Рідинний змішувач

Реферат: UA 78146 U UA 78146 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв для ефективного перемішування рідких середовищ і може бути використана на підприємствах хімічної, харчової, будівельної і інших галузей промисловості. Відомий пристрій для перемішування рідких середовищ - змішувач рідких середовищ, що містить резервуар з розташованим по осі розсіюючим диском, верхнім живильним патрубком і лійкоподібним водозливним патрубком [1]. Недоліками даного пристрою є низька якість перемішування і низька продуктивність за рахунок трудності рівномірного розподілу рідини, що подається, і обмежених швидкостей змішення, значні габарити змішувача. Найбільш близьким рішенням до пропонованого рідинного змішувача за технічною суттю і результатом, що досягається, є рідинний змішувач, що містить два напірні пристрої, резервуар, усередині якого розміщений розсіюючий диск, що виконує функцію перетворювача сформованого струминного потоку в тонкошаровий, діаметр якого дорівнює (1,5-2,5) діаметрам живильних патрубків, розташованих з обох боків диска, перпендикулярно до його площини і по центру [2]. Недоліками даного рідинного змішувача є: 1) необхідність напряму одного із змішуваних рідких середовищ на поверхню диска від низу до верху, що в разі дисперсних середовищ з твердою фазою не завжди раціонально, оскільки у момент припинення роботи змішувача або аварійної зупинки частинки твердої фази осідають в рідкій і можуть створювати "пробки" з щільних опадів частинок; 2) неможливість використання змішувача у разі, коли потоки змішуваних середовищ істотно відрізняються за об'ємом, оскільки діаметр диска вибирається по витраті більшого струминного потоку, а менший струминний потік, рухомий із швидкістю більшого потоку, не може перетворитися на поверхні диска в нерозривний тонкошаровий, такий, що рівномірно розтікається від центра диска до його периферії. Слід зазначити також, що швидкість руху рідкого середовища (особливо дисперсного) в трубопроводах обмежена і чим вона більша, тим більша енергія витрачається на її забезпечення, при цьому витрати енергії зростають швидше, ніж збільшується швидкість руху рідкого середовища. Задачею корисної моделі є підвищення якості перемішування будь-яких добре плинних рідких середовищ (у тому числі, що містять дрібнодисперсну тверду фазу), забезпечення можливості ефективного перемішування потоків рідких середовищ, об'єми яких істотно відрізняються. Поставлена задача вирішується тим, що відомий рідинний змішувач (прототип) містить два напірні пристрої, резервуар, усередині якого розміщений розсіюючий диск - дисковий горизонтально розташований перетворювач струминного потоку в тонкошаровий з діаметром, рівним 1,5-2,5 діаметрам живильних патрубків, розташованих з обох боків диска, перпендикулярно його площини і по центру, унаслідок чого ускладнюється змішення рідких середовищ з дрібнодисперсною твердою фазою (пульп, суспензій, шламів) і змішення потоків рідких середовищ, що значно відрізняються за об'ємом, а відповідно до корисної моделі пропонований рідинний змішувач: - забезпечений другим перетворювачем сформованого струминного потоку в тонкошаровий конічної форми; - живильні трубопроводи мають різні діаметри, і трубопровід з меншим діаметром встановлений усередині трубопроводу з великим діаметром і співвісний з ним; - конусний перетворювач закріплений на трубопроводі з меншим діаметром і встановлений під трубопроводом з великим діаметром; - дисковий перетворювач встановлений під трубопроводом з меншим діаметром; - кут нахилу твірної конусного перетворювача до горизонталі вибраний в межах 30-35 градусів; - відстань між підставою конусного перетворювача і дисковим перетворювачем вибрано так, що продовження їх поверхонь перетинаються на відстані 7-10 мм від стінки резервуара, усередині якого розміщені перетворювачі; - довжина LD прямої ділянки трубопроводу з великим діаметром - D визначається на основі рівності LD=(5,0-5,5)D; - відстань LДП від кінця трубопроводу з меншим діаметром - d до поверхні дискового перетворювача складає LДП=(1,5-2,0)d; - відстань LКП від кінця трубопроводу з великим діаметром до поверхні конусного перетворювача визначається формулою LКП=(1,3-1,5)(D-d)/2; - відношення діаметрів підстави конусного перетворювача DКП і трубопроводу з великим діаметром - D знаходиться в межах DКП/D=(3,0-3,5); 1 UA 78146 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - відношення діаметрів трубопроводів з меншим d і великим D діаметрами складає d/D=(0,30,5). На кресленні представлена схема пропонованого рідинного змішувача. Рідинний змішувач містить напірні пристрої 1, 2, встановлені на живильних трубопроводах 3, 4, конусний 5 і дисковий 6 розсіювачі - перетворювачі сформованих струминних потоків змішуваних рідин в нерозривні тонкошарові потоки і резервуар 7, усередині якого встановлені конусний 5 і дисковий 6 перетворювачі. Конусний перетворювач 5 закріплений на живильному трубопроводі 3 і встановлений під живильним трубопроводом 4, дисковий перетворювач 6 встановлений стаціонарно під живильним трубопроводом 3. При цьому: - живильні трубопроводи мають різні діаметри, і трубопровід 3 з меншим діаметром - d