Статический смеситель

Устройство может быть применено для приготовления однородных смесей и эмульсий. Для повышения эффективности процесса перемешивания в статический смеситель, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, внутри которого вдоль оси установлен смесительный элемент, выполненный в виде гофрообразной трубы, причем на его выступах и впадинах выполнены отверстия.

Полезная модель относится к смесительным устройствам и может быть применена для приготовления однородных смесей и эмульсий.

Имеющиеся статические смесители характеризует низкая интенсивность процесса смешивания из-за образования потоков жидкости недостаточно полно смешиваемых между собой (например: Брагинский Л.Н. и др. Перемешивание в жидких средах. - Л.: Химия, 1984, с.323, рис.14.2., а.с. 1443950, B01F 5/06, 1988). Кроме того, они обладают определенной конструктивной сложностью, т.к. состоят из нескольких, сборных между собой элементов.

Известен также статический смеситель (а.с. 2014879, B01F 5/00, 1994 - прототип), содержащий корпус с патрубками ввода компонентов и вывода смеси, две группы усеченных полых перфорированных конусов, обращенных большими основаниями к патрубкам ввода компонентов, одна группа конусов соприкасается большими основаниями, размещенными на оси корпуса, а меньшие основания расположены на периферии. Конусы повернуты по часовой или против часовой стрелки. Между конусами первой группы установлены конусы второй группы, соприкасающиеся меньшими основаниями на оси, большие основания расположены на периферии корпуса. По периферии корпуса установлен завихритель, который смещен от больших оснований конусов в сторону меньших оснований, а на оси установлен также завихритель, смещенный относительно больших оснований конусов в сторону меньших оснований. Кроме того, в статическом смесителе на входе в большие основания конусов установлены завихрители, при этом пластины завихрителей, установленных в первом и третьем квадрантах плоскости поперечного сечения корпуса, установлены под одним углом к радиальной плоскости корпуса, а пластины завихрителей, установленных во втором и четвертом квадрантах, повернуты в противоположном направлении.

Указанный смеситель не может эффективно работать в силу конструктивного решения. Весь поток жидкости перекрыт рядом конструктивных элементов: конусы с отверстиями и завихрителями, осевой и периферийный завихрители. Все эти элементы представляют собой большое гидравлическое сопротивление. Жидкость пойдет по пути наименьшего сопротивления, то есть в зазоры между конусами и завихрителями. Для повышения эффективности смешивания необходимо повышенное давление, повышающее одновременно и энергозатраты. Кроме того, элементы смесителя представляются достаточно сложными конструктивными деталями, что также снижает эффективность применения устройства в целом.

Технический результат - повышение эффективности перемешивания.

Для достижения указанного технического результата в статический смеситель, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, внутри которого вдоль оси установлен смесительный элемент, выполненный в виде гофрообразной трубы, причем на его выступах и впадинах выполнены отверстия.

На фиг. представлена схема статического смесителя.

Статический смеситель содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, вдоль оси корпуса 1, установлен смесительный элемент 4. Смесительный элемент 4 выполнен в виде гофрообразной трубы, причем на его выступах и впадинах выполнены отверстия 5 и 6.

Устройство работает следующим образом. Смешиваемые компоненты подаются в устройство (корпус 1) через входной патрубок 2 и начинают двигаться по корпусу 1 по направлению к выходному патрубку 3. При таком движении жидкость разделяется на два потока, которые двигаются по обе стороны вдоль гофрообразной трубы смесительного элемента 4, с его наружной и во внутренней поверхностях. Эти потоки жидкости испытывают динамические пульсации из-за изменения скорости, так как жидкость попадает в сужающийся и расширяющийся просвет между корпусом 1 и наружной поверхностью гофрообразной трубы смесительного элемента 4, а также между выступами и впадинами внутренней поверхности гофрообразной трубы. В сужающемся просвете, на выступе, скорость потока жидкости возрастает, а в расширяющемся просвете, во впадине - падает. Причем, с внутренней стороны гофрообразной трубы эти изменения противоположны рассмотренным, так как если с наружной стороны гофрообразной трубы находится выступ, то с внутренней стороны гофрообразной трубы будет находиться впадина, и если с внутренней стороны гофрообразной трубы находится выступ, то с наружной стороны гофрообразной трубы будет находиться впадина и так далее. Поэтому, жидкость проходящая с более высокой скоростью выступ, с наружной стороны трубы, будет осуществлять ее всасывание через отверстия 5 или 6 с другой стороны, из внутренней полости, гофрообразной трубы смесительного элемента 4, где жидкость движется с меньшей скоростью, во впадине. После выступа жидкость попадает во впадину, где скорость ниже, но при этом с другой стороны, с внутренней стороны гофрообразной трубы жидкость движется вдоль выступа с большей скоростью. Поэтому, этот поток жидкости проходящий со стороны выступа будет всасывать поток жидкости проходящий со стороны впадины. Такое сочетание изменяющихся динамических характеристик потоков жидкости находящихся по обе стороны гофрообразной трубы, с его наружной и во внутренней поверхностях и смешивающихся между собой повышает эффективность работы устройства.

Устройство имеет достаточно простую конструкцию за счет установки смесительного элемента в виде гофрообразной трубы с отверстиями на выступах и впадинах. При этом повышение эффективности процесса перемешивания будет выражаться в повышении качества смесей и эмульсий, а также в сокращении времени их приготовления

Статический смеситель, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, внутри которого вдоль оси установлен смесительный элемент, отличающийся тем, что смесительный элемент выполнен в виде гофрообразной трубы, причем на его выступах и впадинах выполнены отверстия.