RU2092236C1 - Static mixer - Google Patents

Abstract

FIELD: mixing devices. SUBSTANCE: static mixer has body with branch pipes and bushings between which partitions are installed with holes whose total effective cross-section is constant and diameter reduces from partition to partition in direction of flow motion. In this case, bushings are made with length not in excess of effective diameter of holes in preceding partition. EFFECT: higher efficiency. 8 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к смесительным устройствам и может быть использовано для перемешивания жидкостей. The invention relates to mixing devices and can be used to mix liquids.

Известен смеситель, содержащий корпус с патрубками и втулки, между которыми размещены перегородки с отверстиями [1]
Недостатками этой конструкции является высокая металлоемкость из-за больших линейных размеров втулок, а следовательно, и патрубков и низкая эффективность смешения из-за возможности сквозного протока неперемешанных слоев жидкости сквозь перегородки и образования застойных зон на перегородках между отверстиями.Known mixer comprising a housing with nozzles and bushings, between which are placed partitions with holes [1]
The disadvantages of this design are the high metal consumption due to the large linear dimensions of the bushings, and therefore the nozzles and low mixing efficiency due to the possibility of a through flow of unmixed layers of liquid through the partitions and the formation of stagnant zones on the partitions between the holes.

Наиболее близким предлагаемому является смеситель, содержащий корпус с патрубками и втулки, между которыми размещены перегородки с отверстиями, суммарное эффективное сечение которых во всех перегородках постоянно, а диаметр уменьшается от перегородки к перегородке по ходу движения потока [2]
Данная конструкция позволяет несколько интенсифицировать смешение за счет исключения возможности проскока неперемешанных слоев потока, однако в полной мере сохраняет все остальные недостатки предыдущей конструкции, т.е. высокую металлоемкость и образование застойных зон.The closest to the proposed is a mixer containing a housing with nozzles and bushings, between which are placed partitions with holes, the total effective section of which is constant in all partitions, and the diameter decreases from the partition to the partition in the direction of flow [2]
This design makes it possible to intensify the mixing somewhat by eliminating the possibility of a breakthrough of the unmixed layers of the flow, however, it fully retains all other disadvantages of the previous design, i.e. high metal consumption and the formation of stagnant zones.

Задачей изобретения является повышение эффективности смешения за счет ликвидации застойных зон на перегородках между отверстиями и уменьшение материалоемкости. The objective of the invention is to increase the efficiency of mixing by eliminating stagnant zones on the partitions between the holes and reducing material consumption.

Поставленная задача решается тем, что в смесителе, содержащем корпус с патрубками втулки, между которыми размещены перегородки с отверстиями, суммарное эффективное сечение которых во всех перегородках постоянно, а диаметр уменьшается от перегородки к перегородке по ходу движения потока, согласно изобретению втулки выполнены с длиной не больше эффективного диаметра отверстий в предыдущей перегородке. Вариантами воплощения настоящего изобретения предусмотрено выполнение перегородок с треугольными рифлениями лицевой поверхности, выполненными по концентричным окружностям лучами из геометрического центра перегородки или параллельными, когда отверстия располагают по гребням и впадинам рифлений, причем желательно, чтобы в соседних перегородках по крайней мере направления рифлений были различными, а также выполнение отверстий расширяющимися, желательно, до соединения со смежными, возможно, неравномерные, при этом желательно, чтобы смежные отверстия попарно имели встречное направление максимального расширения. Кроме того, еще одним вариантом предпочтительного выполнения настоящего изобретения предусмотрено выполнение смежных отверстий попарно со встречным наклоном. The problem is solved in that in a mixer containing a housing with sleeve nozzles, between which partitions with holes are located, the total effective cross section of which is constant in all partitions, and the diameter decreases from the partition to the partition along the flow direction, according to the invention, the bushings are made with a length not more effective diameter of holes in the previous partition. Embodiments of the present invention provide for the implementation of partitions with triangular corrugations of the front surface, made on concentric circles with rays from the geometric center of the partition or parallel, when the holes are located on the ridges and troughs of the corrugations, and it is desirable that at least the directions of corrugations in the adjacent partitions are different, and also the holes are expandable, preferably, prior to connection with adjacent, possibly uneven, while it is desirable that ezhnye hole pairs have the opposite direction of maximum expansion. In addition, another variant of the preferred implementation of the present invention provides for the implementation of adjacent holes in pairs with a counter slope.

