ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к устройствам для смешивания жидкостей с твердыми веществами и более конкретно - к циркуляционным смесителям для смешивания и растворения твердых веществ в жидкой среде, в частности, для получения (приготовления) ингибиторов коррозии стали на основе водорастворимого полимера, в качестве которого используют полиоксиэтилен, кальцинированной соды и бентонитовой глины.
Более конкретно, циркуляционный смеситель предназначен для:
1) растворения твердых веществ в жидкости, в том числе полимеров с высоким молекулярным весом без предварительного их набухания;
2) диспергирования в жидкости твердых веществ, в том числе обладающих способностью к набуханию, с частицами субмикронных размеров (десятки и сотни нанометров, например, бентонитовые глины);
3) поддержания постоянного объемного состава седиментирующих гетерогенных сред (жидкостей);
4) поддержания флоккуляционной устойчивости нестабильных многокомпонентных систем.
Уровень техники.
Известен смеситель для гетерогенных сред, который снабжен тарелкой, края которой загнуты навстречу потоку гетерогенной среды, расположенной ниже всасывающего отверстия струйного аппарата. Края тарелки находятся на уровне среза всасывающего отверстия (патент RU №2125906, B01F 5/10).
К недостатку известного устройства следует отнести то, что чрезмерно усложнена конструкция струйного аппарата, а также отсутствует возможность оперативного и легкого удаления посторонних и загрязняющих веществ.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является конструкция смесителя, содержащего цилиндроконический корпус, циркуляционный контур, насос, расположенный по оси корпуса струйный аппарат, включающий диффузор, камеру смешения, приемную камеру и сопло. При этом устройство снабжено всасывающим патрубком, на нижнем конце которого имеется рассекатель, прикрепленный к входу в приемную камеру струйного аппарата (патент RU №2035982, B01F 5/10).
К недостаткам известного устройства можно отнести то, что:
- отсутствует горизонтальное перемешивание жидкости и, следовательно, возможна неоднородность перемешивания по объему смесителя;
- имеется возможность засорения струйного аппарата, прежде всего, в сопле;
- имеются застойные зоны (ложное дно, пристеночные области);
- смеситель предназначен для стационарного использования.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков.
Сущность полезной модели
Указанный технический результат достигается тем, что в циркуляционном смесителе, содержащем цилиндроконический корпус, циркуляционный контур, включающий насос, всасывающий и нагнетательный трубопроводы и расположенный по оси корпуса струйный аппарат, включающий диффузор, согласно полезной модели всасывающий трубопровод подсоединен в нижней части к конической части корпуса, а диффузор установлен в верхней зоне конической части и выполнен в виде перпендикулярно и симметрично расположенных по обе стороны струйного аппарата в горизонтальной плоскости боковых трубопроводов с разнонаправленными перпендикулярно им расположенными патрубками завихрения, при этом сумма площадей поперечного сечения последних по меньшей мере равна площади поперечного сечения струйного аппарата, причем последний в нижней части снабжен съемной заглушкой.
А также тем, что высота цилиндрической части корпуса выполнена меньше, чем высота конической части.
Простое сравнение известного решения (прототипа) и предлагаемого показывает, что в первом струйный аппарат кроме диффузора снабжен камерой смешения, приемной камерой, соплом, а всасывающий патрубок снабжен рассекателем.
В предложенном решении струйный аппарат имеет только диффузор, который выполнен в виде симметрично расположенных по обе его стороны трубопроводов с разнонаправленными патрубками, обеспечивающими завихрение, смешение и растворение продуктов смешения, причем равномерно по всему объему смесителя как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении (за счет сил тяжести).
Ниже полезная модель поясняется на примере выполнения с сопровождающими чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематично представлен в разрезе предлагаемый смеситель;
на фиг.2 - то же, вид сверху.
Осуществление полезной модели
Циркуляционный смеситель содержит цилиндроконический корпус (емкость) 1, циркуляционный контур 2, включающий насос 3, всасывающий 4 и нагнетательный 5 трубопроводы и расположенный по оси корпуса струйный аппарат 6, включающий диффузор 7. Согласно полезной модели всасывающий трубопровод 4 подсоединен в нижней части к конической части 8 корпуса, а диффузор 7 установлен в верхней зоне конической части 8 и выполнен в виде перпендикулярно и симметрично расположенных по обе стороны струйного аппарата 6 в горизонтальной плоскости боковых трубопроводов 9, 10 с разнонаправленными перпендикулярно им расположенными патрубками завихрения 11, 12. При этом сумма площадей поперечного сечения последних по меньшей мере равна площади поперечного сечения струйного аппарата 6, причем последний в нижней части снабжен съемной заглушкой 13.
Причем высота цилиндрической части 14 корпуса выполнена меньше, чем высота конической части 8. Корпус 1 сверху может быть закрыт крышкой с отверстием для загрузки компонентов.
Работает циркуляционный смеситель следующим образом.
Перед началом работы в емкость 1 заливаются жидкие компоненты смеси и включается насос 3.
Жидкость в емкости 1 непрерывно перемешивается посредством циркуляционного контура 2 насосом 3 через всасывающий 4 и нагнетательный 5 трубопроводы и струйный аппарат 6. Смешиваемые компоненты последовательно загружаются в смеситель сверху через специальное отверстие (на чертеже не показано). Твердые компоненты загружаются в жидкость в порошковом состоянии постепенно для предотвращения комкования.
Перемешивание жидкой композиции в смесителе осуществляется за счет интенсивного горизонтального завихрения посредством диффузора 7, состоящего из боковых трубопроводов 9, 10 и патрубков 11, 12. Диффузор 7 расположен в верхней зоне конической части 8 емкости 1, причем для обеспечения равномерности перемешивания в вертикальном направлении (за счет гравитации) высота цилиндрической части 14 емкости 1 не должна превышать высоты конической части, а максимальный уровень жидкости в емкости не должен быть выше половины высоты цилиндрической части. При таких условиях происходит равномерное горизонтальное и вертикальное перемешивание жидкости по всему объему без образования застойных зон.
Более детально струйный аппарат 6 представляет собой вертикальную трубу с установленным на ней в нижней части диффузором 7 и заглушкой 15. А диффузор 7 состоит из горизонтальных и симметрично расположенных двух трубопроводов 9, 10 с патрубками завихрения 11, 12, загнутыми в противоположных направлениях для создания горизонтального вихревого движения жидкости. Площадь поперечного сечения трубопроводов и патрубков завихрения не должна превышать площади поперечного сечения центральной трубы струйного аппарата для оптимальной работы циркуляционного насоса и создания максимальной скорости завихрения жидкости. Нижняя часть струйного аппарата 6 снабжена съемной заглушкой 15 для оперативного удаления осадка из осевших крупных частиц, что позволяет отказаться от использования механического жидкостного фильтра, требующего постоянного обслуживания или замены.
При необходимости циркуляционный контур 2 может быть снабжен проточным нагревателем для ускорения процесса растворения или уменьшения вязкости перекачиваемой жидкости (на рисунке не показан).
В настоящее время изготовлен опытный образец заявленной полезной модели и, т.о. подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных средств и методов с обеспечением усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию «промышленная применимость».
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах, позволяет утверждать, что заявляемое решение соответствует требованию «новизна».
Следует заметить, что преимущество полезной модели перед близким аналогом (прототипом) обеспечивается представленной совокупностью существенных признаков, каждый из которых выполняет свою функцию, а вместе, во взаимосвязи, они решают задачу создания нового изделия, отвечающего современным требованиям.