Змішувач для рідин та газів

Изобретение относится к области получения эмульсий, суспензий, других неоднородных и однородных жидких и газовых систем, в частности к устройствам для их смешения, и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, теплоэнергетической и других отраслях промышленности. В настоящее время для получения различных текучих смесей широкое распространение получили кавитационные и статические смесители с неподвижными смесительными органами. Так, известен кавитационный смеситель (А.с. СССР №745050, кл. B01F3/08. опубл. 07.08.81, Бюл. №29), содержащий корпус, с рядом обтекателей (завихрителей), за которыми располагаются патрубки ввода подмешиваемых компонентов. Введение компонентов смеси непосредственно в зону кавитации (кавитационные каверны), образующиеся за обтекателями, способствует более интенсивному перемешиванию частиц компонентов смеси. Однако стационарное (без возможности регулирования положения) расположение указанных патрубков не дает возможности выбора оптимального места подвода подмешиваемых компонентов в кавитационную каверну, что снижает технологические возможности смесителя при переходе на обработку другой рабочей среды. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является смеситель (А.с. СССР №116201, кл. B01F5/04, заявл. 10.02.58г.), содержащий полый корпус с входным и выходным отверстиями и расположенным вдоль его продольной оси по меньшей мере одним завихрителем. Смеситель данной конструкции, несложный в изготовлении и эксплуатации, обладает тем не менее существенным недостатком: введение подмешиваемых компонентов непосредственно в поток, а не в кавитационную каверну снижает эффективность смешения компонентов и технологические возможности смесителя. В основу изобретения поставлена задача разработки смесителя, в котором особенности выполнения участка ввода распределяемых в сплошной фазе компонентов смеси обеспечивают уменьшение размеров частиц указанных компонентов и снижение энергетических затрат и за счет этого получение высокостабильных однородных смесей. Техническим результатом изобретения является повышение технологических возможностей смесителя, а именно обеспечение возможности получения разнообразных смесей с широким варьированием содержания компонентов. При этом обеспечивается снижение энергоемкости процесса смешения и повышение качества приготавливаемой смеси. Поставленная задача достигается тем, что в смесителе, содержащем полый корпус с входным и выходным отверстиями и расположенный вдоль его продольной оси по меньшей мере один завихритель, согласно настоящему техническому решению, за каждым из завихрителей со стороны выходного отверстия корпуса перпендикулярно к продольной оси последнего смонтирован патрубок подвода одного или нескольких компонентов смеси с изогнутым выходным участком, при этом патрубок смонтирован с возможностью поворота и/или перемещения вдоль его продольной оси. Отличительными признаками изобретения являются: размещение за каждым из завихрителей со стороны выходного отверстия корпуса перпендикулярно к продольной оси последнего патрубка подвода одного или нескольких компонентов смеси; выполнение выходного участка каждого из упомянутых патрубков изогнутым, а также обеспечение возможности поворота и/или перемещения каждого патрубка вдоль его продольной оси. Выполнение смесителя с указанными отличительными признаками не только обеспечивает подачу подмешиваемых компонентов непосредственно в зоны кавитации, образующиеся за завихрителями, но и позволяет выбрать оптимальное место введения путем перемещения изогнутых выходных участков каждого из патрубков в пределах соответствующей кавитационной каверны. При этом можно обеспечить не только снижение энергоемкости процесса (возможен подсос подмешиваемых компонентов, а не их принудительный ввод), но и повысить качество смеси. На основании проведенного патентного поиска и литературного обзора можно сделать вывод, что смеситель с отмеченными отличительными признаками с целью решения поставленной задачи не использовался. На фиг.1 показан смеситель, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вариант. Смеситель для жидкостей и газов содержит корпус 1 с гладкой цилиндрической полостью (фиг.1) или с чередующимися в последней диффузорами 2 и конфузорами 3 (фиг.2), входным 4 и выходным отверстиями 5. Вдоль продольной оси расположен по меньшей мере один завихритель 6. За завихрителем 6 со стороны выходного отверстия 5 корпуса перпендикулярно к продольной оси последнего смонтирован патрубок 7 подвода одного или нескольких компонентов смеси. Выходной участок 8 патрубка 7 изогнут, а сам патрубок 7 смонтирован с. возможностью поворота и/или перемещение вдоль его продольной оси. Смеситель работает следующим образом. Основной поток обрабатываемой среды подается в полость корпуса 1 через его входное отверстие 4. При прохождении потоком завихрителей 6 (особенно при наличии в полости корпуса диффузоров 2 и конфузоров 3) за ними образуются кавитационные каверны, в которые осуществляется интенсивное дробление и перемешивание компонентов смеси. Подача одного ил и нескольких компонентов непосредственно в зону кавитации способствует интенсивному перемешиванию смеси, а регулированием положения выходного участка 8 патрубка 7 относительно завихрителя 6 (а значит и границ кавитационной каверны) позволяет выбрать оптимальное место ввода компонента при обработке конкретной смеси. Предлагаемый смеситель при невысокой стоимости изготовления обеспечивает эффективное перемешивание широкого спектра жидких, паро- и газообразных смесей.