СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ГОМОГЕНИЗАЦИИ СМЕСИ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ДВУХ ЖИДКОСТЕЙ И ДОЗАТОР, ОБОРУДОВАННЫЙ ТАКИМ СМЕСИТЕЛЕМ
STATIC MIXER FOR HOMOGENISING MIXTURE OF AT LEAST TWO LIQUIDS AND DOSING DEVICE PROVIDED WITH SUCH MIXER

Настоящее изобретение относится к статическому смесителю для гомогенизации смеси, по меньшей мере, двух жидкостей, в частности, после нагнетания вспомогательной жидкости в основную жидкость.
Нагнетание с помощью гидравлических дозирующих насосов смеси воды и вспомогательного жидкого продукта в две раздельные фазы известно, в частности, из FR 2967218 на имя фирмы заявительницы. Вспомогательная жидкость в случае применения в сельскохозяйственной среде может быть образована питательными веществами в растворе или ветеринарными препаратами. Важно, чтобы смесь между основной жидкостью и вспомогательной жидкостью была как можно однородной. Такое же безусловное требование может быть и для других применений, так как указанные дозирующие насосы могут использоваться в промышленности или в больницах, или других областях, требующих также получение однородной жидкой смеси в зависимости от предписываемой дозы для вспомогательной жидкости.
Предметом изобретения, таким образом, является статический смеситель простого и экономичного исполнения, который позволяет добиться высокой гомогенизации смешиваемых жидкостей.
По изобретению статический смеситель для гомогенизации смеси, по меньшей мере, двух жидкостей, в частности, после нагнетания вспомогательной жидкости в основную жидкость, отличается тем, что он содержит:
- закрытую стенками емкость, имеющую крышку, днище и боковые стенки,
- впускной трубопровод, отходящий от первой стенки емкости и идущий до места размещения противолежащей стенки,
- выпускной трубопровод, почти параллельный впускному трубопроводу, начинающийся вблизи первой стенки и идущий до противолежащей стенки, причем каждый трубопровод снабжен устройством соединения с наружной средой через стенку емкости.
Первая стенка может быть образована крышкой емкости, а противолежащая стенка образована днищем, причем впускной трубопровод является вертикальным, когда смеситель находится в рабочем положении, отходит от крышки и идет до места расположения днища, тогда как выпускной трубопровод начинается вблизи крышки и идет до днища.
По варианту осуществления впускной трубопровод является горизонтальным, так же как и выпускной трубопровод.
Преимущественно впускной трубопровод располагается вблизи боковой стенки емкости, в частности, у стенки.
Выпускной трубопровод может располагаться вблизи впускного трубопровода, в частности, у впускного трубопровода или отстоять от него.
Смеситель по изобретению сообщает смеси вихревое течение для прохождения из впускного трубопровода в выпускной трубопровод, что вызывает повышенный гомогенизирующий эффект.
Впускной трубопровод может иметь в нижней части частично открытое поперечное сечение, при этом открытая часть этого сечения закрыта в основном стенкой емкости.
Емкость может иметь овальное горизонтальное сечение, в частности, эллиптическое, а впускной трубопровод располагается вблизи конца наибольшей оси сечения, в то время как выпускной трубопровод располагается почти у впускного трубопровода, со стороны центра сечения. Горизонтальное сечение емкости может также быть круглым. Преимущественно плоскость осей, параллельных впускному трубопроводу и выпускному трубопроводу, содержит наибольшую ось горизонтального сечения смесителя.
Днище и крышка емкости могут быть выпуклыми, чтобы способствовать истечению потока в смесителе и обеспечивать высокую стойкость против напора.
Предпочтительно емкость является сравнительно плоской и имеет некоторую толщину по направлению, ортогональному плоскости осей впускного трубопровода и выпускного трубопровода, отношение которой к ширине емкости составляет от 0,3 до 0,7.
В том случае, когда емкость имеет овальное сечение, в частности, эллиптическое, толщина емкости соответствует наименьшей оси сечения, в то время как ширина соответствует наибольшей оси.
Смеситель может быть связан с одном единственным насосом. По варианту осуществления, смеситель может быть выполнен с двумя одинаковыми полудеталями, повернутыми и собранными тет-беш.
Изобретение относится также к дозатору для подачи вспомогательной жидкости в поток основной жидкости, циркулирующей в трубопроводе, содержащему возвратно-поступательный дозирующий насос с дифференциальным поршнем для забора вспомогательной жидкости в некоторой емкости, причем этот насос имеет первый вход для приема потока основной жидкости, который обеспечивает привод насоса, второй вход для забора вспомогательной жидкости и выход для смеси вспомогательной жидкости и основной жидкости, причем этот дозатор отличается тем, что он содержит смеситель, как определенный ранее, расположенный на выпуске насоса.
