Трубопровод для транспортировки жидких сред

 

Изобретение относится к устройствам для перемещения жидких продуктов, суспензий, смесей и т.д. и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, медицинской, строительной и горной промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности активации жидкой среды в процессе транспортировки. Трубопровод 1 содержит расширенный участок 2, в котором коаксиально размещен вкладыш 3, имеющий форму цилиндрического тела и выполненный пустотелым. Вкладыш 3 установлен в трубопроводе с образованием зазора. Торцы вкладыша 3 имеют форму конусов, а сопряжения расширенного участка 2 выполнены в виде диффузора 4 и конфузора 5. При этом торцы вкладыша имеют конусообразную форму. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я В 65 G 53/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4723781 /1 1 (22) 26.07.89 (46) 23,08.91. Бюл, М 31 (75) В.И. Штеле (53) 621.864 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1551408, кл. В 65 G 53/32, 1989. (54) ТРУБОПРОВОД ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКИХ СРЕД (57) Изобретение относится к устройствам для перемещения жидких продуктов, суспензий. смесей и т.д, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, медицинской, строительной и

„„Я2„„1671 579 А1 горной промышленности. Цель изобретения — повышение эффективности активации жидкой среды в процессе транспортировки.

Трубопровод 1 содержит расширенный участок 2, в котором коаксиально размещен вкладыш 3, имеющий форму цилиндрического тела и выполненный пустотелым.

Вкладыш 3 установлен в трубопроводе с образованием зазора. Торцы вкладыша 3 имеют форму конусов. а сопряжения расширенного участка 2 выполнены в виде диффуэора 4 и конфуэора 5. При этом торцы вкладыша имеют конусообразную форму. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

1671579

15

25

35

55

Изобретение относится к устройствам для перемещения жидких продуктов, суспензий, смесей и т.п, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, медицинской, строительной и горной промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности активации жидкой среды в процессе транспортировки.

На чертеже показан трубопровод, продольный разрез.

Трубопровод состоит из трубопровода 1 и расширенного участка 2. В расширенном участке 2 трубопровода размещен коаксиально вкладыш 3, который имеет форму цилиндрического тела и выполнен пустотелым из высокопрочного сплава или металла, например титана.

Вкладыш 3 установлен в трубопроводе

1 с образованием зазора, который в сечении имеет кольцевую форму. Торцы вкладыша 3 имеют форму конусов, а сопряжения расширенного участка 2 трубопровода выполнены в виде диффуэора 4 и конфузора 5.

Вершины конусов торцов вкладыша 3 размещен в начале и конце расширенного участка трубопровода. Площадь зазора между цилиндрической частью вкладыша 3 и трубопроводом принимается равной проходному сечению трубопровода 1. Угол вершины конусов вкладыша 3 также выбирается из условия постоянства по длине трубопровода площади зазора между диффуэором 4, конфузором 5 и конусными торцами, вкладыша 3, Площадь этого зазора в любом сечении также равна проходному сечению трубопровода 1. Вкладыш 3 соединен с генератором 6 ультразвуковых колебаний через волновод 7, который имеет форму полого титанового стержня, размещенного в отверстии, которое выполнено аксиально на участке расширения 2 трубопровода 1.

Трубопровод используют следующим образом.

При транспортировке, например, твердеющей закладочной многокомпонентной смеси, приготовленной путем мельничного помола компонентов и включающей вяжущее, активатор и наполнитель, располагают расширенный участок 2 с вкладышем 3 на конечном участке трубопровода. Закладочная смесь набегает на вкладыш 3 и перемещается по зазору. Учитывая, что зазор на всем протяжении имеет площадь, равную площади сечения трубы 1, он полностью заполнен транспортируемой смесью.

