RU2068290C1

RU2068290C1 - Flow-through mixing device for preparation of suspensions

Info

Publication number: RU2068290C1
Application number: RU9393007636A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Александрович Копков
Original assignee: Геннадий Александрович Копков
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1996-10-27

Abstract

FIELD: mixing equipment for continuous mixing procedure. SUBSTANCE: mixing device consists of chamber where screw feeders are mounted. Chamber has ports for feeding powder-like components. Device for feeding liquid component is made in the form of tube manifold placed in chamber near to horizontal position. Mounted on manifold opposite ports are jet injector units, thus providing for smoothly mixing the suspension in minimum volume and excluding intensive wear of screw feeders. EFFECT: high productivity at small dimensions of working chamber. 2 dwg

Description

Изобретение относится к смесительному оборудованию, позволяющему вести смешение по непрерывному циклу с высокой производительностью при малых габаритах рабочей емкости и предназначенному для использования в различных отраслях промышленности: химической, нефтехимической, пищевой, целлюлозно-бумажной и др. The invention relates to mixing equipment that allows mixing through a continuous cycle with high performance with small dimensions of the working capacity and intended for use in various industries: chemical, petrochemical, food, pulp and paper, etc.

Известно струйное устройство для смешивания порошкообразных материалов с жидкостью [1]
Устройство не содержит подвижных частей, подверженных интенсивному износу от действия твердой фазы суспензии. Недостатком устройства является то, что качество перемешивания степень однородности поля концентраций в нем недостаточно высокое из-за сепарирующего действия центробежных сил, которые перемещают твердую фазу суспензии к стенке канала.Known inkjet device for mixing powdered materials with a liquid [1]
The device does not contain moving parts subject to intense wear from the action of the solid phase of the suspension. The disadvantage of this device is that the quality of mixing the degree of homogeneity of the concentration field in it is not high enough due to the separating action of centrifugal forces that move the solid phase of the suspension to the channel wall.

Известно проточное смесительное устройство для смешивания твердых частиц с жидкостью, содержащее корпус с окном для подачи сыпучего компонента и разгрузочным патрубком, трубный коллектор для подачи жидкого компонента, размещенный снаружи корпуса, установленный в корпусе вал с лопастями [2]
Недостатком упомянутого устройства является то, что при использовании его для приготовления суспензии, в нем срок службы шнека мал, из-за износа его лопастей при взаимодействии с твердой фазой суспензии, концентрация которой в начальный момент перемешивания высокая.Known flow-through mixing device for mixing solid particles with liquid, comprising a housing with a window for supplying a granular component and an unloading pipe, a pipe manifold for supplying a liquid component located outside the housing, a shaft with blades mounted in the housing [2]
The disadvantage of this device is that when using it to prepare a suspension, the screw service life is short in it, due to the wear of its blades when interacting with the solid phase of the suspension, the concentration of which at the initial moment of mixing is high.

Вызвано это особенностями размещения форсунок в устройстве. В нем при подаче жидкости производится ее распыливание одиночными форсунками, при этом против каждой форсунки, помещенной на одной стороне корпуса, установлена форсунка на другой стороне корпуса. This is due to the peculiarities of the placement of nozzles in the device. In it, when the fluid is supplied, it is sprayed with single nozzles, while against each nozzle placed on one side of the body, a nozzle is installed on the other side of the body.

Устройство [2] разработано с целью тонкого напыления жидкого компонента на поверхность частиц. The device [2] was developed with the aim of thinly spraying a liquid component on the surface of the particles.

Если использовать такую систему форсунок для интенсификации процесса перемешивания путем подачи жидкости компактной струей, то значительная доля кинетической энергии струй теряется при их встречном соударении, поэтому интенсификация процесса перемешивания не достигается. If such a nozzle system is used to intensify the mixing process by supplying a fluid with a compact jet, a significant fraction of the kinetic energy of the jets is lost when they collide, so the intensification of the mixing process is not achieved.

В последнем случае для обеспечения высокого качества перемешивания компонентов, непрерывно протекающих через камеру, необходимо увеличивать время взаимодействия шнека и смеси и, следовательно, время пребывания смеси в камере. Последнее можно достигнуть только за счет увеличения объема камеры. In the latter case, in order to ensure high quality mixing of components continuously flowing through the chamber, it is necessary to increase the interaction time of the screw and the mixture and, consequently, the residence time of the mixture in the chamber. The latter can only be achieved by increasing the volume of the camera.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков известного смесительного устройства быстрого износа шнека и значительных габаритов камеры смешивания. The aim of the invention is to remedy these disadvantages of the known mixing device for rapid wear of the screw and the significant dimensions of the mixing chamber.

Цель достигается тем, что в проточном смесительном устройстве, содержащем камеру с окнами (окном) для засыпки порошкообразного компонента и разгрузочным патрубком, трубный коллектор для подачи жидкого компонента и шнек, установленный в камере, коллектор установлен в камере, а форсунки смонтированы параллельно одна другой в блок (блоки) и установлены на коллекторе, при этом сопла форсунок обращены в сторону вертикали, опущенной из окна. The goal is achieved in that in a flowing mixing device containing a chamber with windows (window) for filling the powdered component and an unloading nozzle, a pipe manifold for supplying the liquid component and an auger installed in the chamber, the collector is installed in the chamber, and the nozzles are mounted parallel to each other in block (s) and are mounted on the manifold, while the nozzle nozzles face the side of the vertical lowered from the window.