На фиг. 1 показан продольный разрез смесителя; на фиг.2-4 варианты разреза А-А на фиг.1; на фиг.5-8 варианты разреза Б-Б на фиг.2. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a mixer; figure 2-4 options for section aa in figure 1; figure 5-8 options for section bB in figure 2.

Смеситель содержит корпус 1 со входными 2 и 3 и выходным 4 патрубками, в котором установлены втулки 5, а между ними перегородки 6 с отверстиями 7, суммарное эффективное сечение которых во всех перегородках 6 постоянно, а диаметр уменьшается по ходу движения потока. Длина всех втулок 5 не превышает эффективного диаметра отверстия расположенной перед втулкой 5 перегородки 6, чем снижается материалоемкость конструкции. The mixer comprises a housing 1 with input 2 and 3 and output 4 nozzles, in which sleeves 5 are installed, and between them partitions 6 with holes 7, the total effective section of which in all partitions 6 is constant, and the diameter decreases along the flow. The length of all the bushings 5 does not exceed the effective diameter of the hole located in front of the sleeve 5 of the partition 6, which reduces the material consumption of the structure.

Кроме того, внешняя поверхность перегородок 6 может иметь рифления, как показано на фиг.2-4, при этом отверстия 7 выполняют по их гребням и впадинам. In addition, the outer surface of the partitions 6 may have corrugations, as shown in Fig.2-4, while the holes 7 are made along their ridges and depressions.

Если в смесителе установлены перегородки 6 с рифленой поверхностью, то желательно, чтобы для повышения интенсивности смешения за счет интенсификации массообмена соседние перегородки имел по крайней мере различное направление рифления, при этом максимальный эффект наблюдается при чередовании перегородок с круговыми и радиальными рифлениями, или при использовании перегородок с параллельными рифлениями при изменении его направления на соседних перегородках на 90^o.If partitions 6 with a corrugated surface are installed in the mixer, then it is desirable that to increase the mixing intensity due to the intensification of mass transfer, the adjacent partitions have at least a different direction of corrugation, while the maximum effect is observed when alternating partitions with circular and radial corrugations, or when using partitions with parallel corrugations when changing its direction on adjacent partitions by 90 ^o .

На фиг.5-8 показаны варианты выполнения отверстий. 5-8 show embodiments of the holes.

Смеситель работает следующим образом. Жидкие компоненты, подлежащие смешению, поступают внутрь корпуса 1 через входные патрубки 2 и 3, затем проходят через втулки 5 и отверстия 7 в перегородках 6, перемешиваются за счет турбулизирующего воздействия и готовая смесь выходит из смесителя через патрубок 4. The mixer operates as follows. The liquid components to be mixed enter the housing 1 through the inlet pipes 2 and 3, then pass through the bushings 5 and the openings 7 in the partitions 6, mix due to the turbulent effect, and the finished mixture leaves the mixer through the pipe 4.

Следует отметить, что выполнение втулок 5 с длиной не больше эффективного диаметра отверстия 7 в предыдущей перегородке не позволяет струям потока проходить до следующей перегородки 6 напрямую без смешения с соседними струями за счет малого зазора между перегородками 6, что также исключает и образование застойных зон на тыльной поверхности перегородок 6 между отверстиями 7. It should be noted that the execution of the sleeves 5 with a length not exceeding the effective diameter of the hole 7 in the previous partition prevents the flow jets from passing directly to the next partition 6 without mixing with adjacent jets due to the small gap between the partitions 6, which also eliminates the formation of stagnant zones on the back the surface of the partitions 6 between the holes 7.

Выполнение треугольных рифлений на передней поверхности перегородок 6 и отверстий 7 по их гребням и впадинам исключает образование на них застойных зон за счет того, что поток, обтекая гребни, неминуемо попадает во впадины, а из них в отверстия, при этом качество смешения повышается за счет дополнительного смешения компонентов во впадинах на поверхности перегородок 6. Различные форма и направление рифлений на соседних перегородках позволяют повысить качество смешения при изменении направления течения потоков в ходе смешения на соседних перегородках 6. The implementation of triangular corrugations on the front surface of the partitions 6 and holes 7 along their ridges and troughs eliminates the formation of stagnant zones due to the fact that the flow flowing around the ridges inevitably falls into the troughs, and from them into the holes, while the quality of mixing increases due to additional mixing of the components in the depressions on the surface of the partitions 6. The different shape and direction of the corrugations on the adjacent partitions can improve the quality of mixing when changing the direction of the flow of flows during mixing on neighboring eregorodkah 6.