Дозатор может содержать делитель потока, установленный в трубопроводе основной жидкости, причем дозирующий насос подключен параллельно к делителю потока, при этом первый вход насоса соединен посредством первой трубопроводной системы с входом делителя потока, тогда как выход насоса соединен посредством второй трубопроводной системы с шейкой делителя потока, при этом смеситель располагается на второй трубопроводной системе между выходом насоса и соединением с шейкой делителя потока.
Дозатор может содержать средство регулируемого дросселирования шейки делителя потока.
Объем емкости регулируется в зависимости от дозирующего насоса, с которым используется этот смеситель. Объем емкости преимущественно равен или в три раза выше рабочего объема цилиндра дозирующего насоса.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием неограничительных вариантов его осуществления, приведенных со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 изображает вид спереди смесителя по изобретению.
Фиг. 2 - вертикальный разрез в меньшем масштабе дозатора с дозирующим насосом и смесителем по изобретению.
Фиг. 3 - вид снизу по отношению к фиг. 4.
Фиг. 4 - вид спереди крышки смесителя.
Фиг. 5 - чертеж общего вида крышки, лежащей на одной стороне.
Фиг. 6 - вертикальный разрез нижней части смесителя, повернутой на 180° по отношению к крышке фиг. 3 и 4.
Фиг. 7 - вид в плане по отношению к фиг. 6.
Фиг. 8 - вид слева по отношению к фиг. 6.
Фиг. 9 - вертикальный разрез насоса, на котором крепится смеситель, и
Фиг. 10 - вид спереди насоса и смесителя фиг. 9.
Со ссылкой на рисунки, в частности, на фиг. 1, можно увидеть статический смеситель М для гомогенизации смеси, по меньшей мере, двух жидкостей. Смеситель М содержит закрытую емкость 1, с крышкой 1а, днищем 1б и боковые стенки.
Крышка 1а и днище 1б с объединенными боковыми стенками имеют форму скорлупы, как видно на фиг. 3-8, повернутой своей вогнутостью друг к другу, и собраны по экваториальной плоскости Р, предпочтительно посредством сварки или винтового соединения. Емкость 1 преимущественно выполняется из пластмассы. Крышка 1а имеет две вертикальных лапки 2, снабженные отверстием для возможного крепления емкости к опоре.
Смеситель М имеет впускной трубопровод 3, вертикальный, когда смеситель М находится в рабочем положении. Трубопровод 3 отходит от крышки 1а и идет до места размещения днища емкости, как видно на фиг. 2. Среднее расстояние между нижним открытым концом трубопровода 3 и стенкой днища 1б предпочтительно ниже 20 мм. Трубопровод 3 проходит через крышку 1а для образования соединительного патрубка 3а с наружной резьбой. Смеситель М имеет, кроме того, выпускной трубопровод 4, почти параллельный впускному трубопроводу 3, который начинается под крышкой 1а и вблизи нее и идет до днища 1б. Среднее расстояние между верхним открытым концом трубопровода 3 и стенкой крышки 1а предпочтительно ниже 20 мм. Трубопровод 4 открыт книзу и проходит через днище 1б для образования выходного патрубка 4а, преимущественно снабженного кольцевыми канавками для приема легкоразборного устройства соединения. Кольцевые канавки позволяют соответственно размещать уплотнение и скобу для стопорения накидной гайки, обеспечивающей крепление на наконечнике с нарезанной резьбой.
В варианте, впускной и выпускной трубопроводы могли бы быть горизонтальными между первой боковой стенкой и противолежащей стенкой.
Крышка 1а и днище 1б являются выпуклыми, так чтобы жидкий поток, выходящий из трубопровода 3 в нижней части, сталкивался с кривой поверхностью 5 днища 1б (фиг. 6), которая направляет течение в противоположную зону емкости. Вогнутая поверхность 6 (фиг. 2) крышки 1а, удаленная от впускного трубопровода 3, направляет течение к выпускному трубопроводу 4.
Емкость 1 имеет предпочтительно овальное горизонтальное сечение, в частности, эллиптическое, как видно на фиг. 3 и 7, с наименьшей осью 7 и наибольшей осью 8. Однако, горизонтальное сечение может быть круговым.
Впускной трубопровод 3 располагается вблизи стенки емкости и предпочтительно на конце наибольшей оси 8 сечения, как видно на фиг. 3-5. Нижняя часть 3б (фиг. 3 и 5) может иметь U-образное поперечное сечение, открытое к стенке емкости и способное опираться о зону, образующую обруч, днища 1б. Как вариант, нижняя часть впускного трубопровода может иметь форму цилиндрической трубы.
Выпускной трубопровод 4 располагается почти у впускного трубопровода 3. Геометрические оси трубопроводов 3 и 4 располагаются в вертикальной плоскости, которая содержит наибольшую ось 8 горизонтального сечения сосуда. Как вариант, выпускной трубопровод может быть смещен, т.е. отстоять от впускного трубопровода.