Генератор б ультразвуковых колебаний, имеющий питание от энергетической сети, через волновод 7 передает колебания вкладышу 3, который воздействует на жидкую среду, находящуюся в зазоре, В жидкой среде или смеси возбуждаются интенсивные кавитационные процессы, которые активируют транспортируемую смесь, Происходит разрушение гидратных пленок на частицах вяжущего, что повышает качество и прочность закладочного массива при снижении расхода цемента, Чем меньше величина зазора, тем более глубокой обработке подвергается транспортируемая жидкая среда, Поэтому целесообразно диаметр вкладыша 3 принимать равным или больше диаметра трубопровода 1

Применительно к транспортировке закладочных смесей предлагаемый трубопровод обеспечивает снижение расхода цемента на 15-30 . В других технологических процессах устройство может быть использовано для эмул ьгирования, диспергирования, смешивания, активиэирования, модификации свойств различных жидких сред.

При генерации интенсивных звуковых волн в зазоре создаются чередующиеся области сжатия и разрежения, в которых могут образовываться пузырьки диаметром порядка 100 мкм. Пузырьки резко схлопываются менее чем на 1 мкс, так что содержащийся в них газ нагревается до 5500 С, Во время циклов сжатия возникают локальные повышения давления в жидкой среде, что приводит к сближению молекул жидкости. Во время циклов разрежения возникают локальные понижения давления, в результате чего молекулы отделяются одна от другой.

Современные мощные ультразвуковые генераторы создают давление в жидкой среде до 50 атм, В жидкой среде присутствуют пузырьки газа, захватываемые трещинами на микроскопических твердых частицах, присутствующих в жидкости. В области пониженного давления захваченный газ начинает выходить иэ трещины, образуя маленький пузырек, переходящий в жидкость и являющийся центром кавитации, При взаимодействии с ультразвуковой волной пузырьки газа непрерывно поглощают энергию в течение чередующихся циклов расширения и сжатия. Это взаимодействие приводит к нарушению динамического равновесия между парами внутри и жидкостью снаружи. Рост размеров пузырьков определяется интенсивностью ультразвукового поля. Ультразвук приводит к быстрому расширению пузырьков и их схлопыванию при достижении критических размеров

Этот размер зависит от частоты ультразвуковой волны. При 20 кГц, например, критический диаметр пузырька составляет 170 мкм

При схлопывании пузырьков осуществляется мощное гидродинамическое воздействие

1671579

2, Трубопровод по п,1. о т л и ч а юшийся тем, что торцы вкладыша имеют конусообразную форму.

Составитель Л. Трофимчук

Техред М.Моргентал Корректор Н, Король

Редактор М. Бланар

Заказ 2798 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 на жидкую среду в трубопроводе и протекание ряда химических реакций. Газы и пары внутри пузырька сжимаются. интенсивно выделяя тепло, за счет которого повышается температура жидкости в непосредствен- 5 ной близости от пузырька. Скорость нагрева и охлаждения жидкости во время кавитации превышает 10 С/с, при этом температура жидкости рядом с пузырьком составляет 2100 С. Однако области нагрева 10 очень малы и тепло быстро рассеивается.

Ультразвуковые волны в жидкости создают-. ся с помощью пьезоэлектрических и магнитострикционных материалов. Генератор 6 снабжен пьезоэлектрической керамической 15 пластиной, соединенной с волноводом 7, через который колебания передаются на вкладыш 3. Волновод и вкладыш колеблются с частотой около 20 кГц.

Формула изобретения 20

1. Трубопровод для транспортировки жидких сред, содержащий трубопровод и приспбсобление для активации транспортируемой среды, включающее в себя ультразвуковой генератор и вкладыш, размещенный в трубе и соединенный посредством волновода с ультразвуковым генератором, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности активации жидкой среды в процессе транспортировки, вкладыш выполнен в виде цилиндрического тела, установленного коаксиально с зазором в трубопроводе, причем диаметр трубопровода в месте установки вкладыша превышает диаметр трубопровода в остальной его части, а площадь зазора между стенками трубопровода .и вкладыша равна площади проходного сечения трубопровода.