RU2040322C1

RU2040322C1 - Mixer

Info

Publication number: RU2040322C1
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Егоров; В.С. Белых
Original assignee: Белых Виктор Сергеевич
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: mixer has delivery and mixing chambers interconnected through a converging pipe and axially alined delivery branch pipe and branch pipe for fluid to be injected. The branch pipes are provided with nozzles, the branch pipe for fluid to be injected being mounted inside the delivery branch pipe. The nozzle of the delivery branch pipe has screw cutting made on the inner side and diffuser. The part of the delivery branch pipe inside of the delivery chamber is perforated. The nozzles of both the branch pipes are mounted for permitting axial movement. In addition, the screw cutting of the nozzle of the delivery branch pipe is made up as a multi-entrance thread. Mixing in the device is performed into two stages. At the first stage, the first portion of the main component of injected fluid is dispersed, and next the first portion is mixed with the second portion at the second stage. The first portion of the main component is fed as swirling flow composed of separate jets directed over the screw lines along the axis of the apparatus. The fluid to be injected is fed to the center of the swirling flow. EFFECT: improved design. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к смешиванию и диспергированию систем газ-жидкость, жидкость-жидкость и может быть использовано в пищевой промышленности и других отраслях народного хозяйства. The invention relates to mixing and dispersing gas-liquid, liquid-liquid systems and can be used in the food industry and other sectors of the economy.

Известен смеситель, содержащий патрубки подачи основного компонента и инжектируемой среды и смесительную камеру [1] работающий по принципу струйного диспергирования и смешивания сред. A known mixer containing nozzles for supplying the main component and the injected medium and a mixing chamber [1] operating on the principle of inkjet dispersion and mixing of media.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является смеситель, содержащий напорную и смесительную камеры, соединенные посредством конфузора, установленные коаксиально патрубок инжектируемой среды и нагнетательный патрубок, снабженные соплами, причем патрубок инжектируемой среды расположен внутри нагнетательного патрубка, а также дополнительный нагнетательный патрубок, размещенный внутри патрубка инжектируемой среды [2]
Данное устройство работает по принципу двухступенчатого смешивания в струйном аппарате с диспергированием инжектируемой среды первой частью основного компонента на первой ступени и последующего смешивания со второй частью на второй ступени.Closest to the invention, the technical solution is a mixer containing a pressure and mixing chambers connected by means of a confuser, coaxially installed nozzle of the injected medium and a discharge nozzle equipped with nozzles, and the nozzle of the injected medium is located inside the discharge nozzle, and also an additional discharge nozzle located inside the nozzle of the injected Wednesday [2]
This device operates on the principle of two-stage mixing in an inkjet apparatus with dispersion of the injected medium by the first part of the main component in the first stage and subsequent mixing with the second part in the second stage.

Однако устройство не обеспечивает достаточно высокой эффективности перемешивания из-за однонаправленного в плоскости поперечного сечения движения основного компонента и инжектируемой среды, а также возможности регулирования степени дисперсности смеси. Наличие двух патрубков подвода основного компонента приводит к усложнению конструкции самого смесителя и системы подачи сред, а также наличию несливаемого остатка в патрубке подвода инжектируемой среды. However, the device does not provide a sufficiently high mixing efficiency due to the unidirectional movement of the main component and the injected medium in the plane of the cross-sectional plane, as well as the possibility of controlling the degree of dispersion of the mixture. The presence of two nozzles for supplying the main component leads to a complication of the design of the mixer itself and the media supply system, as well as the presence of an indelible residue in the nozzle for supplying the injected medium.

Задача изобретения повышение эффективности смешения. The objective of the invention is to increase the mixing efficiency.

Задача достигается тем, что в смесителе, содержащем напорную и смесительную камеры, соединенные посредством конфузора, установленные коаксиально патрубок инжектируемой среды и нагнетательный патрубок, снабженные соплами, причем патрубок инжектируемой среды установлен внутри нагнетательного патрубка, сопло нагнетательного патрубка имеет изнутри винтовую нарезку и снабжено диффузором, участок нагнетательного патрубка внутри напорной камеры выполнен перфорированным, а сопла обоих патрубков установлены с возможностью осевого перемещения. The objective is achieved in that in a mixer containing a pressure head and a mixing chamber connected by means of a confuser, a nozzle of the injected medium coaxially mounted and a discharge nozzle equipped with nozzles, the nozzle of the injected medium installed inside the nozzle, the nozzle of the nozzle is screwed inside and equipped with a diffuser, the section of the discharge pipe inside the pressure chamber is perforated, and the nozzles of both pipes are installed with the possibility of axial displacement eniya.

