СИСТЕМА ПЕРЕМЕШИВАНИЯ
MIXING SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
[1] Настоящее изобретение относится к системе перемешивания для более эффективного перемешивания разных типов текучих сред.
[2]
Предпосылки изобретения
[3] Статический миксер является типом перемешивающего устройства, непрерывно перемешивающего текучую среду, которая проходит через трубку, без подвижной части. Статический миксер имеет отличную эффективность перемешивания, не шумит и не вибрирует, поскольку он не имеет подвижную часть и не требует ремонта и технического обслуживания. Следовательно, система перемешивания, использующая статический миксер, используется в различных областях.
[4] Фиг. 1 - схематичный вид обычного статического миксера. Как показано на фиг. 1, статический миксер установлен в трубке 10 для перемешивания текучей среды, поданной с одной стороны трубки 10. Текучая среда, поданная с одной стороны трубки, перемешивается при прохождении через перемешивающий элемент 20 на правой стороне и перемешивающий элемент 30 на левой стороне, которые расположены поочередно.
[5] Перемешивающий элемент 20 на правой стороне, изображенный на фиг. 1, имеет задний конец, повернутый для скручивания на 180° вправо по сравнению с его передним концом, и перемешивающий элемент 30 на левой стороне имеет задний конец, повернутый для скручивания на 180° влево по сравнению с его передним концом (передним концом является кромка рядом со стороной, на которую подается текучая среда, и задний конец является кромкой, удаленной от стороны, на которую подается текучая среда). Задний конец перемешивающего элемента 20 на правой стороне расположен сзади и перекрещивается с передним концом перемешивающего элемента 30 на левой стороне в контакте с ним, и задний конец перемешивающего элемента 30 на левой стороне и передний конец перемешивающего элемента 20 на правой стороне, расположенные сзади, также перекрещиваются друг с другом. То есть, перемешивающие элементы на правой стороне и левой стороне установлены поочередно, таким образом, направление потока текучей среды изменяется (циркуляция при вращении), и поток текучей среды изменяется (основное перемешивание), и, соответственно, текучая среда легко перемешивается.
[6] При этом, в последнее время были предложены способы увеличения эффективности системы перемешивания посредством расположения перемешивающего элемента, имеющего форму, отличную от формы статического миксера, спереди статического миксера, такого как раскрытого в публикации выложенного корейского патента №.10-2012-01218884 («Система перемешивания, включающая в себя объемный проточный миксер», опубликованная 6 ноября 2012 г.) (в дальнейшем, называемой известным уровнем техники 1).
[7] [Документ известного уровня техники]
[8] [Патентный документ]
[9] Публикация выложенного корейского патента №.10-2012-01218884 («Система перемешивания, включающая в себя объемный проточный миксер», опубликованная 6 ноября 2012 г.)
[10]
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
[11] Целью настоящего изобретения является создание системы перемешивания для увеличения эффективности перемешивания.
[12]
Решение проблемы
[13] В одном основном аспекте система перемешивания A, причем система перемешивания содержит трубку, выполненную с возможностью подачи в нее первой текучей среды, перемешивающий узел, включающий в себя множество перемешивающий элементов, установленных в трубке, установленных в направлении потока первой текучей среды, имеющих пластинчатую форму, в которой их задний конец скручен на заданный угол от их переднего конца и расположенных на расстоянии друг от друга, и подающий узел, выполненный с возможностью подачи второй текучей среды в область между смежными перемешивающими элементами или область между внутренней поверхностью трубки и каждым из перемешивающих элементов.
[14] Кроме того, задний конец каждого перемешивающего элемента может быть скручен под углом 45-180° от его переднего конца.
[15] Длина каждого перемешивающего элемента от переднего конца до заднего конца может составлять 0,4-1,2 диаметра трубки.
[16] Расстояние между взаимно смежными элементами может составлять 0,2-0,6 диаметра трубки.
[17] Подающий узел может подавать вторую текучую среду во внутреннюю часть трубки через множество проточных каналов.
