УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ ПОТОКОВ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для смешивания потоков жидкостей (обрабатываемой воды и жидкого реагента), и может быть использована в технологических процессах обеззараживания и очистки природных и сточных вод.
Известно устройство «прямоточный вихревой смеситель», содержащее две коаксиально расположенные цилиндрические трубы, внутренняя из которых короче внешней, снабженные однозаходными закручивающими устройствами, имеющими разные направления закрутки, штуцеры для ввода компонентов, расположенные на торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства, находящийся с одной стороны устройства, при этом с другой его стороны торцевая часть внешней трубы смесителя герметично закрыта. (Патент на изобретение : регистрационный номер RU 2414283, номер заявки 2009107448 B01F 5/00, опубл. 20.03.2011, номер публикации патента 8).
Основным недостатком известного устройства является низкая эффективность смешения компонентов.
Задачей полезной модели является создание конструкции устройства, позволяющей повысить эффективность смешения компонентов в микрообъемах за счет обеспечения эффекта противотока газовой и жидкой фаз в местах локального сужения площади сечения потока с повышенной скоростью движения фаз.
Для решения указанной задачи устройство, содержащее две соосно расположенные вертикальные цилиндрические трубы, внутренняя из которых короче внешней, снабженное патрубками для ввода в него смешиваемых компонентов, присоединенными в торцевой части внутренней трубы, патрубками для вывода образовавшейся смеси, присоединенными к нижней части внешней трубы, верхняя часть которой герметично закрыта крышкой, дополнительно оснащается расположенной в межтрубном кольцевом пространстве перфорированной перегородкой толщиной 3-5 мм, суммарная площадь отверстий которой составляет 30% от общей площади перегородки, тангенциально присоединенными к внешней трубе патрубками для отвода и подвода рециркуляционного потока смешиваемых жидкостей, соединенными трубопроводом с насосом и эжектором, подсасывающим атмосферный воздух, и клапаном для стравливания воздуха, установленным на крышке в верхней части внешней трубы.
Полезная модель устройства для смешивания потоков жидкостей поясняется сопровождающими чертежами: Фиг. 1 - Общий вид устройства для смешивания потоков жидкостей, Фиг. 2 - Разрез А-А.
Устройство для смешивания потоков жидкостей содержит две соосно расположенные вертикальные цилиндрические трубы (внутреннюю 1 и внешнюю 2), патрубки 3 для ввода смешиваемых компонентов и патрубок 4 для вывода полученной смеси. Верхняя часть внешней трубы 2 герметично закрыта крышкой.
Согласно изобретению в межтрубном кольцевом пространстве перпендикулярно оси симметрии труб расположена перегородка 6, имеющая перфорации 7. Суммарная площадь отверстий 7 в перегородке составляет 30% от общей площади перегородки. К внешней трубе 2 ниже перфорированной перегородки 6 тангенциально присоединены патрубки 8 и 9, соединенные трубопроводом с насосом 10 и эжектором 11, подсасывающим атмосферный воздух. В герметичной крышке 5 на верхней части внешней трубы 2 установлен клапан 12 для стравливания воздуха.
Устройство для смешения потоков жидкостей работает следующим образом: смешиваемые жидкости под напором поступают во внутреннюю трубу устройства 1 через патрубки 3 и далее проходят в кольцевое пространство, образованное трубами 1 и 2. Жидкость из кольцевого пространства по патрубку отвода рециркуляционного потока 8 поступает в насос 10, перекачивается через эжектор 11, где происходит подсос в рециркуляционный поток атмосферного воздуха. Водо-воздушная смесь под избыточным напором по патрубку 9, тангенциально присоединенному к внешней трубе 2, поступает в кольцевое пространство, где образуется нисходящий поток водо-воздушной смеси имеющий вращательно-поступательные движения. Под действием подъемной силы Архимеда пузырьки воздуха всплывают к поверхности перфорированной перегородки 6, проходят через отверстия 7 и образуют под крышкой 5 газовую прослойку, из которой воздух выводится через клапан 12. В противоток газовой фазе через отверстие 7 сверху вниз движется поток смешиваемых жидкостей, что обеспечивает эффективное макромасштабное и микромасштабное перемешивание. Окончательное перемешивание поступающих жидкостей происходит при движении смеси в противотоке со всплывающими пузырьками воздуха в кольцевом пространстве, образованном трубами 1 и 2. Полученная смесь выводится через патрубок 4, расположенный на внешней трубе 2.