Статический смеситель

Полезная модель относится к статическим смесителям для смешивания жидкостей и получения однородных смесей в трубопроводах и может применяться, в частности при определении содержания воды в потоке смеси жидкостей.
При измерении обводненности жидкости предъявляются высокие требования к однородности смеси, так как первичные преобразователи большей части влагомеров измеряют характерный параметр, пропорциональный содержанию воды, в ограниченном диапазоне потока. При длительной перекачке смеси жидкостей происходит расслоение фаз потока, обусловленное различием их свойств (плотности, вязкости и т.п.). Это, в свою очередь, приводит к уменьшению точности при измерениях количественного состава воды в смеси жидкостей.
Существует множество устройств, которые предназначены для смешивания жидкостей, а также могут применяться для получения однородных смесей.
Известен статический смеситель, содержащий трубчатый корпус с выполненными в нем суживающей и расширительной смесительными камерами. Данный смеситель представляет собой блок последовательно расположенных одной или нескольких пар сужающихся и расширительных камер (RU 2215277 С1, опубл. 27.10.2003).
Известный смеситель обладает недостаточной эффективностью смешивания, поскольку перемешивание осуществляется только за счет резкого изменения скорости потока при его движении через расширительную и суживающуюся камеры.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое решение, является повышение эффективности смешивания жидких фаз в статическом смесителе за счет обеспечения дополнительной закрутки и усиленного вихреобразования потока.
Технический результат достигается тем, что в статическом смесителе, содержащем трубчатый корпус с выполненными в нем суживающей и расширительной смесительными камерами, в корпусе также выполнена, по меньшей мере, одна секция дополнительных смесительных камер, размещенная между суживающей и расширительной смесительными камерами, сообщенная с ними и включающая сопряженные между собой дополнительную расширительную камеру и вихревую камеру с нелинейной образующей, при этом сечение расширительной камеры на выходе из смесителя соответствует сечению присоединяемого технологического трубопровода.
Выполнение в корпусе смесителя вихревой камеры с нелинейной образующей, позволяет организовать усиленное вихреобразование потока, за счет принудительного закручивания потока, поступающего из расширительной камеры, что способствует достижению необходимой гомогенности получаемой смеси.
Наличие секций смесительных камер, состоящей из дополнительных расширительной камеры и сопряженной с ней вихревой камеры, позволяет многократно изменять скорость движущегося в смесителе потока с одновременным вихреобразованием в вихревых камерах, что способствует достижению еще большей гомогенности смеси.
Полезная модель поясняется графически, где на фиг. 1 изображена схема предлагаемого статического смесителя с одной секцией дополнительных смесительных камер, а на фиг. 2 изображена схема статического смесителя с несколькими секциями дополнительных смесительных камер.
Статический смеситель содержит трубчатый корпус 1 с присоединительными фланцами 2. Корпус выполнен с суживающей камерой 3, расширительной камерой 4, сопряженной с ней вихревой камерой 5, соединенной с выходной расширяющей камерой 6, выходное сечение которой соответствует сечению присоединяемого технологического трубопровода. Образующая 7 вихревой камеры 5 выполнена нелинейной.
Сопряженные между собой расширительная камера 4 и вихревая камера 5 образуют секцию смесительных камер. В корпусе может быть выполнено нескольких таких секций (фиг. 2), когда выход из вихревой камеры 5 первой секции камер соединен со входом в расширительную камеру 8 второй секции камер, сопряженной с вихревой камерой 9 второй секции.
Устройство работает следующим образом.
Жидкость, имеющая в своем составе недостаточно диспергированные фазы (например, воду и нефть), проходит попеременно через суживающую и расширительную камеры 3 и 4, смешиваясь за счет резкого изменения скорости и направления потока. На выходе из расширительной камеры 4 поток жидкости попадает в вихревую камеру 5, где закручивается, за счет уменьшения скорости потока после расширительной камеры и самой формы вихревой камеры 5 (нелинейной образующей, обеспечивающей плавное изменение диаметра камеры с закруглением на выходе). В камере 5 обеспечивается интенсивное вихреобразование и дополнительное перемешивание жидкости, в результате чего образуется мелкодисперсный поток водонефтяной эмульсии, имеющей стабильные характеристики, одинаковые во всем сечении потока.
Конструкция устройства обеспечивает необходимую степень дисперсности жидких фаз, требуемой при определении количественного состава воды в жидкости.
Использование предложенного устройства совместно с поточными влагомерами позволит повысить точность измерения влагосодержания перекачиваемой жидкости.