RU2011408C1

RU2011408C1 - Mixing apparatus

Info

Publication number: RU2011408C1
Application number: SU914936998A
Authority: RU
Inventors: Ю.Я. Галицкий
Original assignee: Казанский филиал Московского энергетического института
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: mixing. SUBSTANCE: nozzles, which are provided in opposite walls of a case having rectangular cross-section, are mounted for axial movements. Throttle washers are interposed between the nozzles in a manifold. The nozzles are secured within the bushings by a thread. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для смешения турбулентных потоков жидкостей или газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например химической, нефтехимической, для приготовления смесей высокого качества. The invention relates to devices for mixing turbulent flows of liquids or gases and can be used in various industries, for example, chemical, petrochemical, for the preparation of high quality mixtures.

Известен смеситель, содержащий распределители, погруженные в проточную часть корпуса, и U-образные пластины, установленные с возможностью перемещения. A known mixer containing distributors immersed in the flow part of the housing, and U-shaped plates mounted with the possibility of movement.

Устройство позволяет повысить равномерность распределения поперечных струй в потоке неравномерным распределением параметров, однако эффективность процессов очень низка. The device allows to increase the uniformity of the distribution of transverse jets in the stream by an uneven distribution of parameters, however, the efficiency of the processes is very low.

Известен смеситель трубчатого типа, содержащий корпус, входные и выходные штуцера, распределительные решетки, в которых установлены трубки для прохода смеси. Трубки в поперечном сечении имеют прямоугольную форму, соотношение диагоналей прямоугольников на входе и выходе трубок 1,2 - 1,3, отношение средней площади трубок к площади поперечного сечения отверстий в них 3.6-5.0, а отношение шага к диаметру 10-20 . A tubular type mixer is known, comprising a housing, inlet and outlet fittings, distribution grilles in which tubes for passing the mixture are installed. The tubes in the cross section are rectangular in shape, the ratio of the diagonals of the rectangles at the inlet and outlet of the tubes is 1.2–1.3, the ratio of the average area of the tubes to the cross-sectional area of the holes in them is 3.6–5.0, and the ratio of the pitch to diameter is 10–20.

Недостатками устройства являются значительные энергетические затраты для приготовления смеси заданного состава и качества, низкая стабильность характеристик массообмена, низкое качество смешения при неравномерном распределении параметров в потоке. The disadvantages of the device are significant energy costs for preparing a mixture of a given composition and quality, low stability of mass transfer characteristics, low quality of mixing with an uneven distribution of parameters in the stream.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является смеситель, содержащий корпус прямоугольного поперечного сечения, в противоположных стенках имеются отверстия, в которых установлены сопла для прохода смеси. Входные отверстия сопел расположены в коллекторе, сопла погружены внутрь корпуса . The closest technical solution to the invention is a mixer containing a rectangular cross-sectional body, in the opposite walls there are holes in which nozzles are installed for the passage of the mixture. The nozzle inlets are located in the manifold, the nozzles are immersed in the housing.

Недостатком устройства является относительно невысокое качество подготовки смеси при конструктивных и технологических отклонениях. Еще ниже эффективность устройства при неравномерном распределении параметров в потоке смеси перед сечением ввода струй. The disadvantage of this device is the relatively low quality of the preparation of the mixture with structural and technological deviations. The efficiency of the device is even lower with an uneven distribution of parameters in the mixture flow before the cross section of the jet injection.

Целью изобретения является повышение качества подготовки смеси при неравномерном распределении параметров в направлении, параллельном стенкам. The aim of the invention is to improve the quality of the preparation of the mixture with an uneven distribution of parameters in a direction parallel to the walls.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для смешения, содержащем корпус прямоугольного поперечного сечения, на противоположных стенках которого выполнены отверстия, снабженные соплами, погруженными внутрь корпуса, входные отверстия которых расположены в полости коллектора, согласно изобретению, коллектор и корпус соединены с помощью втулок, в которых с помощью резьбы установлены сопла, а между соплами в коллекторе установлены дроссельные шайбы. This goal is achieved by the fact that in the mixing device containing a rectangular cross-sectional body, on the opposite walls of which are made holes provided with nozzles immersed inside the housing, the inlet openings of which are located in the collector cavity, according to the invention, the collector and the housing are connected using bushings, in which nozzles are installed using the thread, and throttle washers are installed between the nozzles in the manifold.

В прототипе и изобретении реализуется взаимодействие сплошных сред на поперечных струях, т. е. один из взаимодействующих компонентов подается в поток другого системой поперечных струй. Один из основных вопросов, возникающих при проектировании устройства такого типа, - стабильность массообменных характеристик, поскольку имеет место изменение характера распределения поперечных струй по сечению потока. In the prototype and the invention, the interaction of continuous media on transverse jets is realized, that is, one of the interacting components is fed into the flow of the other by a system of transverse jets. One of the main issues that arise when designing a device of this type is the stability of mass transfer characteristics, since there is a change in the nature of the distribution of transverse jets over the flow cross section.

В прототипе повышение стабильности массообменных характеристик отчасти достигается за счет смешения плоскости соударения по отношению к плоскости симметрии корпуса (за счет погружения в проточную часть сопел, которыми снабжены одно из двух встречно расположенных отверстий). Однако стабильность массообменных характеристик остается невысокой. Но еще ниже эффективность массообменных процессов в прототипе при неравномерном распределении параметров в потоке перед сечением ввода струй. При этом возникает глобальная неравномерность, которая ведет к очень резкому затягиванию по длине массообменных процессов (интенсивность смешения при этом снижается на порядок и более). In the prototype, an increase in the stability of mass transfer characteristics is partly achieved by mixing the collision plane with respect to the plane of symmetry of the body (by immersing the nozzles in the flow part, which are equipped with one of the two opposing openings). However, the stability of mass transfer characteristics remains low. But the efficiency of the mass transfer processes in the prototype is even lower with an uneven distribution of parameters in the stream before the junction of the jets. In this case, global unevenness arises, which leads to a very sharp drag along the length of the mass transfer processes (the mixing intensity decreases by an order of magnitude or more).

