Винахід відноситься до енергетики, а саме до пристроїв для приготування водопаливних емульсій і суспензій, а також відновної обробки застарілих мазутів. Турбулізованим кавітатор-Емульсатори важких нафтопродуктів містить прямоточний корпус з послідовно встановленими в ньому турбулізаторами і кавітатором. Кавітатор виконаний у вигляді, принаймні, двох рядів стрижнів, стрижні закріплені в стінках корпусу перпендикулярно потоку на однаковій відстані між собою. Число стрижнів в рядах збільшується зі збільшенням поперечного перерізу каналу. Стрижні встановлені в стінках корпусу по щільній посадці. Винахід дозволяє підвищити якість одержуваної емульсії, надійність роботи і поліпшити техніко-економічні параметри процесу приготування дрібнодисперсного емульсії. 4 з.п. ф-ли, 6 мул.
Малюнки до патенту РФ 2419745
Винахід відноситься до енергетики, а саме до пристроїв для приготування водопаливних емульсій і суспензій, а також відновної обробки застарілих мазутів. Воно може бути використано для кавітаційної обробки важкої нафти з утворенням гомогенної дрібнодисперсного емульсії (суспензії) на виході пристрою перед транспортуванням.
Завданням винаходу є усунення зазначених недоліків. Технічний результат полягає в підвищенні якості одержуваної емульсії, надійності роботи і поліпшення техніко-економічних параметрів процесу приготування дрібнодисперсного емульсії. Поставлена задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що турбулізованим кавітатор-Емульсатори важких нафтопродуктів, що містить прямоточний корпус з послідовно встановленими в ньому турбулізаторами і кавітатором, який виконаний у вигляді, принаймні, двох рядів стрижнів, закріплених в стінках корпусу перпендикулярно потоку на однаковій відстані між собою, причому число стрижнів в рядах збільшується зі збільшенням поперечного перерізу каналу, і стрижні встановлені в стінках корпусу по щільній посадці. Стрижні можуть бути виконані у вигляді циліндрів, на яких можуть бути виконані поздовжні лиски або пази з протилежного по потоку боку. Переважно кавітатор виконаний у вигляді трьох рядів стрижнів, причому розташовані в корпусі частини стрижнів виконано у вигляді циліндрів, при цьому в другому ряду по ходу потоку на циліндрах виконані поздовжні лиски з протилежного по потоку боку, а в стрижнях третього ряду з тієї ж сторони виконані поздовжні пази.
На фіг.1 представлено осьовий переріз пропонованого кавітатора-Емульсатори;
на фіг.2 - поперечний переріз по площині А-А на фіг.1;
на Фіг.3 - поперечний переріз по площині Б на фіг.1;
на фіг.4-6 зображені поперечні перерізи стрижнів кавітатора-Емульсатори для циліндричного варіанти виконання, а також варіантів з лискою і пазом відповідно.
Турбулізованим кавітатор-Емульсатори важких нафтопродуктів містить прямоточний корпус 1, в якому розташовані Турбулізатор 2 і кавітатор. Кавітатор виконаний у вигляді рядів стрижнів 3, закріплених в стінках корпусу 1 по щільній посадці перпендикулярно потоку на однаковій відстані між собою. Число стрижнів в рядах збільшується зі збільшенням поперечного перерізу каналу.
Переважно кавітатор виконаний у вигляді трьох рядів стрижнів. Розташовані в корпусі частини стрижнів виконано у вигляді циліндрів (фіг.4). У другому ряду по ходу потоку на циліндрах виконані поздовжні лиски з протилежного по потоку боку (фіг.5). В стрижнях третього ряду з тієї ж сторони виконані поздовжні пази (фіг.6).