[18] Подающий узел подачи может подавать вторую текучую среду на криволинейную форму поверхности на каждой стороне каждого перемешивающего элемента через, по меньшей мере, одну или более пар проточных каналов.
[19] Относительно длины трубки положение конца подающего узла, через который выгружается вторая текучая среда, может быть таким же, что и положение переднего конца каждого перемешивающего элемента, или конец подающего узла может быть расположен на задней стороне относительно переднего конца каждого перемешивающего элемента.
[20] Первая текучая среда может иметь вязкость более высокую, чем вязкость второй текучей среды.
[21] Первая текучая среда может иметь вязкость в 50-50000 раз больше вязкости второй текучей среды.
[22] Первая текучая среда может подаваться в количестве большем второй текучей среды.
[23] Количество второй текучей среды, подаваемой в трубку, может составлять 1 масс.% или меньше от первой текучей среды.
[24] Система перемешивания может дополнительно включать в себя статический миксер, расположенный на заднем конце перемешивающего узла.
[25]
Положительные результаты изобретения
В соответствии с системой перемешивания, включающей в себя объемный перемешивающий элемент примера осуществления настоящего изобретения, поскольку первая текучая среда и вторая текучая среда, поданные в трубку, сначала перемешиваются за счет изогнутой поверхности, образованной внутри перемешивающего узла и затем перемешиваются статическим миксером, эффективность перемешивания увеличена.
[27]
Краткое описание чертежей
[28] Фиг. 1 - схематичный вид системы перемешивания, включающей в себя статический миксер;
[29] фиг. 2 - схематичный вид системы перемешивания в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;
[30] фиг. 3 - перспективный вид объемного перемешивающего элемента в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения;
[31] фиг. 4 и 5 - виды в разрезе сверху объемного перемешивающего элемента в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения;
[32] фиг. 6 - вид сбоку объемного перемешивающего элемента в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения;
[33] фиг. 7 - вид в разрезе сверху объемного перемешивающего элемента в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения;
[34] фиг. 8 - вид в разрезе сверху объемного перемешивающего элемента в соответствии с третьим примером осуществления настоящего изобретения;
[35] фиг. 9 - вид в разрезе сверху объемного перемешивающего элемента в соответствии с четвертым примером осуществления настоящего изобретения.
[36]
Лучший вариант осуществления изобретения
[37] Ниже, будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи.
[38] Ниже, будут подробно описаны различные примеры осуществления системы перемешивания в соответствии с настоящим изобретением со ссылкой на сопроводительные чертежи.
[39] Система перемешивания, включающая в себя объемный перемешивающий элемент, в соответствии с настоящим изобретением, имеет множество примеров осуществления в соответствии с примерами осуществления дополнительного перемешивающего элемента, и, таким образом, сначала будет описана система перемешивания, и затем будут описаны примеры осуществления объемного перемешивающего элемента.
[40] На фиг. 2 схематично изображена система перемешивания в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
[41] Как показано на фиг. 2, система перемешивания в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, которая предназначена для перемешивания первой текучей среды A и второй текучей среды B, поданных в трубку 10, может включать в себя трубку 10, перемешивающий узел 100 и подающий узел 200, соединенный с внутренней частью трубки 10 с наружной стороны, и дополнительно может включать в себя статический миксер, установленный на заднем конце перемешивающего узла 100.
[42] В примере осуществления изобретения, изображенном на фиг. 2, первая текучая среда A может быть относительно большим количеством текучей среды, имеющей высокую вязкость, и вторая текучая среда B может быть относительно небольшим количеством текучей среды, имеющей низкую вязкость. Конкретно, при перемешивании первой текучей среды A и второй текучей среды B вторая текучая среда B может составлять менее 1% в массовом отношении относительно общей массы, перемешиваемых текучих сред, составляющей 100%, и вязкость первой текучей среды A может быть в 50-50000 раз выше вязкости второй текучей среды B.
