RU2680079C1 - Смесительная установка струйного типа - Google Patents
Смесительная установка струйного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680079C1 RU2680079C1 RU2018106217A RU2018106217A RU2680079C1 RU 2680079 C1 RU2680079 C1 RU 2680079C1 RU 2018106217 A RU2018106217 A RU 2018106217A RU 2018106217 A RU2018106217 A RU 2018106217A RU 2680079 C1 RU2680079 C1 RU 2680079C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dispersed
- mixing
- density
- working fluid
- chamber
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 abstract description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 2
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 101150104728 GPR88 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100038404 Probable G-protein coupled receptor 88 Human genes 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/50—Mixing liquids with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для смешивания с жидкостью дисперсных веществ, а именно легких сыпучих материалов с малой удельной плотностью, и может быть использовано в химической, нефтегазодобывающей, нефтехимической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности в тех случаях, когда плотность жидкости многократно превышает плотность дисперсного вещества, в частности в составе комплексов, предназначенных для ликвидации нефтяных разливов на поверхности воды с применением дисперсных нефтесорбентов. Установка содержит приемную камеру с приемным патрубком для дисперсного материала, подведенным к приемной камере снизу и соединенным с герметичной емкостью с дисперсным материалом, в нижнюю часть которой посредством канала с регулирующим элементом подается рабочая жидкость из системы подвода рабочей жидкости. Приемная камера с одной стороны посредством рабочего сопла связана с системой подвода рабочей жидкости, а с другой - с камерой смешения, заканчивающейся выходным участком смесительной установки. Технический результат - увеличение коэффициента эжекции и расширение технологических возможностей смесителя за счет обеспечении эффективной подачи через приемный патрубок в приемную камеру и камеру смешения дисперсного материала с плотностью ниже плотности рабочей среды, а также влажного и слежавшегося материала. 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для смешивания с жидкостью дисперсных веществ, а именно легких сыпучих материалов с малой удельной плотностью, и может быть использовано в химической, нефтегазодобывающей, нефтехимической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности в тех случаях, когда плотность жидкости многократно превышает плотность дисперсного вещества.
В частности, предлагаемая смесительная установка струйного типа, которая обеспечивает ввод дисперсного материала в поток воды и подачу в рабочую зону пульпы, образующейся при его смешивании с водой, может найти применение в составе комплексов, предназначенных для ликвидации нефтяных разливов на поверхности воды с применением дисперсных нефтесорбентов. Для эффективной сорбции плавающей на поверхности воды нефти сорбент должен обладать плотностью ниже плотности воды. Так, например, насыпная плотность сорбента терморасщепленного графитового (СТРГ), изготавливаемого по ТУ 2164-001-26461069-2003 в виде порошкообразного материала с крупными гранулами различного размера, составляет не более 12 кг/м3, т.е. материал примерно в 85 раз легче водной среды, с которой его необходимо смешать.
Известен смеситель для приготовления буровых и тампонажных растворов (а.с. SU 1171078, опубл, 1985.08.07), содержащий напорную камеру, соединенную с ней посредством конфузора смесительную камеру, установленные коаксиально патрубок инжектируемого компонента, в частности, трудносмешиваемого или порошкообразного материала, и два нагнетательных патрубка, снабженных соплами, причем патрубок инжектируемого дисперсного материала коаксиально размещен между нагнетательными патрубками. Недостатком известного устройства является недостаточное сечение образованного кольцеобразного канала подачи дисперсного материала. В довольно протяженном и узком канале крупные гранулы могут забивать поперечное сечение и подача дисперсного материала прекратится. Помимо этого, силы поверхностного натяжения, возникающие при подаче в известный смеситель увлажненного материала, действуют на составляющие его частицы и препятствуют их свободному перемещению. Образовавшаяся из увлажненных частиц «пробка» препятствует дальнейшему поступлению в смеситель влажных или слежавшихся порошкообразных материалов и затрудняет их эжекцию.
