Смеситель Советский патент 1992 года по МПК B01F5/00 

Изобретение относится к струйным смесителям огнетехнических устройств различного назначения, например газогорелочных устройств.

Известен смеситель двух потоков, содержащий трубопровод с равномерно размещенными по окружности отверстиями, ось каждого из которых расположена в поперечном сечении под углом к радиусу трубопровода.

Недостатком этого устройства является низкая стабильность характеристик смешения при переменных режимах, конструктивных и технологических отклонениях.

Наиболее близким к предлагаемому является смеситель, содержащий цилиндрическую камеру смешения с равномерно размещенными по окружности отверстиями, ось каждого из которых расположена в поперечном сечении под углом к радиусу

камеры смешения, внутри последней установлен отражатель, выполненный в виде системы пластин, количество которых равно количеству отверстий, при этом пластины соединены одним концом с камерой смеше- L ния, расположены с одной стороны от отверстий и установлены с возможностью изменения угла с радиусом камеры смешения.

Перемещение пластин отражателя позволяет менять угол истечения струй на выходе из отверстий, а значит, менять характеристики распространения струй в потоке. При этом достигается поддержание оптимальной глубины проникновения и максимальный конвективный массообмен в некотором диапазоне изменения геометрических и режимных параметрах.

Недостатком известного устройства является относительно невысокая стабиль

ю ю ел ел

ность рабочих характеристик. Кроме того, этот эффект (расширение стабильности характеристик до 3 раз по сравнению с аналогом) достигается за счет значительного усложнения устройства (наличие перемещающихся в проточной части смесителя пластин).

Целью изобретения является расширение диапазона стабильной работы и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что смеситель, содержащий цилиндрическую камеру смешения с отверстиями на боковой поверхности, снабжен распределителем, установленным в цилиндрической камере перед отверстиями и выполненными в виде тора, на боковой поверхности которого выполнены отверстия, оси которых параллельны оси камеры смешения, при этом оси отверстий распределителя и отверстий камеры расположены попарно в меридиональных плоскостях камеры смещения, а распределитель снабжен автономным патрубком.

На фиг. 1 приведена принципиальная схемг устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Смеситель содержит цилиндрическую камеру 1 смешения, на боковой поверхности которой имеются отверстия 2, расположенные . в полости коллектора 3, опоясывающего камеру 1 и снабженного патрубком 4. Внутри камеры 1 перед отверстиями 2 (по ходу потока) установлен распределитель 5, выполненный в виде тора, на боковой поверхности которого имеются отверстия 6, оси которых параллельны оси камеры 1. При этом оси отверстий 2 корпуса и оси отверстий 6 распределителя, 5 попарно расположены в меридиональных плоскостях камеры 1 (т.е. отверстия 2 расположены в следе отверстий 6). Распределитель 5 снабжен патрубком 7, а патрубки 4 и 7 снабжены дроссельными задвижками 8 и 9 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Один из взаимодействующих компонентов {низконапорный) поступает в виде сносящего потока в корпус. Другой компонент (высоконапорный) по патрубку 4 поступает в полость коллектора 3, откуда, равномерно распределяясь по отверстиям 2, истекает из них системой поперечных струй в сносящий поток. Через патрубок 7 в распределитель 5 поступает другой, например, третий компонент или часть второго высоконапорного компонента. При этом из распределителя 5 через отверстия эта часть высоконапорного компонента истекает в

полость корпуса системой соосных корпусу 1 струй (спутных потоку). Взаимное расположение отверстий 2 и 6 определяет их попарное соударение.

Изменение соотношения расходов, поступающих через отверстия 2 и 6, позволяет менять интенсивность соударения струй и параметры слившихся струй (угол атаки струй, диаметр струй в месте соударения).

Так, если компонент подается только через отверстия 6, то реализуется спутная подача, т.е. угол атаки минимален а 0°. Если струи подаются только через отверстия 2, то угол атаки струй максимален (например а 90°).

Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет за счет реализации сс var поддерживать оптимальный конвективный массообмен в устройстве при конструктивных и технологических отклонениях.

Кроме того, соударение струй определяет повышение интенсивности турбулентного массообмена в зоне смешения и возрастания интенсивности расширения струй в полости поперечного сечения корпуса 1.

Указанные факторы ведут к повышению интенсивности смешения по длине и снижению влияния дискретности ввода поперечного компонента (через систему отверстий) на дефект качества смешения в окружном направлении.

Использование предлагаемого смесителя позволяет существенно расширить диапазон стабильной работы устройства. Так, например, если при п 16, (,07 и /3 var

ft 0-23° (прототип) диапазон стабильной работы по режимным параметрам, например, по расходу, составляет 0,12, то для предлагаемого устройства при (а 30- 90°) ДО 0.160, т.е. стабильность характеристик возрастает на 30 %.

В предлагаемом устройстве существенно повышена надежность эксплуатации за счет отсутствия подвижных элементов, тем более в проточной части. Эффективность от

использования предлагаемого технического решения возрастает для тех технологических процессов, которые характеризуются существенным изменением режимных условий в процессе эксплуатации.

Формула изобретения Смеситель, содержащий цилиндрическую камеру смешения с отверстиями на боковой поверхности, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона стабильной работы и упрощения конструкции, смеситель снабжен распределителем, установленным в цилиндрической камере перед отверстиями и выполненным в виде

тора, на боковой поверхности которого выполнены отверстия, оси которых параллельны оси камеры смешения, при этом оси отверстия распределителя и отверстий камеры расположены попарно в меридиональных плоскостях камеры смешения, а распределитель снабжен.автономным патрубком.