RU126623U1

RU126623U1 - LIQUID MIXER

Info

Publication number: RU126623U1
Application number: RU2012150901/05U
Authority: RU
Inventors: Михаил Геннадьевич Алфимов; Рустам Салимжанович Сытдиков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Контэкс"
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-04-10

Abstract

1. Смеситель жидкостей, содержащий корпус с проточной камерой для основного потока жидкости и соединенный с ним канал ввода добавочной жидкости, отличающийся тем, что последний выполнен в виде коаксиально установленных внешнего и внутреннего патрубков, форсунки которых расположены взаимно перекрывающимися с возможностью изменения площади проходного сечения.2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что перед форсунками по ходу движения основного потока установлена решетка, выполненная в виде кольца с двумя рядами хорд, приваренных ребрами навстречу потоку.3. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что за форсунками по ходу движения основного потока расположен диспергатор, выполненный в виде кольца с приваренными тонкими пластинами, ребрами навстречу потоку.4. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что снабжен штурвалом для изменения проходного сечения, при вращении которого форсунки во внутреннем и внешнем патрубках открываются или перекрываются, изменяя при этом площадь проходного сечения.1. A liquid mixer comprising a housing with a flow chamber for the main fluid flow and an additional fluid input channel connected to it, characterized in that the latter is made in the form of coaxially mounted external and internal nozzles, the nozzles of which are mutually overlapping with the possibility of changing the passage area. 2. The mixer according to claim 1, characterized in that in front of the nozzles in the direction of movement of the main stream, a grill is installed, made in the form of a ring with two rows of chords, welded with ribs facing the stream. The mixer according to claim 1, characterized in that behind the nozzles in the direction of movement of the main stream there is a dispersant, made in the form of a ring with welded thin plates, ribs towards the flow. The mixer according to claim 1, characterized in that it is equipped with a control wheel for changing the bore, during rotation of which the nozzles in the inner and outer nozzles open or overlap, while changing the area of the bore.

Description

Настоящая полезная модель относится к смесительным устройствам, применяемым при смешивании жидкостей с жидкостями, и может быть использована в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности для обессоливания водонефтяных эмульсий, а также в химической промышленности для смешивания основного потока жидкости с меньшими количествами дозируемых жидких добавок.This utility model relates to mixing devices used in mixing liquids with liquids, and can be used in the oil, refining and petrochemical industries for desalting water-oil emulsions, as well as in the chemical industry for mixing the main fluid stream with smaller quantities of dosed liquid additives.

Из уровня техники известен диафрагмовый смеситель (Ю.К.Молоканов «Процессы и аппараты нефтегазопереработки». - М.: Химия, 1980, 408 стр.), который представляет собой систему перегородок (диафрагм), установленных в трубопроводе, по которому перекачивают смешиваемые жидкости. При прохождении потока жидкости через отверстия в перегородках происходит его турбулизация, приводящая к интенсивному перемешиванию перекачиваемых жидкостей.A diaphragm mixer is known from the prior art (Yu.K. Molokanov “Processes and Apparatuses for Oil and Gas Processing.” - M .: Chemistry, 1980, 408 pages), which is a system of partitions (diaphragms) installed in the pipeline through which the mixed liquids are pumped . With the passage of the fluid flow through the holes in the partitions, it is turbulized, leading to intensive mixing of the pumped fluids.

Недостатком данного смесителя является большое гидродинамическое сопротивление потоку, что приводит к запиранию (передавливанию жидкости с меньшим расходом и давлением закачивания, что, в свою очередь, приводит к нарушению объемного соотношения перемешиваемых жидкостейThe disadvantage of this mixer is the large hydrodynamic resistance to flow, which leads to blocking (squeezing the liquid at a lower flow rate and pumping pressure, which, in turn, leads to a violation of the volume ratio of the mixed liquids

Известен также жидкостный смеситель (патент РФ №2230882, МПК Е21В 33/13, В28С 5/02 опубл. 20.06.2006), включающий патрубки, один из которых выполнен для подмешиваемой жидкости с меньшим расходом, и трубопровод с установленной перегородкой. Патрубок для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе и перфорирован по винтовой линии по всей длине с суммарной площадью отверстий перфорации, равной или большей площади сечения патрубка. Перегородка трубопровода выполнена в виде ленты, навитой на перфорированный патрубок с образованием спирального канала для основного потока жидкости и с возможностью препятствия запирания этим потоком жидкости потока жидкости с меньшим расходом в патрубке.A liquid mixer is also known (RF patent No. 2230882, IPC ЕВВ 33/13, ВСС 5/02 publ. 06/20/2006), including nozzles, one of which is made for mixed liquid with a lower flow rate, and a pipeline with a partition installed. A nozzle for a liquid with a lower flow rate is placed coaxially in the pipeline and is perforated along a helical line along the entire length with a total area of perforation holes equal to or greater than the cross-sectional area of the nozzle. The pipeline partition is made in the form of a tape wound on a perforated nozzle with the formation of a spiral channel for the main fluid flow and with the possibility of obstructing the liquid flow from this fluid flow blocking at a lower flow rate in the nozzle.

