СИСТЕМА СМЕШЕНИЯ ЖИДКИХ СРЕД

Полезная модель относится к области получения гомогенных дисперсных систем с жидкой средой посредством единовременного нагрева и гидродинамической кавитации и может быть использовано для получения эмульсий с заданной концентрацией компонентов, например водотопливных.
Широкое распространение в промышленности для получения водотопливных эмульсии получили устройства, преобразующие часть энергии струи жидкости в энергию акустических волн. Для получения высокодисперсной эмульсии необходимо создание в обрабатываемой жидкости упругих звуковых волн с регулярным образованием кавитационных пузырьков в полупериоде разряжения и их схлопыванием в полупериоде сжатия.
Известны различные гидродинамические эмульгаторы, например А.С. СССР №169907, 1998 г., А.С. СССР 1000089, 1983 г, А.С. 1011112.
Указанные устройства включают средства для создания звукового поля различной частоты.
Недостатком указанных устройств является невозможность введения в жидкость акустических колебаний необходимой частоты, давления и акустической мощности и как следствие невозможность образования нерасслаиваемой высокодисперсной эмульсии.
Наиболее близким по технической сущности к разработанной полезной модели является система приготовления эмульсии путем смешения ее компонентов в гидродинамической установке путем проведения предварительной обработки одного из компонентов в дополнительной гидродинамической установке. Система содержит магистраль одного из компонентов с дозирующим устройством, магистраль другого компонента и магистраль подготовки эмульсии с насосом и гидродинамической установкой смешения, образующую замкнутый контур рециркуляции, связанный с магистралью первого компонента через установку смешения, причем магистраль второго компонента снабжена установленными в ней последовательно насосом, гидродинамической установкой смешения и замкнута с образованием контура рециркуляции, а кавитационные полости гидродинамической установки смешения
сообщены с дозирующим устройством подачи первого компонента. (Патент RU 2033851, опубликован 1995.04.30.)
Недостатком разработанной системы является невозможность получения высокодисперсной эмульсии за счет предварительной обработки одного из компонентов.
Задачей полезной модели является создание эффективной системы диспергирования и гомогенизации жидких сред.
Технический результат заключается в повышении устойчивости и длительной не расслаиваемости получаемых эмульсий, при смешивании различных жидких сред, например водотопливных
Наличие в системе двух последовательно установленных термоэлектрических гидродинамических установок смешения, настроенных на определенную звуковую частоту и соответствующую тепловую обработку обеспечивает высококачественную водотопливную смесь устойчивых ассоциатов, которая не подвергается разложению на компоненты смеси значительно дольше, чем известные эмульсии, полученные при обработке смеси компонентов в известных системах. Полученные водотопливные эмульсии имеют высокую теплотворность и длительную устойчивость к расслоению при температуре окружающей среды от -60 до +60°С.
Задача, на которую направлено создание полезной модели, решается тем, что система смешения жидких сред характеризуется наличием магистралей жидких компонентов и магистралью полученной эмульсии. Магистрали жидких компонентов подключены к веткам смешения компонентов, подключенным параллельно и включающих термоэлектрические гидродинамические установки смешения жидких сред с резонансным диапазоном звуковых частот 1-15 кГц, выходы которых через датчики давления подключены последовательно к входам термоэлектрических гидродинамических установок с резонансным диапазоном звуковых частот 15-365 кГц., при этом выходы последних соединены с магистралью получаемой эмульсии.
Термоэлектрические гидродинамические установки снабжены термоэлектрическими батареями для единовременного нагрева смешиваемых жидких сред.
Система может содержать дополнительную параллельную ветку магистрали эмульсии с последовательно установленными первой и второй термоэлектрическими и гидродинамическими установками, при этом магистраль эмульсии снабжена магистралью рециркуляции, соединяющим выход второй установки с входом двух параллельных веток и снабжена краном и обратным клапаном.
На фиг 1 приведена система смешения жидких сред, где:
I - магистраль первого компонента, включающая подающий насос 1, краны 2, 5, 8, дозатор 3, обратный клапан 4, манометр 6, 35, температурный датчик 7.
II - магистраль второго компонента, включающего краны 9, 13, 16, дозатор 10, подающий насос 11, обратный клапан 12, манометр 14, температурный датчик 15.
III - магистраль третьего компонента, включающая краны 17, 22, 25, фильтр 18, дозатор 19, подающий насос 20, обратный клапан 21, манометр 23, температурный датчик 24.
IV - магистраль получаемой эмульсии состоит из параллельно установленных веток, включающих термоэлектрические гидродинамические установки смешения жидких сред с резонансным диапазоном звуковых частот 1-15 кГц, 26 и 26/1 и последовательно соединенные ветки с термоэлектрическими гидродинамическими установками 27 и 27/1 с резонансным диапазоном звуковых частот 15-365 кГц.
Каждая ветка с установками 26 и 26/1 и 27 и 27/1 включает датчик давлений 35, температурный датчик 36, краны 31, 37, датчик давления 28, температурный датчик 30. Наличие двух параллельных веток с установками 26 и 26/1, обеспечивает бесперебойную работу системы и позволяет предотвратить сбой в работе системы в случае отказа одной из них.
Магистраль эмульсии IV снабжена магистралью рециркуляции 39, соединяющим выход второй установки 27 и 27/1 с входом двух параллельных веток установок 26 и 26/1, которая снабжена датчиком давления 33, температурным датчиком 32, обратным клапаном 38 и краном 34.
Наличие магистрали рециркуляции позволяет создавать дополнительное разряжение на выходе из 2-ой термоэлектрической гидродинамической установки, улучшая, таким образом, работу как всей системы, так и второй установки.
По магистрали I первого компонента подают жидкое углеводородное топливо, например прямогонный бензин, дизельное топливо, мазут. По магистрали II второго компонента подают цитановые масла. По магистрали III третьего компонента подают воду и спирты в соответствующих пропорциях. По магистрали IV получают готовую эмульсию, например водотопливную, которая характеризуется стабильностью до начала расслоения, 365 суток, теплотворностью 45600 ккал/кг. град.