[43] Статический миксер является таким же миксером, что и статический миксер, описанный выше в Предпосылках изобретения. Как показано на фиг. 2, перемешивающий элемент 20 на правой стороне и перемешивающий элемент 30 на левой стороне поочередно расположены на заднем конце перемешивающего узла 100 для перемешивания текучих сред, поданных через перемешивающий узел 100.
[44] Объемный перемешивающий элемент, который является основным признаком настоящего изобретения, может включать в себя перемешивающий узел 100 и подающий узел 200 и иметь различные примеры осуществления в соответствии с формами и положениями перемешивающего узла 100 и подающего узла 200. Ниже, будут подробно описаны примеры осуществления объемного перемешивающего элемента настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи.
[45] [Объемный перемешивающий элемент в соответствии с первым примером осуществления]
[46] На фиг. 3 изображен объемный перемешивающий элемент в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения. Как описано выше, объемный перемешивающий элемент настоящего изобретения установлен на переднем конце системы перемешивания, и, таким образом, на фиг. 3 изображен только участок верхней части на фиг. 2.
[47] Перемешивающий узел 100 служит для перемешивания первой текучей среды A и второй текучей среды B, поданных во внутреннюю часть трубки перед перемешиванием первой текучей среды A и второй текучей среды B в статическом миксере. Перемешивающий узел 100 может изменять поток первой текучей чреды A и второй текучей среды B, поданных в него, и может включать в себя множество перемешивающих элементов.
[48] На фиг. 3 изображен пример осуществления перемешивающего узла 100. Как показано на фиг. 3, в примере осуществления настоящего изобретения перемешивающий узел 100 может включать в себя первый перемешивающий элемент 110 и второй перемешивающий элемент 120.
[49] Первый перемешивающий элемент 110 и второй перемешивающий элемент 120 могут иметь одинаковую конструкцию, могут быть установлены внутри трубки 10 и могут быть расположены на заданном расстоянии друг от друга. Первый перемешивающий элемент 110 и второй перемешивающий элемент 120 могут быть закреплены во внутренней части трубки 10 и установлены внутри трубки 10 различными способами, и в примере осуществления настоящего изобретения первый перемешивающий элемент 110 и второй перемешивающий элемент 120 могут быть закреплены на трубке 10 при помощи сварки.
[50] Как показано на фиг. 3, первый перемешивающий элемент 110 и второй перемешивающий элемент 120 имеют скрученную пластинчатую форму и могут быть установлены в направлении потока первой текучей среды A, подаваемой в трубку 10. Ниже, с целью описания конец участка, в который подается первая текучая среды A, будет называться передним концом, и конец участка, из которого выпускается первая текучая среда A, будет называться задним концом.
[51] Как показано на фиг. 3, первый перемешивающий элемент 110 включает в себя первую криволинейную поверхность 113 наружной стороны и первую криволинейную поверхность 114 внутренней стороны, образованные на обеих скрученных боковых поверхностях, на которых первый задний конец 112 повернут под заданным углом от первого переднего конца 111 для скручивания.
[52] На фиг. 4 изображены перемешивающий узел 100 и подающий узел 200 на фиг. 3, если смотреть от верхней стороны к нижней стороне относительно фиг. 3. Как показано на фиг. 3 и 4, первый задний конец 112 первого перемешивающего элемента 110 может быть повернут для скручивания на угол 60° от первого переднего конца 111.
[53] Поскольку вторая текучая среда B подается из подающего узла 200 (который будет описан ниже) на первую криволинейную поверхность 114 внутренней стороны, образованную в виде первого заднего конца 112 первого перемешивающего элемента 110, который повернут для скручивания на 60° относительно первого переднего конца 111, и поток первой текучей среды A и второй текучей среды B изменяется за счет первой криволинейной поверхности 114 внутренней стороны, эффективность перемешивания двух разных текучих сред может быть увеличена.