Кроме того, винтовая нарезка сопла нагнетательного патрубка выполнена в виде многозаходной резьбы. In addition, the screw thread nozzle discharge pipe made in the form of multiple threads.

Именно сочетание в устройстве новых конструктивных элементов винтовой нарезки и диффузора в сопле нагнетательного патрубка, перфорации в нагнетательном патрубке и осевого перемещения сопел, что позволяет значительно интенсифицировать массообмен за счет закрутки и прецессионного движения смеси на выходе сопла и разнонаправленного движения потоков основного компонента и инжектируемой среды, а также изменять степень дисперсности смеси за счет осевого перемещения сопел, при котором изменяется интенсивность закрутки потока в сопле нагнетательного патрубка и соотношение расходов основного компонента. It is the combination in the device of new structural elements of the screw thread and diffuser in the nozzle of the discharge pipe, perforation in the discharge pipe and the axial movement of the nozzles that can significantly intensify mass transfer due to swirling and precession movement of the mixture at the nozzle exit and the multidirectional movement of the flows of the main component and the injected medium, and also to change the degree of dispersion of the mixture due to the axial movement of the nozzles, at which the flow swirl intensity in the nozzle changes non-smoking pipe and the ratio of the costs of the main component.

Выполнение винтовой нарезки сопла нагнетательного патрубка в виде многозаходной резьбы обеспечивает технологичность конструкции закручивающего устройства и простоту изготовления сопла. Performing screw cutting of the nozzle of the discharge pipe in the form of multi-threading ensures the manufacturability of the design of the twisting device and the ease of manufacture of the nozzle.

На фиг. 1 изображен смеситель; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a mixer; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Смеситель содержит напорную 1 и смесительную 2 камеры, соединенные посредством конфузора, установленные коаксиально патрубок 4 инжектируемой среды и нагнетательный патрубок 5 основного компонента, снабженные соплами 6 и 7 соответственно. The mixer contains a pressure head 1 and a mixing chamber 2 connected by means of a confuser, coaxially installed nozzle 4 of the injected medium and a discharge nozzle 5 of the main component, equipped with nozzles 6 and 7, respectively.

Патрубок 4 установлен внутри патрубка 5, при этом сопло 6 патрубка 4 изнутри имеет винтовую нарезку 8 и снабжено диффузором 9, участок патрубка 5 внутри напорной камеры 1 выполнен перфорированным за счет отверстий 10, например, тангенциальных. Сопла 6 и 7 установлены на резьбе с возможностью осевого перемещения. Винтовая нарезка 8 выполнена в виде многозаходной резьбы. Подвод основного компонента осуществляется через патрубок 11. The pipe 4 is installed inside the pipe 5, while the nozzle 6 of the pipe 4 inside has a screw thread 8 and is equipped with a diffuser 9, a section of the pipe 5 inside the pressure chamber 1 is perforated due to holes 10, for example, tangential. Nozzles 6 and 7 are mounted on the thread with the possibility of axial movement. Screw thread 8 is made in the form of multiple threads. The main component is supplied through the pipe 11.

Смеситель работает следующим образом. The mixer operates as follows.

