройство содержит цилиндрическую камеру 1 смешения, торцовый входной 2 и выходной 3 патрубки, коллектор 4, в полости которого расположены отверстия 5. Отверстия 5 выполнены на торцовой стенке 6 цилиндрической камеры в несколько концентричных рядов. В полости коллектора 4 расположены цилиндрические обечайки 7, образующие автономные полости 8. Каждая из полостей 8 сообщается с одним концентричным радом отверстий 5. Полости снабжены подводящими патрубками 9 с дроссельными задвижками 10. Внутри цилиндрической камеры 1 перед отверстиями 5 установен отражатель 11, выполненный в виде диска Диаметр диска 11 равен диаметру окружности, на которой расположены центры отверстий 5 ряда, наиболее удаленного от оси цилиндрической камеры 1.

Устройство работает следующим образом.

Низконапорный поток через входной патрубок 2 поступает в цилиндрическую камеру 1. Обтекая диск 11, низконапорный поток поворачивается на 90° по отношению к направлению во входном патрубке 2. При этом, поступая из периферийных слоев цио о

Ч)

ел

00

линдрической камеры смешения 1 в центральные (к вы/очному патрубку 3), поток ускоряется из-за уменьшения проходной площади проточной части. Высоконапорный компонент через патрубки 9 поступает в автономные полости 8, а из них через отверстия 5 в виде системы поперечных струй - в сносящий поток низконапорного потока, где и происходит смешение компонентов. Затем смесь из цилиндрической камеры 1 поступает в выходной патрубок 3.

Эффективный массообмен взаимодействующих сред обусловлен следующими причинами. Струи поступают в сносящий поток, который ускоряется по мере движения. Это способствует увеличению сдвиговых скоростей в области взаимодействия, что интенсифицирует процесс массообмена по длине. При этом перераспределении вы- соконапорного компонента по полостям реализуется возможность подачи поперечного компонента в сечение потока с разной скоростью и динамическим давлением в нем. А поскольку закономерности отклонения поперечных струй в потоке в определяющей степени зависят от динамического давления на струи, то, меняя место подачи струй, меняют глубину их внедрения в поток. Максимальное значение глубины внедрения струй имеет место, если поперечный компонент подается через ряд отверстий, наиболее удаленный от оси цилиндрической камеры смешения, а глубина проникновения струй будет минимальна при подаче поперечного компонента через ряд отверстий, наиболее близкий к оси цилиндрической камеры смешения. Следовательно, перераспределяя поперечный компонент по рядам отверстий, при прочих условиях меняется глубина внедрения струй. А следовательно, за счет перераспределения поперечного компонента обеспечивается возможность поддержания оптимальной глубины внедрения струй, оптимальной организации массообмена при переменных условиях эксплуатации, при конструктивных и технологических отклонениях. Так, например, если относительный расход поперечного компонента возрастает, то поддержание оптимального массообмена достигается путем смещения места

подачи поперечного компонента из периферийных слоев (из наиболее удаленных рядов) в центральные.

Диапазон стабильной работы устройства зависит от соотношения диаметров наибольшей и наименьшей окружностей, на которых расположены центры отверстий. Увеличение отношения (разности) диаметров указанных окружностей определяет расширение диапазона стабильной эффективной работы.

При dfl do возрастают энергетические затраты в устройстве, при дл do снижается диапазон стабильности рабочих характеристик его (dfl - диаметр диска; do - диаметр

наибольшей окружности).

Формула изобретения

коллектор, снабженный патрубком и сообщенный отверстиями с камерой смешения, отражатель, выполненный в виде диска, установленного между торцевым входным патрубком и коллектором, отличающее с я тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания при изменении условий эксплуатации, отверстия, сообщающие коллектор с камерой смешения, выполнены на торцевой стенке цилиндрической камеры

смешения в несколько концентричных рядов, а коллектор размещен на торцевой стенке камеры и снабжен концентричными цилиндрическими обечайками, образующими автономные полости, снабженные патрубками, каждая из которых сообщена с одним концентричным рядом отверстий.

р асположены центры отверстий концентричного ряда, наифлее удаленного от оси камеры.

А-А

Щи г. 2

6-6

фиг.Э