УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДОЗИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ С РЕГУЛИРОВКОЙ ПОДАЧИ
DEVICE FOR PRODUCING GRADUATED MIXTURES WITH FEED ADJUSTMENT

Изобретение относится к смесительным устройствам и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности для получения смесей определенного соотношения.
Известно «Устройство для получения дозированных смесей», содержащее несколько патрубков, которые всасывают компоненты из нескольких изолированных друг от друга резервуаров, которое может дозировать и смешивать от одной до нескольких жидкостей или газов в любых сочетаниях с любой концентрацией готового продукта. Устройство содержит струйный насос с несколькими всасывающими патрубками, подсоединенными к нижним точкам резервуаров, на входе в струйный насос имеется газожидкостной смеситель, на выходе из него установлен кран-дроссель, к газожидкостному смесителю подводятся напорные газовый и жидкостной трубопроводы с кранами (Патент №2033854, МПК B01F 5/04, опубл. 30.04.1995 г.).
Недостаток заключается в том, что в устройстве не предусмотрены регулировки вихреобразования и качественной подачи инжектируемых сред, а также возможность их оптимизации.
Из известных наиболее близким по технической сущности является «Устройство для получения дозированных смесей», содержащее центральную камеру, напорную и смесительную камеры, периферийные и центральный нагнетательные патрубки, патрубки инжектируемых сред и их подвода. Периферийные нагнетательные патрубки установлены на напорной камере под углом к осевой и диаметральной плоскостям. Центральный нагнетательный патрубок оснащен ребрами и соединен посредством шестигранной муфты с патрубком инжектируемых сред, при этом патрубки за счет цилиндрической муфты установлены с возможностью осевого перемещения (Патент RU №2264848, МПК B01F 5/00, опубл. 27.11.2005 г.).
Недостаток заключается в том, что предложенное устройство не обеспечивает оптимизацию процесса инжекции и качественную дозировку концентрации инжектируемых сред в процессе работы.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение качества смешения инжектируемых сред в потоке рабочей среды, оптимизацию процесса инжекции путем плавного регулирования соотношения смешиваемых сред непосредственно при работе устройства, а также разрежения в диффузоре.
Это достигается тем, что рабочую среду для смешивания подают не менее чем тремя потоками, для чего ее разделяют на центральный и как минимум два периферийных потока, затем центральный поток рабочей среды подают под давлением, а периферийные потоки подвергают закрутке за счет подачи их в зону смешивания под углом к центральному потоку. Плавным изменением кольцевых щелей соплового блока изменяют количество и качество подачи инжектируемых сред.
С целью реализации регулировки степени дисперсности смеси и соотношения инжектируемых и рабочей сред в процессе работы в устройстве предусмотрены механизмы регулировки подачи рабочей среды и подачи инжектируемых сред, принцип работы которых основан на изменении величины щели между центральным нагнетательным патрубком и конфузором.
На чертеже представлено устройство для получения дозированных смесей в разрезе.
Устройство для получения дозированных смесей с регулировкой подачи (см. чертеж) содержит центральную камеру 1, напорную 9 и смесительную 12 камеры, соединенные конфузором 26, установленные коаксиально с возможностью осевого перемещения патрубок инжектируемых сред 18, и центральный нагнетательный патрубок 10, снабженные соплами 11 и 15 соответственно, причем между соплами обоих патрубков выполнена кольцевая щель 14, как минимум, два патрубка подвода инжектируемых сред 20, соединенных с центральным нагнетательным патрубком 10, оснащенным ребрами 16 через шестигранную муфту 21. При этом центральная 1 и напорная 9 камеры, сообщенные между собой посредством трубок 23, имеют, как минимум, четыре периферийных нагнетательных патрубков 2,8, половина из которых установлена на напорной камере 13 и расположена под наклоном к диаметральной и осевой плоскостям. Между поверхностью конфузора 26 и соплом патрубка инжектируемых сред 11 выполнена кольцевая щель 14. Центральная камера 1 соединена с центральным нагнетательным патрубком 10 за счет цилиндрической муфты 25, фиксируемой гайками 3. Кроме того, на патрубке инжектируемых сред 18 установлен корпус 19, где в подшипниках 4 установлена ведущая зубчатая шестерня 5 с барашком 6, которая зубьями находится в зацеплении с зубьями ведомой шестерни 17, имеющей резьбу на внутренней поверхности цилиндра, в соединении с резьбой на внешней поверхности втулки 7, а на внутреннем цилиндре шлицы, с зацеплением со шлицами патрубка инжектируемых сред 18. На шестигранной муфте 21 установлен корпус 31, где в подшипниках 27 установлена ведущая зубчатая шестерня 29 с барашком 28, которая зубьями находится в зацеплении с зубьями ведомой шестерни 30, имеющей резьбу на внутренней поверхности цилиндра, в соединении с резьбой на внешней поверхности втулки центрального патрубка 32, а на внутреннем цилиндре шлицы, с зацеплением со шлицами цилиндрической муфты 25. Подвижные части центрального патрубка 32, конфузора 26 имеют воротники 24, 22, 27 для герметизации замкнутого пространства.