Известен гидроэжекторный смеситель для смешения порошкообразного материала и затворяющей жидкости (RU 2442686, опубл. 2012.02.20), содержащий приемную камеру, связанную конфузором с камерой смешения, снабженной сливным патрубком, рабочую насадку в виде цилиндрического сопла и всасывающий патрубок, размещенный сверху приемной камеры. При использовании дисперсного материала, плотность которого меньше плотности жидкости (активной среды), погружения его частиц в жидкость под действием силы тяжести не происходит, и его поступление через всасывающий патрубок в камеру смешения затруднено. В итоге известный смеситель обнаруживает низкий коэффициент эжекции и прекращение эжекции при полном или даже частичном заполнении камеры смешения жидкостью. Помимо этого, при подаче в смеситель даже незначительно увлажненного материала с такой низкой удельной плотностью возникают силы поверхностного натяжения, соизмеримые по величине с силой тяжести, которые действуют на составляющие его частицы и препятствуют их свободному перемещению. Образовавшийся из увлажненных частиц свод препятствует дальнейшему поступлению в смеситель влажных или слежавшихся дисперсных материалов и затрудняет их эжекцию.
Известен струйный смеситель-эжектор для приготовления растворов путем смешивания дисперсного материала с гранулометрическим составом от 5 до 75 мкм (бентонитовый глинопорошок, цемент, барит и др.) и жидкости затворения (RU 2507370, опубл. 2014.02.20), содержащий всасывающий патрубок, патрубок подвода жидкости затворения, приемную камеру, кольцевую рабочую насадку, камеру смешения, выполненную в виде кольцевого канала, соосного с кольцевой рабочей насадкой, причем внешний диаметр камеры смешения больше внешнего диаметра рабочей насадки в 2 раза, а ее внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра рабочей насадки в 1,5 раза. Отношение площадей живых сечений камеры смешения и рабочей насадки находится в пределах 5-1. Известный смеситель характеризуется высоким коэффициентом эжекции, в том числе и по дисперсному материалу, а также интенсивным смешением активной и эжектируемой сред. Однако для дисперсных материалов с малым удельным весом, плотность которых ниже плотности активной среды, коэффициент эжекции у известного смесителя, по описанным выше причинам, оказывается низким, а использование крупногранулированных, увлажненных либо слежавшихся дисперсных материалов нецелесообразным или попросту невозможным.
Конструктивно наиболее близким к заявляемому является смеситель гидравлический СГ-150 компании ООО "Укрнефтезапчасть" (обнаружено в Интернете 2017.11.17 по ссылке http://ukrnz.com.ua/page.php?id=14), предназначенный для приготовления, обработки, утяжеления и предварительного диспергирования буровых растворов на водной основе и углеводородных эмульсий путем смешения порошкообразных материалов (барита, глинопорошка, цемента, химических реагентов и др.) с жидкостью в высокотурбулентном потоке. Смеситель содержит приемную камеру, снабженную рабочим соплом, к которому подведен трубопровод подачи рабочей жидкости, камеру смешения и диффузор - выходной участок смесителя. Сверху камера смешения снабжена всасывающим патрубком, связанным через поворотную заслонку с приемной воронкой, служащей емкостью для сыпучего материала, подача которого осуществляется сверху.
К недостаткам известного смесителя следует отнести низкий коэффициент эжекции дисперсного материала с плотностью ниже плотности рабочей жидкости (активной среды), вплоть до полного прекращения эжекции при заполнении (полном или частичном) камеры смешения жидкостью, из-за затрудненной подачи этого материала к всасывающему патрубку и в камеру смешения, поскольку его частицы практически неспособны погружаться в жидкость под действием силы тяжести. Дополнительные технологические сложности, которые характерны для известных смесителей с расположенным сверху подающим патрубком, возникают при подаче влажных или слежавшихся сыпучих материалов. Помимо этого, прекращение отвода жидкости от известного смесителя сопровождается «вымыванием» материала из приемной воронки, что также ограничивает его технологические возможности.
Задачей изобретения является создание смесительной установки струйного типа с высоким коэффициентом эжекции, эффективного при использовании дисперсного материала с плотностью ниже плотности рабочей жидкости, в том числе влажного и слежавшегося.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в увеличении коэффициента эжекции и расширении технологических возможностей смесителя за счет обеспечении эффективной подачи через всасывающий патрубок в камеру смешения дисперсного материала с удельной плотностью ниже удельной плотности рабочей жидкости, влажного и слежавшегося дисперсного материала, а также за счет устранения возможного «вымывания» дисперсного материала из приемной воронки при прекращении подачи рабочей жидкости.
