ШАРОВОЙ СМЕСИТЕЛЬ

Изобретение относится к водоснабжению и водоотведению, а также к химической, нефтехимической, пищевой и другим отраслям промышленности и может быть использовано для смешения потоков жидкости (воды) с реагентами, потоков жидкостей (в том числе теплоносителей) и для перемешивания газообразных веществ.
Известен шайбовый (диафрагменный) смеситель (см. Эксплуатация систем водоснабжения и канализации: Учеб. пособие по спец. «Водоснабжение, канализация, рациональное использование и охрана водных ресурсов» / М.И.Алексеев, Б.Г.Мишуков, В.Д.Дмитриев и др. - М.: Высш. шк., 1993. с.85-86) получивший большое распространение в системах водоподготовки и водоочистки, который представляет собой шайбу (диафрагму) встраиваемую в трубопровод перед узлом ввода реагента. Смеситель довольно прост в изготовлении и обеспечивает достаточное качество смешения. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности изменять интенсивность смешения при изменениях расхода, а также возможность забивки и зарастания участка.
Известен статический смеситель (см. патент US 2004/0223408 A1, нояб. 11, 2004), который представляет собой цилиндрический корпус, встраиваемый в трубопровод и содержащий смесительные элементы в виде наклонных лопастей и узел ввода реагента. Устройство действует за счет завихрений потока, производимых наклонными вставками в трубопровод, что дает высокую эффективность смешения на небольшой протяженности участка смешения. Однако элементы его сложны в изготовлении и требуют специального заводского производства.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ряд последовательно установленных смесительных элементов объединенных в смеситель (см. патент US 6109781 A1, от. 29.08.2000). Известный аппарат содержит встраиваемый в участок трубопровода цилиндрический корпус, содержащий смесительные элементы, представляющие собой последовательно расположенные вставки в трубопровод. Такая конструкция обеспечивает высокую турбулизацию потока за счет его последовательного сужения (в месте установки лопатки) и расширения (за лопаткой) и, таким образом, весьма хороший эффект смешения.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности регулирования процессом смешения в зависимости от условий поступления потока и его качества. При уменьшении расхода степень смешения падает, а при увеличении потока качество смешения улучшается, но при этом очень сильно возрастают потери напора. При уменьшении температуры и увеличении содержания загрязнений в жидкости увеличивается ее вязкость, а скорость массообмена с другим потоком понижается. Это также требует возможности регулирования процессом смешения.
Задача предлагаемого изобретения - сделать процесс смешения управляемым, регулируемым, а также получить возможность производить замену частей устройства.
Техническая задача достигается тем, что смеситель состоит из нескольких шаровых кранов расположенных последовательно. Краны в рабочем состоянии находятся под определенным углом поворота, создавая препятствия на пути движения жидкости - сужения проходного сечения. Эти препятствия могут увеличиваться или уменьшаться при повороте ручки кранов в зависимости от изменения расхода жидкости и прочих условий.
Сущность полезной модели заключается в том, что шаровой смеситель, содержащий цилиндрический корпус с узлом ввода реагента, при этом цилиндрический корпус содержит шаровые краны предварительного вихреобразования, установленные перед узлом ввода реагента, регулировочные и запорные шаровые краны, дополнительно установлена обводная линия с запорным краном.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где показана общая схема смесителя. Устройство, встраиваемое в трубопровод цилиндрический корпус 1, содержит регулировочные шаровые краны 2, шаровые краны предварительного вихреобразования 3, запорные шаровые краны 4, узел ввода реагента 5 и обводную линию 6.
Шаровый смеситель работает следующим образом.
Исходная жидкость Ж поступает к шаровому смесителю по трубопроводу 1. Пройдя через два первичных шаровых крана вихреобразования 3, она подхватывает вводимый реагент Р в точке ввода реагента 5 и пройдя через ряд, не полностью открытых, регулировочных шаровых крана 2, перемешивается с ним. При изменении расхода воды, производится регулировка кранов 2. В случае необходимости прочистки устройства или замены его частей, поток переключается на обводную линию 6 при помощи запорных кранов 4.
Использование предлагаемого устройства позволяет проводить практически мгновенное распределение реагента во всем объеме воды при более широких пределах изменения расхода жидкости. Это особенно важно при водоподготовке с использованием коагулянтов и флокулянтов, так как позволяет избежать их перерасхода при уменьшении количества поступающей воды. Кроме того, снижаются затраты на производство специальных вставок в трубопровод так как составляющие устройства являются общедоступными сантехническими элементами. Подсоединение кранов на разъемных муфтах или фланцах дает возможность легкой их прочистки или замены, за малое время.