Недостатками данного устройства являются: низкая интенсивность перемешивания жидких фаз в спиральном канале из-за высокой скорости перемещения основного потока жидкости и невозможность регулирования подачи подмешиваемой жидкости с меньшим расходом при изменении подачи основной жидкости.The disadvantages of this device are: low intensity of mixing of the liquid phases in the spiral channel due to the high speed of movement of the main fluid flow and the inability to control the flow of the mixed fluid with a lower flow rate when changing the flow of the main fluid.

Известен также смеситель (см. патент РФ №2189851, МПК B01F 3/04, опубл. 27.09.2012), содержащий напорную и смесительную камеры, представляющий собой полый цилиндр, снабженный нагнетательным патрубком рабочего агента (воды) и патрубком смешиваемого компонента (нефти), смесительная камера выполнена на входе в виде успокоительной камеры. Внутри цилиндра на патрубке смешиваемого компонента и нагнетательном патрубке рабочего агента установлены завихрители для закручивания движущихся навстречу друг другу потоков нефти и воды. Завихритель на входе воды выполнен в виде цилиндра с тангенциальными каналами, либо в виде цилиндра с цилиндрическими отверстиями, либо в виде гиперболоида вращения. Завихритель на входе нефти выполнен в виде цилиндра с тангенциальными каналами, а успокоительная камера представляет собой набор пластин, установленных в трубке под углом 45°.A mixer is also known (see RF patent No. 2189851, IPC B01F 3/04, publ. 09/27/2012), containing a pressure and mixing chamber, which is a hollow cylinder, equipped with a discharge pipe of the working agent (water) and a pipe of the mixed component (oil) , the mixing chamber is made at the inlet in the form of a stilling chamber. Inside the cylinder, on the nozzle of the mixed component and the discharge nozzle of the working agent, swirlers are installed to swirl the flow of oil and water moving towards each other. The swirl at the water inlet is made in the form of a cylinder with tangential channels, either in the form of a cylinder with cylindrical holes, or in the form of a hyperboloid of revolution. The swirl at the oil inlet is made in the form of a cylinder with tangential channels, and the stilling chamber is a set of plates installed in the tube at an angle of 45 °.

Недостатком известного смесителя является сложность его конструкции и невозможность проведения регулировки подачи воды.A disadvantage of the known mixer is the complexity of its design and the inability to adjust the water supply.

Данное техническое решение и принято в качестве прототипа для заявленной полезной модели.This technical solution was adopted as a prototype for the claimed utility model.

Технической задачей, стоящей перед авторами, является создание простой и надежной конструкции смесителя жидкостей, позволяющего производить эффективный ввод и смешение воды с нефтью с целью дальнейшего обессоливания последней, а также производить регулировку расхода воды и ее давления.The technical challenge facing the authors is to create a simple and reliable design of a liquid mixer, which allows for the effective input and mixing of water with oil in order to further desalinate the latter, as well as to adjust the flow rate of water and its pressure.

Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, решается тем, что в смесителе жидкостей, содержащем корпус с проточной камерой для основного потока жидкости и соединенный с ним канал ввода добавочной жидкости, последний выполнен в виде коаксиально установленных внешнего и внутреннего патрубков, форсунки которых расположены взаимно перекрывающимися с возможностью изменения площади проходного сечения.The problem underlying this utility model is solved in that in a fluid mixer comprising a housing with a flow chamber for the main fluid flow and an additional fluid inlet channel connected to it, the latter is made in the form of coaxially mounted external and internal nozzles, the nozzles of which are mutually arranged overlapping with the possibility of changing the area of the bore.

Кроме того, перед форсунками по ходу движения основного потока установлена решетка, выполненная в виде кольца с двумя рядами хорд, приваренных ребрами навстречу потоку.In addition, in front of the nozzles in the direction of the main flow, a grill is installed made in the form of a ring with two rows of chords, welded with ribs facing the flow.