[54] Однако, в настоящем изобретении степень, на которую первый задний конец 112 первого перемешивающего элемента 110 повернут для скручивания под заданным углом от первого переднего конца 111, не ограничивается 60°, и первый задний конец 112 может быть повернут для скручивания от первого переднего конца 111 в пределах 45-180°.
[55] Как описано выше, поскольку первый перемешивающий элемент 110 и второй перемешивающий элемент 120 имеют одинаковую конструкцию, в примере осуществления настоящего изобретения второй задний конец 122 второго перемешивающего элемента 120 может быть повернут для скручивания на 60° относительно второго переднего конца 121, и поскольку второй задний конец 122 второго перемешивающего элемента 120 может быть повернут для скручивания на заданный угол, вторая криволинейная поверхность 123 наружной стороны и вторая криволинейная поверхность 124 внутренней стороны образованы на обеих сторонах второго перемешивающего элемента 120.
[56] Как показано на фиг. 3 и 4, первый перемешивающий элемент 110 и второй перемешивающий элемент 120 могут быть закреплены на внутренней периферийной поверхности трубки и расположены на заданном расстоянии друг от друга, внутренняя область 130 для перемешивания может быть образована между первым перемешивающим элементом 110 и вторым перемешивающим элементом 120.
[57] На фиг. 5 показано расстояние между первым перемешивающим элементом 110 и вторым перемешивающим элементом 120. Ширина внутренней области 130 для перемешивания, т.е., расстояние L2 между первым передним концом 111 и вторым передним концом относительно фиг. 5 может составлять 1/3 внутреннего диаметра L1 (диаметр внутренней окружности) трубки 110, и расстояние L3 между первым передним концом 111 и внутренней периферийной поверхностью трубки 10 и расстояние L4 между вторым передним концом 121 и внутренней периферийной поверхностью трубки 10 может составлять 1/3 внутреннего диаметра L1 трубки 10. Однако, в настоящем изобретении расстояние L2 не ограничивается 1/3 внутреннего диаметра трубки 10 и может составлять 0,2-0,6. Каждое из расстояний L3 и L4 может быть длиной, полученной путем вычитания L2 из расстояния L1.
[58] Как показано на фиг. 3-5, подающий узел 200 подает вторую текучую среду B во внутреннюю область 130 для перемешивания. Здесь, подающий узел 200 может подавать вторую текучую среду B во внутреннюю область 130 для перемешивания через множество проточных каналов, и для реализации множества проточных каналов подающий узел 200 может включать в себя первую насадку 210 и вторую насадку 220.
[59] Первая насадка 210 и вторая насадка 220 могут подавать вторую текучую среду B в том же количестве и с той же скоростью подачи посредством закрытия трубки 10 с наружной стороны.
[60] Как описано выше, вторая текучая среда B, подаваемая из первой насадки 210, и вторая текучая среда B, подаваемая из второй насадки 220, перемешиваются при изменении их потоков по первой криволинейной поверхности 114 внутренней стороны первого перемешивающего элемента 110 и второй криволинейной поверхности 124 внутренней стороны второго перемешивающего элемента 120. Таким образом, вторые текучие среды B, подаваемые из первой насадки 210 и второй насадки 220, должны подаваться на первую криволинейную поверхность 114 внутренней стороны и вторую криволинейную поверхность 124 внутренней стороны, соответственно. Для этой цели положения первой насадки 210 и второй насадки 220 могут перекрываться с областями первой криволинейной поверхности 114 внутренней стороны и второй криволинейной поверхности 124 внутренней стороны, соответственно, на фиг. 5 и могут быть симметричны друг другу относительно центра C трубки 10. То есть, расстояние D1 от первой насадки 210 до центра C трубки 10 и расстояние D2 от второй насадки 220 до центра C трубки 10 могут быть равны друг другу.
