СМЕСИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области смешения жидкостей и может быть использована в химической, горнодобывающей промышленностях, в частности, в гидрометаллургии при сорбционном извлечении урана, где требуется смешение концентрированной кислоты с водой или оборотным раствором от основного процесса сорбции и существует необходимость в равномерном и безопасном распределении кислоты по всему объему смесителя.
Известно устройство для смешения компонентов в жидкой среде, включающее корпус с динамоасимметричной мешалкой и трубопроводами подачи и отвода жидкости (Патент RU №2130334, B01F 003/08, B01F 003/12, B01F 007/00, опубл. 20.05.1999).
Известно устройство для смешения жидкостей посредством размещенного в трубе вертикального вала со шнеком на конце (Патент RU №2179065, B01F 003/08, опубл. 10.02.2002 - прототип).
Однако, как и в предыдущем устройстве для смешения жидкостей, работа известного устройства основана на использовании дополнительного источника энергии. Устройство не экономично, не обеспечивает быстрого и качественного смешения, к тому же наличие подвижных элементов может понизить работоспособность устройства.
Настоящая полезная модель направлена на создание смесителя для быстрого и качественного смешения жидкости с агрессивной кислотой с высокой работоспособностью.
Технический результат заключается в том, что полезная модель предусматривает смеситель простой конструкции с отсутствием подвижных элементов и обеспечивает длительную эксплуатацию при минимальном техническом обслуживании и хорошее качество смешения.
Технический результат достигается тем, что смеситель, включающий корпус с трубопроводами для концентрированной кислоты, разбавителя и раствора заданной концентрации, снабжен узлом подачи смешивающихся жидкостей. Узел подачи коаксиально размещен внутри корпуса и выполнен в виде цилиндра. В последнем так же коаксиально размещен трубопровод для концентрированной кислоты, снабженный перфорированным концом и закрепленный относительно цилиндра перфорированным центратором. Узел подачи смешивающихся жидкостей закреплен в корпусе, по меньшей мере, двумя перфорированными центраторами. Трубопровод для разбавителя расположен в верхней части цилиндра, трубопровод для раствора заданной концентрации смонтирован в верхней части корпуса смесителя.
Признаки, отличающие предлагаемое решение от наиболее близкого по прототипу, характеризуют наличие в смесителе узла подачи смешивающихся жидкостей, размещенного внутри корпуса и выполненного в виде цилиндра.
Такая конструкция с размещением трубопровода для концентрированной кислоты коаксиально внутри цилиндра, в который, в свою очередь, поступает разбавитель, и снабжение конца этого трубопровода перфорацией позволяет кислоте поступать равномерно во внутрь объема наполненного разбавителем цилиндра, хорошо смешиваться и далее поступать в еще больший объем корпуса, проходя через перфорированные центраторы. Процесс смешения улучшается за счет турбулизации потока и подъема вверх. Этому способствует расположение трубопроводов для разбавителя и для раствора кислоты заданной концентрации.
Конструкция полезной модели не содержит подвижных элементов, проста в изготовлении и обеспечивает длительную ее эксплуатацию при минимальном техническом обслуживании.
Кроме того, смеситель экономичен, так как его работа основана на использовании энергии потока и не требует дополнительных энергозатрат.
Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что отличительные от прототипа признаки отвечают критерию «новизна».
Смеситель представлен на чертежах:
фиг.1 - общий вид смесителя в разрезе;
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Конструкция состоит из корпуса 1 с трубопроводом 2 для раствора заданной концентрации, расположенным в верхней части корпуса 1.
Коаксиально с последним смонтирован узел подачи смешивающихся жидкостей. Узел подачи состоит из цилиндра 3, трубопровода 4 для разбавителя и трубопровода 5 для концентрированной кислоты с перфорированным концом 6.
Трубопровод 5 так же коаксиально размещен в цилиндре 3 и закреплен в нем перфорированным центратором 7.
В свою очередь, цилиндр 3 закреплен в корпусе 1, по меньшей мере, двумя перфорированными центраторами 8.
Трубопровод 4 расположен в верхней части цилиндра 3. В нижней части корпуса 1 смонтирован трубопровод 9 для слива раствора или чистки смесителя.
Конструкция смесителя должна быть герметичной, для этого предусмотрены фланцевые соединения 10 и 11 с прокладками 12 и 13.
Цилиндр 3 и трубопровод 5 соединены с фланцами 10 и 11 так же герметично, например, сваркой.
Кроме того, трубопроводы 2, 4, 5 и 9 снабжены фланцами для подключения к соответствующему оборудованию, согласно технологическому процессу. Смеситель снабжен патрубком 14 для сообщения с атмосферой.
Смеситель включен в технологическую цепочку участка денитрации при сорбционном извлечении урана.
Предварительно рассчитывают необходимую концентрацию раствора кислоты для процесса регенерации смолы на сорбцию и на приготовление десорбирующего раствора. Для этого в технологическую цепочку включены расходомеры на кислоте и на разбавителе (на чертеже не показаны).
Смеситель работает следующим образом. По трубопроводу 4 подается разбавитель в виде воды или оборотных растворов от основного процесса, содержащих слабый раствор кислоты, заполняется объем смесителя, и подается из напорного бака (на чертеже не показан) концентрированная серная кислота. Серная кислота по трубопроводу 5 через перфорированный конец 6 поступает в цилиндр 3 узла подачи смешивающихся жидкостей. Центратор 7 не только закрепляет конец трубопровода 5, но и помогает лучше смешивать концентрированную кислоту с разбавителем. Затем раствор поступает в общий объем корпуса 1 смесителя. Под напором потока раствор перемещается снизу вверх и, проходя центраторы 8, процесс смешивания усиливается за счет приобретенной потоком турбулизации. Из трубопровода 2 выходит раствор заданной концентрации и хорошо перемешанный, готовый для технологического цикла.
Работа смесителя основана на использовании энергии потока и не требует дополнительных энергозатрат.
Конструкция проста в изготовлении, работоспособна и обеспечивает длительную ее эксплуатацию при минимальном техническом обслуживании и хорошее качество смешения.
Для устранения коррозии конструкция смесителя может быть выполнена, например, из полиэтиленовых корпуса, цилиндра и трубопроводов.