встановлений усередині трубопроводу 4 з великим діаметром - D і співвісний з ним, що забезпечує подачу сформованих потоків рідких середовищ в напрямі зверху вниз; - кут нахилу твірної конусного перетворювача 5 до горизонталі вибраний в межах α=30-35 градусів; - відстань між підставою конусного перетворювача 5 і дисковим перетворювачем 6 вибрані так, щоб продовження поверхонь конусного і дискового перетворювачів 5 і 6 перетиналися на відстані 7-10 мм від стінок резервуара 7, усередині якого встановлені перетворювачі і здійснюється змішення рідких середовищ. Завдяки цьому тонкошарові потоки після відриву від поверхонь перетворювачів спочатку співударяються один з одним і первинно перемішуються, далі спільно співударяються із стінкою резервуара 7, що забезпечує додаткове перемішування рідких середовищ; - довжина LD трубопроводу 4 з великим діаметром - D вибирається в межах LD=(5,0-5,5)D; - відстань LКП від кінця трубопроводу 4 з великим діаметром D до поверхні конусного перетворювача визначається по формулі LКП=(1,3-1,5)(D-d)/2; - відстань LДП від кінця трубопроводу 3 з меншим діаметром - d до поверхні дискового перетворювача 5 знаходиться в межах LДП=(1,5-2,0)d; - відношення діаметрів трубопроводів 3 і 4 (з меншим - d і великим - D діаметрами) складає d/D=(0,3-0,5); - відношення діаметрів підстави конусного перетворювача DКП і трубопроводу з великим діаметром - D знаходиться в межах DКП/D=(3,0-3,5) Пропонований змішувач рідких середовищ працює таким чином. Змішувані рідкі середовища сформованими струминними потоками витікають з живильних трубопроводів 3 і 4, в яких змішувані середовища рухаються в напрямі зверху вниз з швидкостями більше 1 м/с. Струминний потік рідкого середовища, витікаючий з трубопроводу 4 з великим діаметром - D, прямує на конусний перетворювач 5, струминний потік рідкого середовища, витікаючий з трубопроводу 3 з меншим діаметром - d, прямує на дисковий перетворювач 6. Сформовані струминні потоки перетворюються на перетворювачах 5 і 6 в тонкошарові нерозривні і після відриву від поверхні перетворювачів, залишаючись нерозривними, стикаються спочатку на відстані 7-10 мм від стінки резервуара 7 і потім в процесі спільного руху повторно стикаються із стінкою резервуара. Завдяки цьому здійснюється ефективне перемішування рідких середовищ, чому сприяє: значна швидкість їх руху; значний периметр зіткнення потоків, рівний периметру кола резервуара 7 в зоні зіткнення з його стінками об'єднаних тонкошарових потоків змішуваних середовищ; мінімальна товщина тонкошарових потоків 7-10 мм і максимальне взаємопроникнення змішуваних середовищ за рахунок максимального зусилля, прикладеного до мінімальних об'ємів змішуваних рідких середовищ в конкретній "точковій" зоні їх зіткнення. Після змішення потоків рідких середовищ їх загальний потік віддаляється з резервуару 7 самопливом через його розвантажувальний патрубок. Слід зазначити, що використання пропонованого рідинного змішувача дозволяє завантажувати рідкі середовища (у тому числі і дрібнодисперсні фази), що ефективно перемісили, безпосередньо в технологічні апарати, не направляючи їх в проміжні сховища, де рівномірність розподілу частинок твердої фази в рідкій фазі доводиться примусово підтримувати за допомогою механічних мішалок або стисненого повітря. Джерела інформації: 1. Заявка Японії № 48-92511, опубл. 1973. 2. А.с. СРСР № 841662. Кл. B01F5/02. Опубл. 30.06.81, Бюл. № 24. 2 UA 78146 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 Рідинний змішувач, що містить напірні пристрої, встановлені на живильних трубопроводах, дисковий перетворювач сформованого струминного потоку в тонкошаровий і резервуар, усередині якого встановлений дисковий перетворювач, який відрізняється тим, що забезпечений другим конусним перетворювачем струминного потоку в тонкошаровий потік, виконаним у вигляді конуса, живильні трубопроводи мають різні діаметри, і трубопровід з меншим діаметром встановлений усередині трубопроводу з великим діаметром і співвісний з ним, конусний перетворювач закріплений на трубопроводі з меншим діаметром і встановлений під трубопроводом з великим діаметром, дисковий перетворювач стаціонарно встановлений під трубопроводом з меншим діаметром, кут нахилу твірної конусного перетворювача до горизонталі вибраний в межах α=(30-35)°, відстань між основою конусного перетворювача і дисковим перетворювачем вибрано так, щоб продовження їх поверхонь перетиналися на відстані (7-10) мм від стінок резервуара, в якому встановлені перетворювачі, довжина трубопроводу LD з великим діаметром D визначається по формулі LD=(5,0-5,5)D, відстань LKП від кінця трубопроводу з великим діаметром D до поверхні конусного перетворювача знаходиться в межах LКП=(1,3-1,5)(D-d)/2, відстань LДП від кінця трубопроводу з меншим діаметром d до поверхні дискового перетворювача вибирається відповідно до умови LДП=(1,3-1,5)d, відношення діаметрів трубопроводів з меншим d і великим D діаметрами визначається межею d/D=(0,3-0,4), відношення діаметрів основи конусного перетворювача DКП і живильного трубопроводу з великим діаметром D вибирається відповідно до умови DКП/D=(3,0-3,5). 3 UA 78146 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4