RU1816489C

RU1816489C - Mixer

Info

Publication number: RU1816489C
Application number: SU904779859A
Authority: RU
Inventors: Леонид Иванович Пищенко; Джон Трофимович Денежный
Original assignee: Л.И.Пищенко и Д.Т.Денежный
Priority date: 1990-01-08
Filing date: 1990-01-08
Publication date: 1993-05-23

Abstract

Использование: перемешивание высоков зких и малов зких жидкостей. Сущность изобретени : смеситель снабжен теплообменником, входной патрубок которого сообщен с патрубком подвода смесител , а выходной патрубок - с основным и дополнительным патрубками ввода подмешиваемого вещества и коллектором. 3 ил.Usage: mixing high viscous and low viscosity liquids. SUMMARY OF THE INVENTION: the mixer is equipped with a heat exchanger, the inlet pipe of which is in communication with the mixer inlet pipe, and the outlet pipe with a primary and secondary mixed substance inlet pipe and a collector. 3 ill.

Description

Изобретение относитс к области перемешивани высоков зких и малов зких веществ и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отрасл х промышленности, где необходимо осуществл ть перемешивание указанных веществ.The invention relates to the field of mixing highly viscous and low viscous substances and can be used in the chemical, petrochemical, food and other industries where it is necessary to carry out the mixing of these substances.

Цель изобретени - интенсификаци процесса смешивани .The purpose of the invention is to intensify the mixing process.

На фиг. 1 представлен смеситель в разрезе; на фиг. 2 - вид по стрелке А; на фиг. 3 - разрез по А-А.In FIG. 1 shows a mixer in section; in FIG. 2 is a view along arrow A; in FIG. 3 - section along aa.

Смеситель содержит корпус, выполненный в виде патрубков 1 подвода, отвода 2 и проточной камеры 3. В камере 3 установлена крыльчатка с лопаст ми 4 суперкавитиру- ющего профил с острой передней кромкой и установленными на ступице 5 и патрубок 6 подачи подмешиваемого вещества. Смеситель снабжен коллектором 7 с устройством 8 подачи подмешиваемого вещества и дополнительными патрубками 9 подачи подмешиваемого вещества. Выходное отверстие патрубка 6 подачи подмешиваемого вещества установлено против ступицы 5. коллектор 7с устройством 8 подачи подмешиваемого вещества установлен перед входом в проточную камеру 3. Дополнительные патрубки 9 подачи подмешиваемого вещества выполнены в виде полых обтекателей 10 с острыми кромками, направленными в сторону патрубка 1 подвода, выходные отверсти 11 которых установлены против острых кромок лопастей 4.The mixer comprises a housing made in the form of inlet 1, outlet 2 and flow chamber 3 nozzles. In the chamber 3 there is an impeller with blades 4 of a super-cavitating profile with a sharp leading edge mounted on the hub 5 and the nozzle 6 for supplying the mixed substance. The mixer is equipped with a collector 7 with a device 8 for feeding the mixed substance and additional nozzles 9 for feeding the mixed substance. The outlet of the nozzle 6 for supplying the mixed substance is installed against the hub 5. The collector 7 with the device 8 for feeding the mixed substance is installed before entering the flow chamber 3. The additional nozzles 9 for feeding the mixed substance are made in the form of hollow fairings 10 with sharp edges directed towards the nozzle 1 for supply, the outlet holes 11 which are installed against the sharp edges of the blades 4.

Входной патрубок теплообменника 12 сообщен с патрубком смесител , а выходной патрубок теплообменника 12 - с основным 6 и дополнительным 9 патрубками подачи подмешиваемого вещества и с коллектором 7.The inlet pipe of the heat exchanger 12 is in communication with the mixer pipe, and the output pipe of the heat exchanger 12 with the main 6 and an additional 9 pipes for feeding the mixed substance and with the collector 7.

Смеситель работает следующим образом .The mixer operates as follows.

Через патрубок 1 подачи высоков зкое вещество поступает в проточную камеру 3. При движении вещества через крыльчатку за лопаст ми 4 скорость потока, за счет сужени проходного сечени и закручивани потока, возрастает, а давление снижаетс . При достижении величины давлени насыщенных паров вещество вскипает с образованием микропузырьков (каверн), при схлопывании которых образуютс пол микроструй со скоростью пор дка 105 м/с и ударными давлени ми в сотни атмосфер.Through the supply pipe 1, a highly viscous substance enters the flow chamber 3. When the substance moves through the impeller behind the blades 4, the flow rate increases, due to the narrowing of the flow cross-section and swirling of the flow, and the pressure decreases. When the saturated vapor pressure is reached, the substance boils with the formation of microbubbles (caverns), upon collapse of which a micro-jet field is formed at a speed of the order of 105 m / s and shock pressures of hundreds of atmospheres.

0000

NN

0000

юYu

toto

Эти микроструи оказывают размалывающее воздействие на обрабатываемые вещества .These microjets have a grinding effect on the processed substances.

При смешивании высоков зких жидкостей интенсивность смешени резко снижаетс . Дл создани кавитационного режима смешивани необходимы значительные энергозатраты.When mixing highly viscous liquids, the mixing intensity decreases sharply. Significant energy consumption is required to create a cavitation mixing mode.