В техническом решении по изобретению указанные недостатки устраняются. С одной стороны за счет перемещения сопел обеспечивается поддержание распределения струй по сечению потока при изменении условий эксплуатации и с другой, что является основным, при автономном перемещении сопел обеспечивается локальное по зонам поддержание оптимального распределения струй. Тем самым устраняется глобальная неоднородность, вызываемая неравномерным распределением параметров в потоке. In the technical solution according to the invention, these disadvantages are eliminated. On the one hand, due to the movement of the nozzles, the distribution of the jets over the flow cross section is maintained under changing operating conditions, and on the other hand, which is the main one, the autonomous movement of the nozzles ensures local optimal distribution of the jets over zones. This eliminates the global heterogeneity caused by the uneven distribution of parameters in the stream.

На фиг. 1 приведен общий вид устройства; на фиг. 2 - сопло. In FIG. 1 shows a General view of the device; in FIG. 2 - nozzle.

Устройство для смешения содержит проточный корпус 1 прямоугольного поперечного сечения, на противоположных стенках 2 которого выполнены отверстия 3, которые снабжены соплами 4, погруженными в проточную часть корпуса 1. Входные отверстия 5 сопел 4 расположены в полости коллектора 6, снабженного подводящими патрубками 7. Коллектор 6 и корпус 1 соединены втулками 8, которые соединяются с соплами 4, причем соединение втулок 8 и сопел 4 резьбовое. В коллекторе 6 между соплами (втулками 8) установлены дроссельные шайбы 9. The mixing device comprises a flowing housing 1 of rectangular cross-section, on the opposite walls 2 of which holes 3 are provided, which are provided with nozzles 4 immersed in the flowing part of the housing 1. The inlet holes 5 of the nozzles 4 are located in the cavity of the manifold 6 provided with inlet pipes 7. Collector 6 and the housing 1 is connected by bushings 8, which are connected to the nozzles 4, and the connection of the bushings 8 and nozzles 4 is threaded. In the manifold 6 between the nozzles (bushings 8) throttle washers 9 are installed.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Низконапорный компонент поступает в корпус 1 в виде сносящего потока в общем случае с неравномерным распределением параметров, например температур, по ширине корпуса 1 (в направлении, перпендикулярном соплам 5). Высоконапорный компонент из патрубков 7 поступает в коллектор 6, в далее из коллектора 6 в сопла 4. Из сопел 4 высоконапорный компонент системой поперечных струй поступает в сносящий поток низконапорного компонента. В пределах корпуса 1 осуществляется интенсивный массообмен взаимодействующих сред. The low-pressure component enters the housing 1 in the form of a carrying flow in the general case with an uneven distribution of parameters, for example temperatures, along the width of the housing 1 (in the direction perpendicular to the nozzles 5). The high-pressure component from the nozzles 7 enters the manifold 6, and then from the collector 6 to the nozzles 4. From the nozzles 4, the high-pressure component is delivered by a system of transverse jets into the carrying stream of the low-pressure component. Within the housing 1 is an intensive mass transfer of interacting media.

Через сопла 4 струи высоконапорного компонента истекают в разном количестве, что достигается за счет дросселирования потока, поступающего по коллектору 6 (дросселирование потока при прохождении его через дроссельные шайбы 9). Как следствие в разные локальные зоны сносящего потока поступает разное количество высоконапорного компонента. Тем самым устраняется глобальная неравномерность распределения параметров в потоке смеси. Высокое качество подготовки смеси по отдельным зонам достигается за счет истечения струй из сопл, погруженных в проточную часть корпуса на разную величину. Таким образом, для струй, имеющих разную скорость в выходном отверстии сопел, поддержание оптимальной глубины проникновения достигается за счет разной глубины погружения (глубины "механического" проникновения струи). In nozzles 4, the jets of the high-pressure component expire in different quantities, which is achieved by throttling the flow entering the manifold 6 (throttling the flow when it passes through the throttle washers 9). As a result, different amounts of high-pressure component enter different local zones of the drift flow. This eliminates the global uneven distribution of parameters in the flow of the mixture. High quality preparation of the mixture in individual zones is achieved due to the outflow of jets from nozzles immersed in the flow part of the housing at different sizes. Thus, for jets having different speeds in the nozzle outlet, maintaining the optimum penetration depth is achieved due to different immersion depths (the depth of the "mechanical" penetration of the jet).

Эффективность от использования изобретения возрастает при увеличении степени неравномерности распределения параметров в потоке низконапорного компонента перед сечением ввода струй. The effectiveness of the use of the invention increases with an increase in the degree of uneven distribution of parameters in the flow of a low-pressure component before the cross section for introducing jets.

Claims

MIXING DEVICE, comprising a flow-through case of rectangular cross section with holes in opposite walls, provided with nozzles immersed inside the case, the inlet openings of which are located in the collector cavity, characterized in that, in order to improve the quality of the mixture with an uneven distribution of parameters in the direction parallel to the walls, having holes, it is equipped with bushings connecting the collector and the housing, in which nozzles are installed using a threaded connection, and throttle washers installed in the manifold between the nozzles.