[61] В объемном перемешивающем элементе в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения, изображенным на фиг. 3-5, был описан способ подачи при помощи подающего узла 200 второй текучей среды B в два проточных канала с использованием первой насадки 210 и второй насадки 220, но подающий узел 200 настоящего изобретения не ограничивается этим, и положение и число подающего узла 200 не имеют значения до тех пор, пока вторая текучая среда B подается во внутреннюю область 130 для перемешивания через четное число проточных каналов, и поданная вторая текучая среда B подается на криволинейные поверхности внутренних сторон, образованные перемешивающими элементами. В качестве альтернативы, в варианте осуществления вторая текучая среда, поданная из подающего узла 200 через проточный канал, может подаваться в область между каждым из первого перемешивающего элемента 110 и второго перемешивающего элемента 120 и трубкой 10, то есть, на первую криволинейную поверхность 113 наружной стороны и вторую криволинейную поверхность 123 наружной стороны.
[62] Фиг. 6 - вид сбоку объемного перемешивающего элемента в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения. Относительно длины трубки длина L5 перемешивающего узла 100, изображенного на фиг. 6, может составлять 0,8 внутреннего диаметра трубки 10, но не ограничивается этим, и длина L5 перемешивающего узла 100 может составлять 0,4-1,2 внутреннего диаметра трубки 10.
[63] Как показано на фиг. 6, относительно длины трубки положения концов первой насадки 210 и второй насадки 220 являются такими же, что и положения переднего конца перемешивающего элемента, или могут быть ниже положения переднего конца перемешивающего элемента на фиг. 5 (задняя сторона относительно трубки). Это необходимо для подачи вторых текучих сред, поданных через первую и вторую насадки 210 и 220 непосредственно на криволинейную поверхность, образованную первым перемешивающим элементом 110 и вторым перемешивающим элементом 120, без прохождения на другие части.
[64] Объемный перемешивающий элемент в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения, изображенный на фиг. 3-6, установлен на переднем конце статического миксера и используется с целью предварительного перемешивания, который получает высокий результат перемешивания в течение относительно короткого интервала, в то время как приложена меньшая разность давлений, когда два разных типа текучих сред имеют значительно большую разницу в вязкости.
[65] [Объемный перемешивающий элемент в соответствии со вторым примером осуществления]
[66] Ниже, будет подробно описан объемный перемешивающий элемент в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
[67] Объемный перемешивающий элемент в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения отличается от объемного перемешивающего элемента в соответствии с первым примером осуществления тем, что задние концы первого и второго перемешивающих элементов скручены под разными углами относительно передних концов. Здесь, элементы, не описанные во втором примере осуществления, рассматриваются такими же, что и элементы первого примера осуществления.
[68] Фиг. 7 - вид в разрезе объемного перемешивающего элемента в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения.
[69] Как показано на фиг. 7, в объемном перемешивающем элементе в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения первый перемешивающий элемент 110 имеет скрученную пластинчатую форму, и первый задний конец 112 повернут примерно на 120° от первого переднего конца 111 с возможностью скручивания для образования первой криволинейной поверхности 113 наружной стороны и первой криволинейной поверхности 114 внутренней стороны на обеих скрученных боковых поверхностях первого перемешивающего элемента 110 как и в первом примере осуществления. Поскольку первый перемешивающий элемент 110 и второй перемешивающий элемент 120 имеют одинаковую конструкцию, второй задний конец 122 второго перемешивающего элемента 120 повернут примерно на 120° от второго переднего конца 121 с возможностью скручивания для образования второй криволинейной поверхности 121 наружной стороны и второй криволинейной поверхности 124 внутренней стороны.
[70] Во втором примере осуществления настоящего изобретения первый перемешивающий элемент 110 и второй перемешивающий элемент 120 скручены в большей степени по сравнению с первым примером осуществления, так что кривизна каждой из криволинейной поверхности наружной стороны и криволинейной поверхности внутренней стороны может быть увеличена. Здесь, эффективность перемешивания первой текучей среды и второй текучей среды может быть увеличена относительно первого примера осуществления, но более высокая разность давлений по сравнению с разностью давлений первого примера осуществления может быть приложена. Таким образом, степень скручивания первого перемешивающего элемента 110 и второго перемешивающего элемента 120 может использоваться по-разному в зависимости от вязкости и скорости подачи первой текучей среды и второй текучей среды.