Кроме того, за форсунками по ходу движения основного потока расположен диспергатор, выполненный в виде кольца с приваренными тонкими пластинами, ребрами навстречу потоку.In addition, behind the nozzles in the direction of the main flow there is a dispersant made in the form of a ring with welded thin plates, with ribs facing the flow.

Кроме того, смеситель снабжен штурвалом для изменения проходного сечения, при вращении которого форсунки во внутреннем и внешнем патрубках открываются или перекрываются, изменяя при этом площадь проходного сечения.In addition, the mixer is equipped with a control wheel for changing the bore, during rotation of which the nozzles in the inner and outer pipes open or overlap, changing the area of the bore.

Выполнение канала ввода добавочной жидкости в виде коаксиально установленных внешнего и внутреннего патрубков, форсунки которых расположены взаимно перекрывающимися с возможностью изменения площади проходного сечения, обеспечивает распыление пресной воды и эффективное диспергирование ее в состав основного потока, например, нефтяной эмульсии.The implementation of the channel for introducing additional fluid in the form of coaxially installed external and internal nozzles, the nozzles of which are mutually overlapping with the possibility of changing the area of the flow cross section, ensures the spraying of fresh water and its effective dispersion into the main stream, for example, oil emulsion.

Установка перед форсунками по ходу движения основного потока решетки, выполненной в виде кольца с двумя рядами хорд, приваренных ребрами навстречу потоку, позволяет создать гидродинамическое возмущение потока нефтяной эмульсии.Installation in front of the nozzles along the main flow of the lattice, made in the form of a ring with two rows of chords, welded with ribs facing the flow, allows you to create a hydrodynamic disturbance of the flow of oil emulsion.

Размещение за форсунками по ходу движения основного потока диспергатора, выполненного в виде кольца с приваренными тонкими пластинами, ребрами навстречу потоку усиливает перемешивание нефтяной эмульсии с пресной водой.Placing the nozzles in the direction of the main flow of the dispersant, made in the form of a ring with welded thin plates, ribs towards the flow enhances the mixing of the oil emulsion with fresh water.

Совокупность конструктивных признаков заявляемого смесителя жидкостей значительно интенсифицирует процесс смешения воды с нефтью и, как следствие, эффективное обессоливание последней.The set of design features of the inventive liquid mixer significantly intensifies the process of mixing water with oil and, as a result, the effective desalination of the latter.

Перечисленные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков достаточной для получения указанного технического результата.These signs are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the specified technical result.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста в области смешения потоков жидкостей, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления смесителя жидкостей, можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the utility model does not explicitly follow for a specialist in the field of mixing fluid flows, showed that it is not known, and taking into account the possibility of industrial serial production of a liquid mixer, we can conclude about it eligibility criteria.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения смесителя жидкостей, который наглядно демонстрирует возможность получения указанного технического результата. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия полезной модели, определенные прилагаемой формулой.This utility model is illustrated by a specific example of a fluid mixer, which clearly demonstrates the possibility of obtaining the specified technical result. Various modifications and improvements are allowed that do not go beyond the scope of the utility model defined by the attached formula.

Представленный вариант исполнения полезной модели описывается далее на основе представленных чертежей, где:The presented embodiment of the utility model is described further on the basis of the presented drawings, where:

- на фиг.1 изображен общий вид смесителя жидкостей;- figure 1 shows a General view of the fluid mixer;

- на фиг.2 то же, вид сбоку;- figure 2 is the same side view;

- на фиг.3 показан вид по стрелке А на фиг.2;- figure 3 shows a view along arrow A in figure 2;

- на фиг.4 - изображен выносной элемент Б.- figure 4 - shows a remote element B.

Смеситель жидкостей содержит цилиндрический корпус 1 с двумя фланцами 2 и 3 для присоединения к трубопроводу, проточную камеру 4 для основного потока жидкости и соединенный с ним канал 5 ввода добавочной жидкости (пресной воды), который выполнен в виде коаксиально установленных внешнего 6 и внутреннего 7 патрубков, форсунки которых расположены взаимно перекрывающимися с возможностью изменения площади проходного сечения. Перед форсунками патрубков 6 и 7 по ходу нефтяной эмульсии размещена решетка 8, служащая для гидродинамического возмущения потока нефтяной эмульсии и представляющая собой кольцо с двумя рядами хорд, выполненных из квадратного профиля и приваренных ребрами навстречу потоку нефтяной эмульсии. За форсунками патрубков 6 и 7 по ходу эмульсии расположен диспергатор 9, представляющий собой кольцо с приваренными тонкими пластинами, ребрами навстречу потоку, и усиливающий перемешивание нефтяной эмульсии с пресной водой.The fluid mixer contains a cylindrical body 1 with two flanges 2 and 3 for connection to the pipeline, a flow chamber 4 for the main fluid flow and an additional fluid (fresh water) input channel 5 connected to it, which is made in the form of coaxially mounted external 6 and internal 7 pipes whose nozzles are mutually overlapping with the possibility of changing the area of the passage. In front of the nozzles of the nozzles 6 and 7, a grating 8 is placed along the oil emulsion, which serves to hydrodynamically disturb the oil emulsion flow and is a ring with two rows of chords made of a square profile and welded with ribs towards the oil emulsion flow. Dispersant 9 is located behind the nozzles of nozzles 6 and 7 along the emulsion, which is a ring with welded thin plates, ribs facing the flow, and enhancing the mixing of the oil emulsion with fresh water.