Указанный технический результат достигают смесительной установкой струйного типа, содержащей приемную камеру с патрубком для подачи в нее дисперсного материала, с одной стороны связанную с системой подачи рабочей жидкости, а с противоположной соединяющуюся с камерой смешения и через нее с выходным участком установки, в которой, в отличие от известного смесителя, приемный патрубок для дисперсного материала, соединенный с герметичной емкостью с дисперсным материалом, подведен к приемной камере снизу, при этом в нижнюю часть упомянутой герметичной емкости с дисперсным материалом подведен канал, подающий рабочую жидкость из системы ее подвода, который снабжен регулировочным элементом.
Предлагаемая смесительная установка струйного типа, принципиальная схема которой представлена на чертеже, содержит являющийся частью системы подачи рабочей жидкости трубопровод 1, подводящий ее к рабочему соплу 2, из которого рабочая жидкость поступает в приемную камеру 3. Одновременно посредством канала 4, снабженного регулировочным элементом 5, трубопровод 1 подведен в нижнюю часть герметичной емкости 6 для дисперсного материала, например,, для сорбента. Сверху герметичная емкость 6 снабжена приемным патрубком 7, которым связана с приемной камерой 3, в которую выходит рабочее сопло 2. Выход приемной камеры 3 связан с камерой смешения 8, и через нее с выходным участком установки.
Подача рабочей жидкости предусмотрена также в нижнюю часть герметичной емкости 6 с дисперсным материалом, при этом на соединяющем емкость 6 и трубопровод 1 канале 4 установлен регулировочный элемент 5 (кран, клапан, дроссель или др.).
Устройство работает следующим образом.
Представляющая собой активную среду рабочая жидкость, преимущественно вода, подается по трубопроводу 1 к рабочему соплу 2, из которого с высокой скоростью направляется в виде струи в приемную камеру 3. Одновременно посредством канала 4 через регулировочный элемент 5 рабочая жидкость поступает в нижнюю часть герметичной емкости 6. Рабочая жидкость вытесняет из герметичной емкости 6 легкий сыпучий материал (например, нефтесорбент), который в силу его значительно меньшей удельной плотности, чем плотность этой жидкости (например, воды), всплывает над ее уровнем и через приемный патрубок 7 вытесняется в приемную камеру 3. В приемной камере 3 поступивший дисперсный материал захватывается струей воды, оступающей из сопла 2 и уносится в камеру смешения 8, где происходит его активное перемешивание с высокотурбулентным потоком жидкости. Далее образовавшаяся пульпа, представляющая собой смесь однородную смесь рабочей жидкости и дисперсного материала, пульпы поступает в выходной участок 9 смесительной установки.
Количество поступающего в приемную камеру 3 дисперсного материала определяется объемом вытесняющей его рабочей жидкости, подаваемой в нижнюю часть герметичной емкости 6, при этом регулирование этого объема обеспечивается с помощью регулировочного элемента 5.
Таким образом, конструкция предлагаемой смесительной установки описанной выше системой подачи дисперсного материала обеспечивает стабильно высокое значение коэффициента эжекции, а также позволяет осуществлять оперативное регулирование этого коэффициента в процессе ввода дисперсного материала в рабочую жидкость. Кроме того, используемая в предлагаемой смесительной установке система подачи дисперсного материала в приемную камеру 3 дает возможность избавиться от присущих известному смесителю технологических сложностей, которые связаны с использованием влажного или слежавшегося дисперсного материала, и исключает возможность «вымывания» поступающего легкого сыпучего материала из приемного патрубка и приемной емкости.