[71] Как показано на фиг. 7, первая насадка 210 и вторая насадка 220 подают вторую текучую среду во внутреннюю область 130 для перемешивания одинаковым способом, что и в первом примере осуществления.
[72] [Объемный перемешивающий элемент в соответствии с третьим примером осуществления]
[73] На фиг. 8 изображен объемный перемешивающий элемент в соответствии с третьим примером осуществления настоящего изобретения.
[74] Как показано на фиг. 8, третий пример осуществления настоящего изобретения отличается от первого примера осуществления тем, что положения первой и второй насадок 210 и 220 изменены. Таким образом, будут описаны только первая и вторая насадки 210 и 220, и другие элементы, не описанные здесь, рассматриваются такими же, что и элементы первого примера осуществления.
[75] Как показано на фиг. 8, в объемном перемешивающем элементе в соответствии с третьим примером осуществления настоящего изобретения первый и второй перемешивающие элементы 110 и 120 скручены на 60°, что и в первом примере осуществления, но вторая текучая среда выпускается из первой насадки 210 и второй насадки 220 в наружную область 140 для перемешивания.
[76] Как показано на фиг. 8, наружная область 140 для перемешивания является областью между первой криволинейной поверхностью 113 наружной стороны и второй криволинейной поверхностью 123 наружной стороны и трубкой 10, и первая насадка 210 и вторая насадка 220 могут подавать вторую текучую среду на первую криволинейную поверхность 113 наружной стороны и вторую криволинейную поверхность 123 наружной стороны, соответственно, так что первая текучая среда и вторая текучая среда могут перемешиваться друг с другом.
[77] Расстояние от каждой из первой насадки 210 и второй насадки 220, изображенных на фиг. 8, до центра C трубки 10 может быть одинаковым.
[78] В третьем примере осуществления настоящего изобретения, изображенном на фиг. 8, подающий узел подает вторую текучую среду в наружную область 140 для перемешивания, но настоящее изобретение не ограничивается этим, и, что и в четвертом примере осуществления настоящего изобретения первая насадка 210 и вторая насадка 220 могут подавать вторую текучую среду на первую криволинейную поверхность 114 внутренней стороны и вторую криволинейную поверхность 124 внутренней стороны внутренней области 130 для перемешивания, и третья насадка 230 и четвертая насадка 240 могут подавать вторую текучую среду на первую криволинейную поверхность 113 наружной стороны и вторую криволинейную поверхность 123 наружной стороны наружной области 140 для перемешивания.
[79] Настоящее изобретения не ограничивается примерами осуществления, описанными выше, изменяется в зависимости от области применения и может быть модифицировано различным образом без отхода от объема настоящего изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.
[80] [Подробное описание основных элементов]
[81] 10 - трубка
[82] 20 - перемешивающий элемент на правой стороне
[83] 30 - перемешивающий элемент на левой стороне
[84] 100 - перемешивающий узел
[85] 110 - первый перемешивающий элемент
[86] 111 - первый передний конец
[87] 112 - первый задний конец
[88] 113 - первая криволинейная поверхность наружной стороны
[89] 114 - первая криволинейная поверхность внутренней стороны
[90] 120 - второй перемешивающий элемент
[91] 121 - второй передний конец
[92] 122 - второй задний конец
[93] 123 - вторая криволинейная поверхность наружной стороны
[94] 124 - вторая криволинейная поверхность внутренней стороны
[95] 130 - внутренняя область для перемешивания
[96] 140 - наружная область для перемешивания
[97] 200 - подающий узел
[98] 210 - первая насадка
[99] 220 - вторая насадка
[100] 230 - третья насадка
[101] 240 - четвертая насадка
[102] C - центр трубки