Выполнение коллектора 7 с устройством 8 подачи подмешиваемого компонента позвол ет подавать через них часть потока смеси нагретой до температуры кипени Ъ теплообменник 12. При таком вводе части нагретой смеси образуетс пристенный слой малбв зкой жидкости, по которому скользит основной поток высоков зкого вещества . После прохождени лопастей 4 происходит смешение. Такое решение позвол ет существенно снизить энергозатраты на смешение. Нагрета жидкость легколетуча и за счет высокого давлени насыщенных паров вскипает в первую очередь при прохождении лопаток 4 и схлопы- ва сь, интенсифицирует процесс смешени . Величина гидравлического сопротивлени при этом существенно снижаетс .The execution of the collector 7 with the device 8 for feeding the mixed component allows them to supply part of the mixture flow heated to boiling point b to the heat exchanger 12. With this introduction of part of the heated mixture, a wall layer of a slightly viscous liquid is formed, along which the main flow of the highly viscous substance glides. After passing through the blades 4, mixing occurs. This solution can significantly reduce the energy consumption for mixing. The heated liquid is volatile and, due to the high pressure of saturated vapors, boils first when passing through the blades 4 and collapses, intensifies the mixing process. The hydraulic resistance value is substantially reduced.

Дальнейшим развитием этого решени вл етс подача нагретой жидкости в патрубок 6, что обеспечивает создание пристенного сло на ступице.5.A further development of this solution is the supply of heated liquid to the nozzle 6, which ensures the creation of a wall layer on the hub.

Установка патрубков 9 в виде обтекателей 10 с выходными отверсти ми 11 перед лопаст ми 4 обеспечивает создание пристенного сло на лопаст х 4.The installation of nozzles 9 in the form of fairings 10 with outlet openings 11 in front of the blades 4 provides the creation of a wall layer on the blades 4.

Установка теплообменника 12 позволит нагреть часть основного потока особо высоков зкой жидкости до температуры кипени . Подача части смеси, нагретой до температуры кипени в проточную камеру 3 таким образом, чтобы внутренн поверхность проточной камеры 3 была покрыта пленкой жидкости, при температуре кипени позвол ет основной массе двигатьс скольз по такой пленке, при этом резко снижаютс потери давлени на в зкое трение . При этом рецептура смеси не нарушаетс , и после прохождени кавитирующего элемента смесь гомогенизируетс . Снижение сил трени позвол ет разогнать поток до больших скоростей и. как следствие, интенсифицировать процесс кавитационногоThe installation of a heat exchanger 12 will allow a portion of the main stream to be heated to a particularly high viscosity liquid to a boiling point. The supply of a portion of the mixture heated to a boiling point to the flow chamber 3 so that the inner surface of the flow chamber 3 is covered with a liquid film at a boiling temperature allows the bulk to slide along such a film, while the pressure loss due to viscous friction is sharply reduced. The formulation of the mixture is not disturbed, and after passing through the cavitating element, the mixture is homogenized. The reduction in friction forces allows the flow to be accelerated to high speeds and. as a result, intensify the process of cavitation

смешени , и очень важно, что это достигаетс за счет экономии энергозатрат и позвол ет примен ть насосы меньшей энергоемкости.mixing, and it is very important that this is achieved by saving energy and allowing the use of pumps of lower energy consumption.

Формирование сло жидкости при температуре кипени при обтекании ступицы и лопастей, где скорости достигают наибольших величин, позвол ет достигать наибоТь- шего снижени потерь давлени .The formation of a liquid layer at a boiling point when flowing around the hub and vanes, where the velocities reach the highest values, allows to achieve the greatest reduction in pressure loss.

Применение в качестве жидкости ее части нагретой до температуры кипени , при обтекании лопастей и ступицы привели к новому эффекту. Часть жидкости нагретойThe use as a liquid of a portion of it heated to a boiling point when flowing around the blades and the hub led to a new effect. Part of the heated liquid

До температуры кипени первым частично вскипает, облегча наступление кавитации и одновременно в зка часть основного потока соприкасаетс уже не с жидкостью, а с napo-жидкостной фазой, при этом продолжаетс интенсивное снижение потерь давлени .To the boiling point, it is the first to partially boil, facilitating the onset of cavitation and, at the same time, the viscous part of the main stream is no longer in contact with the liquid, but with the napo-liquid phase, while the intensive decrease in pressure loss continues.

При смешении высоков зких и особенно высоков зких веществ с малов зкими, последние образуют в высоков зких макрополости , заполненные малов зким веществом , которые устойчивы к разрушению и не позвол ют гомогенизировать смесь, и требует проведени дополнительной гомогенизации .When high viscous and especially high viscous substances are mixed with low viscous substances, the latter form highly viscous macrocavities filled with a small viscous substance, which are resistant to destruction and do not allow the mixture to be homogenized, and requires additional homogenization.

В предложенном устройству в результате снижени затрат энергии на преодоление гидравлического сопротивлени удаетс использовать эту энергию на проведение процесса смешени и гомогенизации.In the proposed device, as a result of lowering the energy consumption for overcoming the hydraulic resistance, it is possible to use this energy to carry out the mixing and homogenization process.

Обработанна смесь после проточной камеры 3 поступает в патрубок 2 отвода, где скорость потока снижаетс до 1-2 м/с, и выводитс из устройства.The processed mixture after the flow chamber 3 enters the branch pipe 2, where the flow velocity decreases to 1-2 m / s and is removed from the device.

Предложенное изобретение позвол етThe proposed invention allows

в 2-2,5 раза интенсифицировать процесс перемешивани и значительно повысить размалывающее воздействие в очень в зких жидкост х.2-2.5 times to intensify the mixing process and significantly increase the grinding effect in very viscous liquids.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION St. No. 1699567, characterized in that, in order to intensify the mixing process, it is equipped with a heat exchanger, the inlet pipe of which is in communication with the mixer inlet pipe, and the outlet pipe with the main and additional mixed material supply pipes and a collector;