Поток основного компонента, поступая через патрубок 11 в камеру 1, делится на две части. Первая часть, составляющая 0,25-0,4 части общего расхода основного компонента, проходя через отверстия 10 патрубка 5, поступает во внутреннюю полость сопла 7, где, проходя между витками винтовой нарезки 8 и наружной поверхностью сопла 6, делится на несколько отдельных закрученных струй, число которых определяется числом заходов винтовой нарезки. При выходе этих струй на кромке сопла 6 создается разрежение, благодаря чему обеспечивается подсос инжектируемой среды из патрубка 4. Подсасываемая среда заполняет пространство между закрученными струями внутри прямолинейного участка сопла 8. При выходе в расширяющуюся полость диффузора 9 закрученный поток теряет устойчивость и начинает прецессировать, описывая своей осью коническую поверхность. При соударении прецессирующего потока со стенками сопла происходит взаимное проникновение и интенсивное диспергирование сред на первой ступени смешения. The flow of the main component, entering through the pipe 11 into the chamber 1, is divided into two parts. The first part, comprising 0.25-0.4 parts of the total flow rate of the main component, passing through the holes 10 of the pipe 5, enters the inner cavity of the nozzle 7, where, passing between the turns of the screw thread 8 and the outer surface of the nozzle 6, it is divided into several separate swirling jets, the number of which is determined by the number of visits screw cutting. When these jets exit, a rarefaction is created at the edge of the nozzle 6, which ensures that the injected medium is sucked from the nozzle 4. A sucked-in medium fills the space between the swirling jets inside the straight section of the nozzle 8. When the swirling fluid enters the expanding cavity of the diffuser 9, the swirling flow loses stability and begins to precess, describing its axis is a conical surface. When the precessing flow collides with the nozzle walls, mutual penetration and intense dispersion of the media occur at the first mixing stage.

Далее прецессирующая смесь смешивается с остальной частью потока основного компонента, поступающей через кольцевую щель между соплом 7 и конфузором 3. При этом происходит соударение разнонаправленных потоков и интенсивное перемешивание сред на второй ступени смешения. Next, the precessing mixture is mixed with the rest of the flow of the main component entering through the annular gap between the nozzle 7 and the confuser 3. In this case, the multidirectional flows collide and the media mix intensively at the second mixing stage.

Регулирование степени дисперсности смеси осуществляется перемещением сопла 6. При этом изменяется длина рабочего участка винтовой нарезки 8, прилегающей к наружной поверхности сопла 6, соответственно изменяются расходы сред, степень закрутки и дисперсности потока на первой степени смешения. Одновременно с перемещением сопла 6 пеpемещают также сопло 7, изменяя проходное сечение кольцевой щели между соплом 7 и конфузором 3 и расход основного компонента на второй степени смешения, так что суммарный расход смеси остается постоянным. The degree of dispersion of the mixture is controlled by moving the nozzle 6. This changes the length of the working section of the screw cut 8 adjacent to the outer surface of the nozzle 6, respectively, the flow rates of the media, the degree of swirling and the dispersion of the flow at the first degree of mixing. Simultaneously with the movement of the nozzle 6, the nozzle 7 is also moved, changing the bore of the annular gap between the nozzle 7 and the confuser 3 and the flow rate of the main component to the second degree of mixing, so that the total flow rate of the mixture remains constant.

Слив остатков при выключении системы подачи основного компонента из сопла 7 осуществляется через отверстия 10 и каналы винтовой нарезки 8 в патрубок 11. The discharge of residues when turning off the supply system of the main component from the nozzle 7 is carried out through the holes 10 and the channels of the screw thread 8 into the pipe 11.

Предлагаемый смеситель позволяет повысить эффективность смешения за счет интенсификации перемешивания и обеспечения регулирования степени дисперсности смеси в широком диапазоне. Одновременно упрощается конструкция как самого смесителя, так и системы подачи компонента за счет наличия только одного патрубка подвода компонента и сливаемости остатков. The proposed mixer can improve the efficiency of mixing due to the intensification of mixing and to control the degree of dispersion of the mixture in a wide range. At the same time, the design of both the mixer itself and the component supply system is simplified due to the presence of only one component inlet pipe and residual discharge.

Claims

1. MIXER containing a pressure and mixing chamber connected by means of a confuser, coaxially installed nozzle of the injected medium and a discharge nozzle equipped with nozzles, wherein the nozzle of the injected medium is installed in the discharge nozzle, characterized in that the nozzle of the discharge nozzle is made inside with screw thread and provided diffuser, the section of the discharge pipe inside the pressure chamber is perforated, and the nozzles of both pipes are installed with the possibility of axial movement .

2. The mixer according to claim 1, characterized in that the screw thread of the nozzle of the discharge pipe is made in the form of multiple threads.