Гідродинамічний гомогенізатор-змішувач

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИУ» ЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК ГОСУЛАРСТВЁННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯ^ ПРИ ГННТ СССР (19) ( Ы ) 5 В Ul F 5/00, 5/04, С 10 G 33/06 1 (2!) 4410359/28-26 (22) 29.02.88 (46) 15,03.90. Бюл. № 10 (71) Южное производственное объединение рефрижераторного и транспортного флота "Югрыбхолодфлот" (72) Ю. П. Родионов (53) 66.063.612(088.8) (56) Заявка ФРГ № 3132994, кл. В 01 F 3/08, !982. Патент ГДР № 2 3 4300, кл. Б 01 F 5/08, 1984. Авторское свидетельство СССР № 1125041, кл. В 01 J 19/00, 1983. Патент ГДР № 147624, кл. Б 01 F 5/08, 1984. (54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГОМОГЕНИЗАТОРСМЕСИТЕЛЬ (51) Изобретение относится к устройствам для подготовки водотопливных эмульсий и обеспечивает повышение эф" фективности диспергирования взаимонерастворимых жидкостей и расширение технологических возможностей, Гидродинамический гомогенизатор-смеситель содержит диспергатор 1, состоящий из сопла 3, цилиндрической камеры 4 смешения, радиального отверстия 5 для ввода подмешиваемой среды и дисЪфуэора 7 на выходе из камеры 4. Кавитадионный реактор 2 содержит цилиндрическую прямоточную камеру 8 и полый кавитаюр 1 2. Полость 13 кавитатора 12 соединена патрубком 14 с цилиндрической камерой 4 смешения. Прямоточная камера 8 имеет на входе конфузор• ный участок 9 и установлена с возможностью перемещения относительно кавитатора 12. Реактор 2 подключен к входному трубопроводу 18 параллельно диспергатору 1. Последний снабжен рециркуляционным трубопроводом 19. 1 ил. с V П II СЛ СО ел 19 П 1549570 Изобретение относится к устройствается, а статическое давление падает вам для подготовки водотопливных ' до давления ниже атмосферного. Б месэмульсий с одновременной гомогенизате перехода сопла 3 в цилиндрическую ционной обработкой для обезвоживания камеру смешения 4 происходит отрыв топлива и масел. потока и его сужение, где наблюдается наибольшее падение статического давЦель изобретения - повышение эфления, В это место по радиальному отфективности диспергирования взаимоверстию 5 подается вода, предварительнерастворимых жидкостей за счет интенсификации массообменных процессов 10 но нагретая до температуры обрабатываемой среды. С целью усилить воздейн расширения технологических возможствие касательных напряжений на каченостей устройства. ство обработки камера смешения выпол иена двухступенчатой и первая ступень На чертеже изображено предлагаеимеет относительное удлинение. При мое устройство, а также схема его 15 истечении из первой ступени Камеры подключения. смешения 4 во вторую поток расширяГомогенизатор-смеситель содержит ется с образованием парогазовой смедиспергатор 1 и кавитационный реактор си От испарения включений воды при 2. Диспергатор ! состоит из сопла 3 данном давлении и температуре насыс конфузорным входом, цилиндрической щенных паров воды. Кавитационное с камеры смешения 4, радиального отверсхлопывание парогазовых пузырьков настия 5 для ввода подмешиваемой среды, блюдается во второй ступени цилиндрипатрубка 6 и диффузора 7. Кавитационческой камеры смешения 4 и является ный реактор 2 включает прямоточную Iкамеру 8 с конфузорным входным участ- 25 основным фактором диспергирующего воздействия в диспергаторе 1. ком 9 диффузора 10. Камера 8 имеет возможность осевого перемещения по резьбе 11 относительно неподвижного полого кавитатора 12 с полостью 13, размешенного в прямоточной камере 8. 30 Обработанная таким образом смесь через рециркуляционный трубопровод 19 подается на всасывание шестерен- \ чатого насоса 17, а от насоса подается на последующую обработку в кавитационный реактор 2, перемешиваясь с топливом, которое предстоит еще обработать. Минимальные размеры фазовых включений воды и равномерное их распределение в среде топлива позволяют повысить качество обработки смеси в кавитационном реакторе. В конфузорном участке 9 кавитационного реактора 2 происходит разгон обрабатываемой среды. Обтекая конус кавитатора 12, поток образует суперкаверну, на границе раздела Лаз которой генерируются кавитационные пузырьки. Зона кавитационного схлопывання пузырьков находится в цилиндрической прямоточной камере 8. Относительное удлинение камеры 8 обеспечивает широкий диапазон развитых кавитационных режимов с наибольшей жесткостью воздействия на обрабатываемую среду. В диффузорной части 10 происходит преобразование скоростного на- ' пора в статический. Полость кавитатора сообщена с цилиндрической камерой 4 диспергатора с помощью патрубка 6 и патрубка 14, имеющего регулирующий орган 15 запорного типа. 35 Схема подключения данного устройства снабжена трубопроводом 16 подачи нефтепродукта, шестеренчатым насосом 17, нагнетательным (входным) трубопроводом 18, рециркуляционным трубо40 проводом 19, трубопроводом подвода эжектируюшей среды 20, трубопроводом отвода эжектируюшей и эжектируемой среды 21, запорной арматурой (клапанами) 22. 