Емкость 1 является относительно плоской, т.е. ее толщина по направлению, ортогональному к плоскости геометрических осей трубопроводов 3 и 4, сравнительно небольшая по сравнению с ее шириной. Толщина емкости 1 в значительной мере соответствует размеру наименьшей оси 7 сечения, в то время как ширина в значительной мере соответствует размеру наибольшей оси 8. Отношение толщины емкости к ее ширине преимущественно составляет от 0,3 до 0,7.
3
Объем емкости предпочтительно равен, по меньшей мере, утроенному рабочему объему цилиндра возвратно-поступательного поршневого дозирующего насоса, для которого предназначается смеситель М. Объем в 1,5 л для смесителя М представляется возможным при насосе 3м/час с рабочим объемом цилиндра 0,5 л.
Крышка 1а и днище 1б отливаются раздельно, после чего собираются путем размещения верхней половины 1а на нижней половине 1б таким образом, чтобы впускной трубопровод 3 находился между выпускным трубопроводом 4 и близлежащей к днищу 1б стенкой. Сборка по экваториальной плоскости Р обеспечивается с помощью любого подходящего средства связи, в частности, сваркой или склеиванием.
Смеситель М затем устанавливается в такое положение, чтобы геометрические оси трубопроводов 3 и 4 были вертикальны, при этом впускной патрубок 3а находится в верхней части, в то время как выпускной патрубок 4а находится в нижней части. Впускной патрубок 3а соединен с подающим трубопроводом, в котором циркулирует смесь, по меньшей мере, двух жидкостей, которая должна стать более однородной. Поток жидкости выходит в нижней части трубопровода 3 на небольшом расстоянии, обычно ниже 20 мм, от стенки днища. Поток жидкости, сталкиваясь с вогнутой поверхностью 5 стенки днища, описывает криволинейную траекторию в направлении противоположного конца емкости 1 и поднимается, выполняя завихрения, к верхнему концу выпускного трубопровода 4 для протекания по этому трубопроводу. Верхний конец трубопровода 4 располагается на небольшом расстоянии от верхней стенки крышки 1а, причем это расстояние, в частности, ниже 20 мм.
Завихрения, создаваемые в смеси 1 для прохождения потока жидкости от нижнего конца трубопровода 3 до верхнего конца трубопровода 4, в достаточном объеме, позволяют гомогенизировать смесь.
На фиг. 2 изображен дозатор D для подачи вспомогательной жидкости L1 в поток основной жидкости L, циркулирующий в трубопроводе С. Вспомогательная жидкость L1 содержится в резервуаре R, из которого она забирается дозирующим насосом 9 с дифференциальным поршнем 10 прямолинейного возвратно-поступательного движения. Такой дозирующий насос известен, в частности, из ЕР0255791.
Насос имеет первое вход 11 для приема потока основной жидкости, который обеспечивает привод насоса, второй вход 12 для забора вспомогательной жидкости L1 c помощью трубы 13, погруженной в резервуар R, и выход 14 для смеси вспомогательной жидкости и основной жидкости.
Смеситель М располагается таким образом, чтобы его трубопроводы 3,4 были вертикальны, а входной соединительный патрубок 3а связан с выходом 14 насоса 9 через трубопроводную систему 15, в частности, гибкую трубопроводную систему. Выходной соединительный патрубок 4а смесителя связан с трубопроводом С.
В отдельном примере, изображенном на фиг. 2, делитель потока V, содержащий трубку Вентури, встроен в трубопровод С, а насос 9 подключен параллельно к делителю потока. Первый вход 11 насоса связан через первую трубопроводную систему 16 с входным отверстием делителя потока, в то время как выход 14 насоса связан через трубопроводную систему 15 со смесителем М, выходное отверстие которого 4а связано с шейкой делителя потока, образуя часть трубопроводной системы С.
В соответствии с компоновкой фиг. 2, только часть основного потока проходит через насос 9. Дозатор D фиг. 2 может, кроме того, содержать средство регулируемого дросселирования 17 шейки делителя потока.
Клапан 18, способный нарушить возможный вакуум, преимущественно предусматривается на уровне отверстия для соединения делителя потока V с выходным патрубком 4а смесителя.
Диаметр входного патрубка 3а, по меньшей мере, эквивалентен диаметру выходного отверстия 14 насоса.
Объем емкости смесителя М, по меньшей мере, равен утроенному объему рабочего цилиндра насоса 9. Рабочий объем соответствует объему, переносимому при движении туда-обратно дифференциального поршня 10.
По варианту, как изображено на фиг. 9 и 10, смеситель М может быть выполнен из двух одинаковых полудеталей 1а, повернутых и собранных тет-беш, в соответствии с вертикальной плоскостью Q сборки. Смеситель имеет одинаковые входное и выходное отверстия с нарезанной резьбой ¾. Входное отверстие связано через патрубок J с выходом насоса 9. По примеру 9 трубопроводы 3 и 4 являются горизонтальными и смещены.
Смеситель по изобретению, будучи простого и экономичного исполнения, позволяет получать однородную смесь, по меньшей мере, двух жидкостей, в частности, с относительно небольшой дозой вспомогательной жидкости, в частности, менее 5% от основной жидкости.