Устройство для получения дозированных смесей с регулировкой подачи работает следующим образом.
В камеру 1 (см. чертеж) подается рабочая среда, где происходит ее разделение на центральный и периферийные потоки. В последующем центральный поток рабочей среды поступает по патрубку 11 во внутреннюю полость сопла 15, из которой под давлением выбрасывается в камеру 12, кроме того, по напорному трубопроводу 23 в камеру 9 подаются периферийные потоки, где с помощью наклонных периферийных нагнетательных патрубков 8 интенсивно закручиваются по направлению к камере 12. В то же время в патрубке 18 создается разрежение (вакуум) и под действием перепада давления в патрубках подвода инжектируемых сред 20 происходит подача инжектируемых сред по подводимым трубкам, например, концентратов присадок. Они попадают в вихреобразные периферийные потоки рабочей среды, что приводит к их интенсивному перемешиванию.
Регулирование степени дисперсности смеси и соотношения инжектируемых и рабочей сред в процессе работы устройства осуществляется механизмами регулировки подачи рабочей среды и подачи инжектируемых сред. Механизм регулировки подачи рабочей среды осуществляет регулировку подачи давления периферийными потоками из напорной камеры 9 в смесительную камеру 12, осуществляется изменением величины щели между центральным нагнетательным патрубком 10 и конфузором 26. Величина этого давления изменяет величину разрежения в патрубках подвода инжектируемых сред 20 (подачу), а также интенсивность перемешивания сред. Осуществляется следующим образом. Барашком 6 поворачивают ведущую зубчатую шестерню 5, которая своими зубьями поворачивает ведомую шестерню 17. Шестерня 17 соединена резьбой с внешней поверхностью втулки 7, связанной шлицами с патрубком инжектируемых сред 18. Так как ведомая шестерня 17 не имеет линейного перемещения, ограниченная корпусом 19, то в результате поворота ведомой шестерни 17 перемещается по шлицам патрубка инжектируемых сред 18 втулка 7, жестко связанная с конфузором 26, изменяя величину зазора между центральным нагнетательным патрубком 10 и конфузором 26.
Подобным же образом работает механизм подачи инжектируемых сред. Механизм подачи инжектируемых сред осуществляет регулировку подачи за счет изменения величины разрежения внутри патрубка инжектируемых сред 18 путем изменения зазора между конусом центрального нагнетательного патрубка 10 и соплом 11. Регулировка осуществляется следующим образом. Барашком 28 поворачивают ведущую зубчатую шестерню 29, которая своими зубьями поворачивает ведомую шестерню 30. Шестерня 30 соединена резьбой с внешней поверхностью втулки 32, шлицы внутренней поверхности которой связаны со шлицами цилиндрической муфты 25.
Так как ведомая шестерня 30 не имеет линейного перемещения, ограниченная корпусом 31, то в результате поворота ведомой шестерни 30 перемещается центральный патрубок 32 относительно шестигранной муфты 21, которая жестко связана с патрубком инжектируемых сред 18. Таким образом меняется зазор между конусом центрального нагнетательного патрубка 10 и соплом 11.
Заявляемое изобретение направлено на оптимизацию процесса инжекции вследствие плавной регулировки подачи в процессе работы инжектируемых сред и потока рабочей среды.
Предлагаемое устройство позволяет повысить качество смешения сред, оптимизировать процесс инжекции и дает возможность осуществления определенной дозированной концентрации инжектируемых сред в заданный объем рабочей среды посредством регулировки их соотношения непосредственно в процессе работы, что улучшает его эффективность и повышает надежность.