ВОЛНОВОЙ ТУРБУЛЕНТНЫЙ РЕАКТОР

Полезная модель относится к области химического машиностроения и может использоваться преимущественно в устройствах для диспергирования и гомогенизации смесей и растворов, например, для получения высокооктановых экологически безопасных бензинов.
Известен волновой турбулентный реактор, выполненный в виде устройства для диспергирования смесей, в корпусе которого размещен излучатель колебаний, представляющий собой жестко закрепленные на общем основании пластины с различной частотой собственных колебаний (RU 18238 U1, 2001).
Такое устройство не обеспечивает высокую интенсивность колебательного воздействия на обрабатываемый в нем материал.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является волновой турбулентный реактор, содержащий камеру с входным и выходным отверстиями, размещенный в ней резонатор, снабженный отогнутыми в разные стороны по отношению к продольной оси камеры лепестками, и закрепленные на внутренней поверхности камеры отогнутые по отношению к ее продольной оси вибрационные пластины (SU 303092 А1, 1971). Лепестки резонатора отогнуты под углом 10-45°, а вибрационные пластины - 15-35°.
Такой реактор позволяет повысить интенсивность колебательного воздействия на обрабатываемый материал. Однако интенсивность создаваемых в нем высокочастотных пульсаций и волн все же недостаточна для того, чтобы быстро обрабатывать материал с обеспечением придания ему заданных физико-механических и химических свойств.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании волнового турбулентного реактора, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в повышении
скорости обработки материала в реакторе и улучшения качества получаемого в результате обработки материала за счет повышения интенсивности процесса воздействия.
Это достигается тем, что в волновом турбулентном реакторе, содержащем камеру с входным и выходным отверстиями, размещенный в ней резонатор, снабженный отогнутыми в разные стороны по отношению к продольной оси камеры лепестками, и закрепленные на внутренней поверхности камеры отогнутые по отношению к ее продольной оси вибрационные пластины, на внутренней поверхности камеры выполнены винтовые канавки, угол между лепестками резонатора и продольной осью камеры выбран в пределах 5-60°, а угол между вибрационными пластинами и продольной осью камеры - в пределах 5-30. Вибрационные пластины могут быть установлены во ввернутое в нижнюю часть камеры кольце.
На чертеже показан вариант конструкции волнового турбулентного реактора в разрезе.
Он содержит камеру (корпус) 1 с продольными входными отверстиями 2, 3 и выходными отверстиями 4, 5. Внутри нее размещен резонатор с отогнутыми под углом 5-60° лепестками 6, закрепленными посредством упоров 7. В нижнюю часть камеры 1 ввернуто кольцо 8, в котором установлены вибрационные пластины 9, отогнутые под углом 5-30° по отношению к продольной оси камеры 1. Вибрационные пластины 9 могут быть отогнуты под углом 10-30° к поперечной оси (диаметру) камеры 1. На внутренней поверхности камеры 1 выполнены винтовые канавки 10. В верхней части камеры 1 выполнена резьба 11 для крепления камеры 1, например, к трубе обслуживаемой нефтяной скважины. Указанные величины углов как наиболее оптимальные определены эмпирически и подтверждены экспериментально.
Работа волнового турбулентного реактора основана на преобразовании гидродинамической энергии в волновую в ультразвуковом диапазоне частот и улучшения в результате этого физико-механических и химических свойств
жидких и вязкопластических сред, например, нефти, газового конденсата, бензина, дизельного топлива, моторного масла с присадками, гудрона и др. материалов. Материалы, подлежащие обработке, попадают внутрь камеры 1 через продольные входные отверстия 2, 3. В камере 1 в них возбуждаются высокоинтенсивные колебательно-волновые движения и возникают турбулентные пульсации и волны в ультразвуковом диапазоне частот. Струи обрабатываемого материала при встрече с лепестками 6 и вибрационными пластинами 9 порождают вихри, усиливающие колебательные воздействия излучателя, а удары струи на отогнутые лепестки 6 и вибрационные пластины 9 порождают высокоинтенсивные колебания. Поток струи обрабатываемого материала, проходя вдоль стенок камеры 1, благодаря наличию винтовых канавок 10, закручивается и приобретает дополнительные турбулентные пульсации. Это обеспечивает повышение скорости обработки материала при повышении его качества и может способствовать получению новых свойств обрабатываемых материалов.
Например, при обработке нефти и нефтепродуктов, достигается увеличение выхода "легких" фракций за счет частичного расщепления высокомолекулярных углеводородов, ароматических соединений, смолистых веществ, асфальтов, низкомолекулярных образований на 10-15%.
Волновой турбулентный реактор, выполненный в соответствии с полезной моделью, обеспечивает более высокую скорость обработки материала и повышение его качества по сравнению с известными аналогичными устройствами.