45 Диспергатор и кавитационный реактор подключены к входному трубопроводу параллельно. Устройство работает следующим образом. 50 В случае применения гомогенизатора-смесителя по прямому назначению предварительно подогретый мазут подается насосом I7 одновременно по двум взаимозависимым трубопроводам 18 в Конструкция аппарата такова, что диспергатор 1 и в кавитационный реак- 55 полость суперкаверны кавитационного тор 2. реактора сообщается патрубками 14 и 6 с камерой смешения 4 диспергатора При прохождении через сопло 3 диспергатора 1 скорость потока увеличи!. При данной температуре водотоплнв 1549570 ной эмульсии в полости1 суперкаверны дит следующим образом. Предварительи в камере смешивания 4 будет наблюно подогретая обводненная среда по даться максимально достижимое давлетрубопроводу 16 подается к насосу 17. От насоса 17 обводненная среда подаетние разрежения, соответствующее дався к кавитационному реактору 2. При лению насыщенных паров воды. Но в обтекании конуса кавитатора 12 при большинстве развитых кавитационных данной температуре в полости супертечений за кавитатором 8 полости сукаверны обеспечивается разрежение, перкаверны наблюдается максимальное равное давлению насыщенных паров воразрежение, равное 1,2-2,0 от давледы. На границе раздела фаз суперкания насыщенных паров при данной темверны будет происходить вскипание пературе. Это ограничивает эффективфазовых включений воды и заполнение ность генерирования кавитационных полости суперкаверны исключительно пузырьков на границе раздела фаз супарами воды, так как температура киперкаверны, т.е. снижает эффектив)5 пения"' нефтепродуктов в три и более ность кавитационной обработки среды раз выше температуры кипения воды в аппарате. В то же время в диспергапри данном давлении. Образовавшаяся торе 1 обеспечивается давление ратрепарогазовая смесь будет отводиться жения до давления насыщенных паров при данной температуре в широких пре- 20 через патрубки 14 и 6 в смесительную делах режимов обработки и объединение камеру 4 диспергатора 1, который в камеры смешения 4 диспергатора 1 с этом случае будет работать в режиме полостью суперкаверны кавитационного струйного насоса. Рабочая среда ( з а реактора 2, позволяет обеспечить давбортная вода) для приведения в дейление в суперкаверне, равное давле25 ствие диспергатора 1 подается по нию насыщенных паров среды при дантрубопроводу 20 и удаляется по труной температуре при всех режимах субопроводу 21 при закрытьгх клапанах перкавитации. 22, соединяющих диспергатор 1 с кавиПри скорости обтекания V - число ^, тационным реактором 2 (нагнетатель кавитаций равно - 30 забортной воды на схеме не показан), С целью повышения эффективности G K = 2(P00- PK) обезвоживания необходимо данную с р е где PtiO ~ давление перед кавитатором; ду подвергнуть диспергирующей обраp - плотность среды; ботке в данной установке, как это быP k - давление в каверне. ло описано выше. л При помощи перемещения прямоточной 35 камеры 8 по резьбе относительно неФ о р м у л а и з о б р е т е н и я подвижного кавитатора 12 и при помощи регулирующего органа 15, изменяя Гидродинамический гомогенизаторсмеситель, содержащий входной трубо40 где d t число Фруда = V провод и подключенный к нему диспер- . диаметр кавитатора, и степень з а г р о гатор, выполненный в виде цилиндримождения потока Г к = d K /ft, можно уп ческой камеры смешения, на входе в равлять длиной каверны 1 К и вследсткоторую установлено сопло и имеются вие того, что число Струхаля Sh = = їж£„ /V^. = 0,21-0,31, и частотой ее 45 радиальные отверстия для ввода подмешиваемой среды, а на выходе - дифпульсации f h , которой в основном и фузор, о т л и ч а ю щ и й с я определяются размеры дробления кавитем, ч т о , с целью повышения эффективтационных пузырьков, что однозначно ности диспергирования взаимонерастопределяет жесткость кавитационной воримых жидкостей за счет интенсифи50 обработки среды. кации массообменных процессов и р а с В диффузоре 10 происходит преобширения технологических возможностей разование скоростного напора в статиу с т р о й с т в а , он снабжен кавитационным ческий. В дальнейшем оГіработанная реактором, подключенным к входному среда из диффузора 10 поступает по трубопроводу параллельно диспергатоназначению. 55 ру и имеющим полый кавитатор и прямоточную камеру с конфузорным входным В случае применения гомогенизатоучастком, установленную с возможнора-смесителя для обезвоживания топлистью перемещения относительно кавива и масел, работа установки прОисхо 15А957О татора, полость кавитатора соединена с цилиндрической камерой диспергато 8 ра, а диспергатор снабжен рециркуляционным трубопроводом. Редактор В. Ковтун Составитель Т. Круглова .Техред А.Кравчук Корректоре. Черни Заказ 227 Тираж 518 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Производственно-издательский комбинат "Патент "j, г.Ужгород, ул. Гагарина, 101