Нефтяная эмульсия поступает в смеситель через фланец 2 и обтекает хорды решетки 8. При этом создаются гидродинамические возмущения потока эмульсии, в который вводится вода. Вода подается в смеситель через штуцер канала 5 ввода пресной воды и, проходя через форсунки патрубков 6 и 7, распыляется и смешивается с нефтяной эмульсией. Количество отверстий в форсунках и их диаметр рассчитываются исходя из производительности нефтяного трубопровода, и, как следствие, он зависит от расхода подаваемой воды. Расход пресной воды регулируется с помощью штурвала 10, при вращении которого отверстия внутренней и внешней форсунок взаимно перекрываются и изменяют площадь проходного сечения. В исходном положении отверстия внутренней и внешней форсунок взаимно перекрыты. Величина перекрытия определяется с помощью указателя 11. Давление подачи воды должно быть как минимум на 0,4…0,5 МПа (4…5 кгс/см²) больше давления в потоке нефтяной эмульсии. Перепад давления зависит от вязкости нефтяной эмульсии и подбирается опытным путем. Эти давления контролируются с помощью манометров 12 и 13.The oil emulsion enters the mixer through the flange 2 and flows around the chords of the lattice 8. In this case, hydrodynamic disturbances of the emulsion flow into which water is introduced are created. Water is supplied to the mixer through the fitting of the fresh water input channel 5 and, passing through the nozzles of the nozzles 6 and 7, is sprayed and mixed with an oil emulsion. The number of holes in the nozzles and their diameter are calculated based on the performance of the oil pipeline, and, as a result, it depends on the flow rate of the supplied water. The flow rate of fresh water is controlled using the helm 10, during rotation of which the holes of the internal and external nozzles mutually overlap and change the area of the passage section. In the initial position, the openings of the internal and external nozzles are mutually overlapped. The amount of overlap is determined using the pointer 11. The pressure of the water supply should be at least 0.4 ... 0.5 MPa (4 ... 5 kgf / cm ² ) greater than the pressure in the flow of oil emulsion. The pressure drop depends on the viscosity of the oil emulsion and is selected empirically. These pressures are monitored using gauges 12 and 13.

Предлагаемое техническое решение смесителя для ввода пресной воды (смесителя жидкостей СПВ) повышает эффективность ввода воды в поток нефти и впоследствии значительно улучшает процесс обессоливания.The proposed technical solution of the mixer for introducing fresh water (mixer liquids SPV) increases the efficiency of introducing water into the oil stream and subsequently significantly improves the desalination process.

Предлагаемый смеситель жидкостей конструктивно прост настолько, что доступен в изготовлении средствами ремонтно-механической службы любого предприятия и характеризуется снижением металлоемкости и простотой в эксплуатации.The proposed liquid mixer is so structurally simple that it is available for manufacture by means of the mechanical repair service of any enterprise and is characterized by a decrease in metal consumption and ease of operation.

Claims

1. A liquid mixer comprising a housing with a flow chamber for the main fluid flow and an additional fluid input channel connected to it, characterized in that the latter is made in the form of coaxially mounted external and internal nozzles, the nozzles of which are mutually overlapping with the possibility of changing the passage area.

2. The mixer according to claim 1, characterized in that in front of the nozzles in the direction of movement of the main stream, a lattice is installed, made in the form of a ring with two rows of chords, welded with ribs facing the stream.

3. The mixer according to claim 1, characterized in that behind the nozzles in the direction of movement of the main stream there is a dispersant, made in the form of a ring with welded thin plates, ribs towards the flow.

4. The mixer according to claim 1, characterized in that it is equipped with a control wheel for changing the bore, during rotation of which the nozzles in the inner and outer nozzles open or overlap, changing the area of the bore.