Выполнение перегородок 6 с расширяющимися отверстиями позволяет повысить поперечную составляющую сторону потока и, тем самым, повысить качество смешения. Если же отверстия 7 расширяются до соединения со смежными, то это полностью исключает образование застойных зон на тыльной стороне перегородок 6, чем также повышается качество смешения. The implementation of the partitions 6 with expanding holes allows to increase the transverse component side of the flow and, thereby, improve the quality of mixing. If the holes 7 expand to join adjacent ones, then this completely eliminates the formation of stagnant zones on the back of the partitions 6, which also improves the quality of mixing.

Выполнение отверстий 7 расширяющимися неравномерно позволяет создать завихрение в потоке, что увеличивает турбулизирующее воздействие перегородок и повышает качество смешения. The implementation of the holes 7 expanding unevenly allows you to create a turbulence in the stream, which increases the turbulent effect of the partitions and improves the quality of mixing.

Выполнение смежных отверстий попарно со встречным направлением максимального расширения позволяет интенсифицировать массообмен в смежных струях потока, как и выполнение отверстий попарно со встречным направлением потока. The implementation of adjacent holes in pairs with the opposite direction of maximum expansion allows you to intensify mass transfer in adjacent flow jets, as well as the holes in pairs with the opposite direction of flow.

Сравнение заявляемого смесителя с прототипом показало, что он обладает высокой эффективностью смешения и сокращенными габаритами за счет конструктивных особенностей. Comparison of the inventive mixer with the prototype showed that it has high mixing efficiency and reduced dimensions due to design features.

Claims (8)

1. Статический смеситель, содержащий корпус с патрубками и втулки, между которыми размещены перегородки с отверстиями, суммарное эффективное сечение которых постоянно, а диаметр уменьшается от перегородки к перегородке по ходу движения потока, отличающийся тем, что втулки выполнены длиной не больше эффективного диаметра отверстий в предыдущей перегородке. 1. A static mixer comprising a housing with nozzles and bushings between which partitions with openings are placed, the total effective cross section of which is constant, and the diameter decreases from the partition to the partition along the flow direction, characterized in that the bushings are made with a length not exceeding the effective diameter of the holes in previous septum. 2. Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что на передней поверхности каждой перегородки выполнены треугольные рифления различной геометрической формы, причем отверстия расположены по гребням и впадинам рифлений. 2. The mixer according to claim 1, characterized in that on the front surface of each partition there are triangular corrugations of various geometric shapes, the holes being located along the ridges and troughs of the corrugations. 3. Смеситель по п. 2, отличающийся тем, что на соседних перегородках направление рифления различно. 3. The mixer according to claim 2, characterized in that the direction of the corrugation is different on adjacent partitions. 4. Смеситель по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что отверстия выполнены расширяющимися. 4. The mixer according to any one of paragraphs.1 to 3, characterized in that the holes are made expandable. 5. Смеситель по п.4, отличающийся тем, что отверстия выполнены расширяющимися до соединения со смежными. 5. The mixer according to claim 4, characterized in that the holes are made expandable until connected to adjacent ones. 6. Смеситель по п. 4 или 5, отличающийся тем, что отверстия выполнены расширяющимися равномерно. 6. The mixer according to claim 4 or 5, characterized in that the holes are made expanding uniformly. 7. Смеситель по п.4 или 5, отличающийся тем, что смежные отверстия попарно имеют встречное направление максимального расширения. 7. The mixer according to claim 4 or 5, characterized in that the adjacent openings in pairs have a counter direction of maximum expansion. 8. Смеситель по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что смежные отверстия попарно выполнены со встречным наклоном. 8. The mixer according to any one of paragraphs.1 to 7, characterized in that the adjacent holes are made in pairs with a counter inclination.

Images