Совокупность указанных признаков проявляет в предлагаемом устройстве в сравнении с известными техническими решениями иные свойства, заключающиеся в создании особых условий смешения компонентов и их взаимодействия с лопастями шнека. The combination of these features in the proposed device in comparison with the known technical solutions other properties, consisting in the creation of special conditions for mixing the components and their interaction with the blades of the screw.

Упомянутые условия заключаются в том, что "плоская компоновка" струйных элементов подвода жидкости размещение их вдоль периметра окон обеспечивает направление сопла каждой форсунки на соответствующую ей погонную часть периметра окна. Этим достигается дробление обширного объема зоны смешения на отдельные элементарные объемы с заданной пропорцией в соотношении расходов жидкость порошок. Энергию, необходимую для перемешивания компонентов, несет в себе каждая струя, вытекающая из форсунки с высокой скоростью. The mentioned conditions consist in the fact that the "flat layout" of the inkjet fluid supply elements, their placement along the perimeter of the windows ensures the direction of the nozzle of each nozzle to the corresponding linear part of the perimeter of the window. This achieves the crushing of the vast volume of the mixing zone into individual elementary volumes with a given proportion in the ratio of liquid powder. The energy needed to mix the components is carried by each jet flowing from the nozzle at high speed.

С учетом вышеизложенного, нетрудно заключить, что потребный объем камеры для получения суспензии заданного качества уменьшается с увеличением форсунок в блоке. In view of the foregoing, it is not difficult to conclude that the required chamber volume for obtaining a suspension of a given quality decreases with an increase in nozzles in the block.

Вместе с тем устраняется интенсивный износ шнека, так как исключен контакт лопастей шнека с суспензией, содержащей высокий процент порошка. At the same time, intensive wear of the auger is eliminated, since the contact of the auger blades with a suspension containing a high percentage of powder is excluded.

Конструкция предлагаемого устройства приведена на фиг.1, 2, где 1 - камера; 2 шнек; 3 окно; 4 порошковый компонент; 5 жидкий компонент; 6 трубный коллектор; 7 блок форсунок; 8 патрубок подвода; 9 разгрузочный патрубок. The design of the proposed device is shown in figures 1, 2, where 1 is a camera; 2 auger; 3 window; 4 powder component; 5 liquid component; 6 pipe collector; 7 block nozzles; 8 supply pipe; 9 discharge pipe.

Смесительное устройство состоит из камеры 1, в которой смонтированы шнеки 2 и окна 3 для подачи в камеру порошкового компонента 4. The mixing device consists of a chamber 1, in which screws 2 and a window 3 are mounted for feeding the powder component 4 into the chamber.

Устройство для подвода жидкого компонента 5 выполнено в виде патрубка 8 и трубного коллектора 6. A device for supplying a liquid component 5 is made in the form of a pipe 8 and a pipe manifold 6.

На трубном коллекторе установлены блоки струйных форсунок 7, сопла которых обращены в сторону вертикали, опущенной из окна. Готовая смесь выгружается из камеры через патрубок 9. Blocks of jet nozzles 7 are installed on the pipe manifold, the nozzles of which are directed towards the vertical side, lowered from the window. The finished mixture is unloaded from the chamber through the pipe 9.

Устройство работает следующим образом. Порошковый 4 и жидкий 5 компоненты непрерывно подаются в камеру 1 раздельными системами подачи (на фиг.1 и 2 системы подачи компонентов не изображены). Через патрубок трубный 8 и коллектор 6 жидкий компонент поступает к форсункам 7 с давлением выше атмосферного. Избыток давления преобразуется блоком форсунок 7 в кинетическую энергию струй, которые истекают из форсуночных сопел со скоростью 10-30 м/с. Струи размывают сыпучий материал, поступающий через окна 3, и транспортируют его за счет кинетической энергии, способствуя равномерному распределению порошка в объеме камеры. При этом достигается высокое качество суспензии до ее поступления к шнекам 2. The device operates as follows. Powder 4 and liquid 5 components are continuously fed into the chamber 1 by separate feeding systems (components 1 and 2 are not shown in FIGS. 1 and 2). Through the pipe pipe 8 and the manifold 6, the liquid component enters the nozzles 7 with a pressure above atmospheric. The excess pressure is converted by the nozzle block 7 into the kinetic energy of the jets that flow from the nozzle nozzles at a speed of 10-30 m / s. The jets wash away the bulk material entering through the windows 3 and transport it due to kinetic energy, contributing to an even distribution of powder in the chamber volume. This achieves a high quality of the suspension before it enters the screws 2.

Шнеки 2 транспортируют смесь к разгрузочному патрубку 9, попутно улучшая перемешиванием ее качество. При этом исключается интенсивный износ рабочих поверхностей шнеков концентрированным порошком. The screws 2 transport the mixture to the discharge pipe 9, simultaneously improving its quality by mixing. This eliminates the intensive wear of the working surfaces of the screws with concentrated powder.

Применение изобретения, например, в нефтяной промышленности позволит создавать малогабаритные высокопроизводительные смесительные устройства мобильных установок, предназначенных для восстановления работоспособности нефтяных скважин. The application of the invention, for example, in the oil industry will allow the creation of small-sized high-performance mixing devices of mobile units designed to restore the working capacity of oil wells.

Claims

A flow-through mixing device for preparing suspensions containing a chamber with a window for filling the powder component and an unloading nozzle, a pipe manifold for supplying the liquid component installed in the chamber and communicated with the nozzles, a shaft with blades placed in the chamber, characterized in that the nozzles are mounted parallel to each other to a friend in a block or blocks and installed along the perimeter of the windows on the pipe manifold, while their nozzles are facing in the direction of the powder component falling from the window.