СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ РЕЗЕРВУАРОВ

Полезная модель относится к устройствам для смешивания и выравнивания состава жидкостей в резервуарах и может быть использовано в любых областях народного хозяйства, в том числе в химической, нефтяной, нефтеперерабатывающей промышленности и на нефтебазах, где требуется гомогенизация жидкостей различной плотности и склонных к расслоению состава.
Для перемешивания в резервуарах жидкостей различной плотности, склонных к расслоению состава, широко используются струйные смесители с сопловыми эжекторами.
Известен смеситель, в котором, для повышения эффективности перемешивания, на внутренней поверхности диффузора эжектора выполнены спиральные направляющие ребра (RU 344881).
Известен также смеситель (RU 965491), имеющий эжектор с первичным щелевым соплом, расположенным по периметру наружной поверхности входного конфузора эжектора, ось первичного сопла эжектора установлена перпендикулярно оси эжектора, причем внутренняя поверхность входного конфузора вверх от сопла выполнена криволинейной, а вниз за соплом - без скруглений.
Указанные смесители малоэффективны и потому имеют ограниченное применение, в основном для перемешивания жидкостей, склонных к расслоению с невысокой разностью плотностей, например для молока, отстоявшегося в процессе хранения в резервуарах.
Более эффективным смесителем для перемешивания жидкостей в резервуарах, используемым в химической и нефтяной отраслях, является смеситель по патенту RU 2189852, оп.27.09.2002, МПК B01F 5/04 - прототип.
В прототипе повышение эффективности перемешивания жидкостей достигается за счет того, что смеситель имеет эжекторное сопло, на внутренней цилиндрической части которого, обращенной к диффузору, выполнены выступы в виде радиальных колец или цилиндрических стержней с определенными симплексами. Корпус смесителя соединен с диффузором планками и прикреплен к резервуару под углом 25-75°.
Начальная турбулизация потока жидкости в прототипе происходит в цилиндрической части эжекторного сопла, а функцию камеры смешения выполняет диффузор, в котором теряется часть энергии потока. Поэтому смеситель недостаточно эффективен, имеет невысокую скорость перемешивания и, соответственно, производительность для получения однородной смеси по всему объему резервуара.
Указанный недостаток устранен в предлагаемом техническом решении задачи, заключающейся в создании простой, экономичной и надежной конструкции смесителя.
Технический результат заключается в повышении интенсивности и равномерности перемешивания жидкостей с различными плотностями и механическими примесями с получением гомогенной структуры смеси по всему объему резервуара при сокращении энергозатрат и обеспечении норм пожаровзрывобезопасности.
Технический результат достигается тем, что смеситель для резервуаров, содержащий корпус с эжекторным соплом, на внутренней поверхности цилиндрической части которого выполнены выступы в виде цилиндрических стержней, согласно полезной модели, смеситель снабжен конфузором, выполненным в виде обтекаемого тела вращения и имеющим на наружной поверхности ребра жесткости, соединяющие его с конусообразным соплом корпуса, который закреплен в держателе, выполненном с возможностью регулирования угла наклона корпуса относительно днища резервуара при размещении в нем смесителя.
При этом конфузор может иметь форму усеченного конуса или усеченного эллипсоида вращения либо гиперболоида вращения.
Выполнение корпуса смесителя с коническим соплом придает потоку жидкости, поступающей из напорного трубопровода гидросистемы, начальное ускорение, усиливающееся в конфузоре, ребра жесткости которого служат для соединения с соплом корпуса и предотвращения вибрации резервуара. Наличие держателя корпуса и его выполнение с возможностью регулирования угла наклона смесителя относительно днища резервуара позволяет оперативно изменять угол атаки исходящей из сопла струи. Указанная совокупность отличительных существенных признаков смесителя обеспечивает достижение поставленного технического результата, а диапазон выбора форм конфузора способствует расширению номенклатуры устройств.
Полезная модель поясняется примером выполнения смесителя с сопровождающими чертежами, на которых изображены: Фиг. 1 - общий вид смесителя; Фиг. 2 - размещение смесителя в резервуаре.
Смеситель для резервуаров (фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1 с коническим соплом 2, конфузор 3 и цилиндрическую камеру смешения 4. На внутренней поверхности камеры смешения 4 выполнены выступы в виде цилиндрических стержней 5. На наружной поверхности конфузора 3 выполнены ребра жесткости 6 для соединения с соплом 2 и гашения вибрации. Корпус 1 смесителя закреплен в держателе 7, который выполнен с возможностью регулирования угла наклона корпуса относительно днища резервуара 8, для оперативного изменения угла атаки исходящей из эжекторного сопла струи, который выбирается в зависимости от высоты, объема резервуара и требований норм пожаробезопасности (фиг. 2).
Работа смесителя осуществляется следующим образом.
-3
3
Смеситель закрепляют на днище резервуара 8 посредством регулируемого держателя 7 и устанавливают под углом от 0,5° до 40° к днищу в зависимости от объема и высоты резервуара. При включении насоса гидросистемы (на чертежах не показано) неоднородная по составу и/или плотности жидкость поступает из напорного трубопровода в корпус 1 смесителя. Благодаря конической форме сопла 2 поток жидкости ускоряется и поступает в конфузор 3, конфигурация которого придает потоку дополнительное ускорение. В камере смешения 4 поток жидкости, проходя через систему стержней 5, приобретает первичную турбулентность. Поток струи, исходящий из камеры смешения 4, образует в резервуаре сложное движение жидкости, за счет которого часть жидкости через конфузор 3 дополнительно вовлекается в камеру смешения 4, приобретая вторичную турбулентность. Скорость выхода струи из эжекторного сопла достигает до 20 м/с, а коэффициент эжекции до 3. В процессе перемешивания ребра жесткости 6 конфузора 3 эффективно гасят вибрацию, приводящую к преждевременному разрушению резервуара и негативно влияющую на пожаровзрывобезопасность всего процесса. Регулирование держателем 7 положения смесителя относительно днища резервуара 8 позволяет охватывать весь объем резервуара и исключать «застойные зоны», образование которых влечет за собой потери жидкости, например нефти, и необходимость периодической чистки резервуара от отложений нефтешламов. Указанным образом достигается интенсивное перемешивание жидкости по всему объему и высоте резервуара с получением качественной смеси однородной плотности с характерной величиной отклонения до 10 г/см (установлено экспериментально). Скорость выхода струи и турбулентность потока варьируются в зависимости от формы конфузора, выбираемой по п. 2 формулы полезной модели.
Таким образом, технический результат достигается только за счет части потенциальной энергии потока в напорном трубопроводе без дополнительных энергозатрат.