Claims (1)
- Смесительная установка струйного типа, содержащая приемную камеру с приемным патрубком для подачи дисперсного материала, связанную с одной стороны посредством рабочего сопла с системой подвода рабочей жидкости, а с другой стороны соединяющуюся с камерой смешения, которая заканчивается выходным участком смесительной установки, отличающаяся тем, что приемный патрубок для дисперсного материала, соединенный с герметичной емкостью с дисперсным материалом, подведен к приемной камере снизу, при этом в нижнюю часть упомянутой герметичной емкости подведен канал, подающий рабочую жидкость из системы подвода рабочей жидкости, который снабжен регулировочным элементом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018106217A RU2680079C1 (ru) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Смесительная установка струйного типа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018106217A RU2680079C1 (ru) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Смесительная установка струйного типа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2680079C1 true RU2680079C1 (ru) | 2019-02-14 |
Family
ID=65442724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018106217A RU2680079C1 (ru) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Смесительная установка струйного типа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680079C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722993C1 (ru) * | 2019-12-20 | 2020-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) | Смесительная установка струйного типа с кольцевым соплом |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU822865A1 (ru) * | 1979-06-25 | 1981-04-23 | Сибирский Автомобильно-Дорожныйинститут Им.B.B.Куйбышева | Устройство дл введени растворимогоТВЕРдОгО МАТЕРиАлА B пОТОК жидКОСТи |
| SU1171078A1 (ru) * | 1983-02-21 | 1985-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Смеситель |
| EP0555498A1 (en) * | 1992-02-11 | 1993-08-18 | April Dynamics Industries 1990 Ltd. | A two-phase supersonic flow system |
| DE19622191A1 (de) * | 1996-06-03 | 1997-12-04 | Bayer Ag | Verfahren und Vorrichtung zum kontaminationsfreien Dosieren und Fördern von zu dispergierenden bzw. zu lösenden Feststoffpulvern |
| RU2442686C1 (ru) * | 2010-06-11 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Гидроэжекторный смеситель |
| RU2507370C1 (ru) * | 2012-08-27 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Струйный смеситель-эжектор |
-
2018
- 2018-02-19 RU RU2018106217A patent/RU2680079C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU822865A1 (ru) * | 1979-06-25 | 1981-04-23 | Сибирский Автомобильно-Дорожныйинститут Им.B.B.Куйбышева | Устройство дл введени растворимогоТВЕРдОгО МАТЕРиАлА B пОТОК жидКОСТи |
| SU1171078A1 (ru) * | 1983-02-21 | 1985-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Смеситель |
| EP0555498A1 (en) * | 1992-02-11 | 1993-08-18 | April Dynamics Industries 1990 Ltd. | A two-phase supersonic flow system |
| DE19622191A1 (de) * | 1996-06-03 | 1997-12-04 | Bayer Ag | Verfahren und Vorrichtung zum kontaminationsfreien Dosieren und Fördern von zu dispergierenden bzw. zu lösenden Feststoffpulvern |
| RU2442686C1 (ru) * | 2010-06-11 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Гидроэжекторный смеситель |
| RU2507370C1 (ru) * | 2012-08-27 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Струйный смеситель-эжектор |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722993C1 (ru) * | 2019-12-20 | 2020-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) | Смесительная установка струйного типа с кольцевым соплом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1171403A (en) | Method and apparatus for wetting powder | |
| TWI665144B (zh) | 進料槽裝置之結構 | |
| US7401973B1 (en) | Dust-free low pressure mixing system | |
| US3782695A (en) | Apparatus and method for dispersing solid particles in a liquid | |
| MX2009004392A (es) | Aparato de espesamiento y metodo de espesamiento. | |
| US20110124944A1 (en) | Process for Incorporating a Dry Treatment Product Into a Liquid Waste | |
| US20060107998A1 (en) | Dry polymer hydration apparatus and methods of use | |
| CN103860333B (zh) | 一种高分子吸水材料与木浆纤维混合装置 | |
| US10737226B2 (en) | High efficiency powder dispersion and blend system and method for use in well completion operations | |
| US3456801A (en) | Apparatus for feeding dry particulate chlorinating reagent into a swimming pool | |
| RU2487750C2 (ru) | Способ и устройство для дозированного извлечения от мелко- до крупнозернистого твердого вещества или смеси твердых веществ из накопительного бункера | |
| US3338560A (en) | Mixing apparatus | |
| US6010083A (en) | Apparatus and method for generating high quality foam using an air eductor | |
| WO2004026950A3 (en) | Solid flowable powder with high liquid loading | |
| RU2680079C1 (ru) | Смесительная установка струйного типа | |
| CA1177479A (en) | Wetted funnel gravity flow liquids/particulates continuous mixing system | |
| YU10399A (sh) | Hidromehanička mešalica za proizvodnju smeše praškastog i granuliranog materijala i tečnosti | |
| US9795939B2 (en) | Apparatus for mixing and blending of an additive material into a fluid and method | |
| US1486883A (en) | Method of hydrating cement and the like | |
| WO2005030377A8 (en) | Method and apparatus for mixing of two fluids | |
| US7618182B1 (en) | Dust-free low pressure mixing system with jet ring adapter | |
| CN203777153U (zh) | 一种高分子吸水材料与木浆纤维混合装置 | |
| US8596857B2 (en) | Means and method for mixing a particulate material and a liquid | |
| US1541352A (en) | Method of and apparatus for mixing materials | |
| RU2722993C1 (ru) | Смесительная установка струйного типа с кольцевым соплом |