Турбулізатор 2 являє собою коаксіальні з трубопроводом нафтопродукту ділянки звуження-розширення прохідного перетину трубопроводу, що забезпечують багаторазові прискорення-гальмування потоку зі зміною напрямку руху потоку, що призводить до утворення вихорів. Турбулізатор 2 перетворює ламінарний режим течії високов'язкої рідини в турбулентний, що сприяє інтенсивному перемішуванню різнорідних компонентів рідини перед входом в канал кавітаційної обробки. Таким чином, пропонований пристрій істотно знижує кратність обробки нафтопродукту, необхідної для отримання гомогенної емульсії. В інших відомих з рівня техніки пристроях необхідність тривалої багаторазової обробки пов'язана з тим, що при наявності в нафтопродукт сторонніх гомогенних рідинних включень великого обсягу (великих, ніж обсяг каналу кавітаційної обробки) утворення емульсії не відбувається, так як при цьому в кавітаційному каналі не відбувається змішування рідин, що утворюють емульсію. Пропоноване пристрій попередньої турбулізації забезпечує ефективне змішування нафтопродукту і сторонніх рідин, оскільки це перемішування відбувається в обсязі, в кілька десятків разів перевищує обсяг каналу кавітаційної обробки. Установка попереднього турбулізуючими пристрої лише незначно (не більше ніж на 5-10%) збільшує загальне гідравлічний опір кавітатора-Емульсатори.
У пропонованому пристрої кавітаційна обробка рідини проводиться в профільованих вузьких каналах з гладкими стінками, без додаткових перегородок, причому осі каналів коаксіальним осі трубопроводу. Пропонована конструкція каналу - плоский канал щілинного типу з гладкими стінками. У каналі передбачений початкова ділянка для прискорення потоку, звужується у напрямку потоку, далі - критичне перетин з переходом в розширюється частина. На початку розширюється частині розташована перша група стрижнів, що викликають кавітацію. Осі стрижнів перпендикулярні площині щілинного каналу. Пропонований пристрій характеризується надійним безрізьбовим закріпленням викликають кавітацію стрижнів безпосередньо на стінках каналів, без будь-яких перегородок. Різьбове з'єднання, що використовується у відомих пристроях, недоцільно, оскільки при тривалій інтенсивній роботі з важкими нафтопродуктами різьблення закоксовивается і повторно її використовувати неможливо. У запропонованій конструкції стрижні встановлюються на щільній посадці, що забезпечує легку заміну в разі ремонту.
Пропоноване профілювання стрижнів полегшує відрив струменя потоку з утворенням кавитационной каверни. У той же час циліндрична частина стрижня, звернена до набігаючого потоку, виконується гладкою, з високим класом чистоти обробки, це знижує гідравлічний опір пристрою. Відоме з рівня техніки застосування рифлених поверхонь стрижнів, що викликають кавітацію, не виправдано, тому що для в'язких рідин дрібні нерівності поверхні сприяють лише збільшення товщини прикордонного пристінкового шару рідини, швидкість якого невелика, кавітація в ньому не розвивається, а лише збільшується гідравлічний опір пристрою без підвищення інтенсивності кавітаційної обробки. Гальмування рідини на погано оброблених або рифлених поверхнях знижує швидкість потоку, збільшує непотрібні теплові втрати і вимагає великих енерговитрат для прискорення рідини з метою отримання гідродинамічної кавітації. Стрижні в межах однієї групи розташовані строго еквідистантно, що забезпечує рівномірність кавитационного впливу на весь потік рідини. Групи стрижнів розташовані на строго певній відстані, що забезпечує можливість утворення стоячих ультразвукових хвиль в обсязі протікає через канал рідини.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. турбулізованим кавітатор-Емульсатори важких нафтопродуктів, що містить прямоточний корпус з послідовно встановленими в ньому турбулізаторами і кавітатором, що відрізняється тим, що кавітатор виконаний у вигляді, принаймні, двох рядів стрижнів, закріплених в стінках корпусу перпендикулярно потоку на однаковій відстані між собою, причому число стрижнів в рядах збільшується зі збільшенням поперечного перерізу каналу, і стрижні встановлені в стінках корпусу по щільній посадці.
2. кавітатор-Емульсатори по п.1, що відрізняється тим, що стрижні виконані у вигляді циліндрів.
3. кавітатор-Емульсатори по п.1, що відрізняється тим, що стрижні виконані у вигляді циліндрів, на яких виконані поздовжні лиски з протилежного по потоку боку.
4. кавітатор-Емульсатори по п.1, що відрізняється тим, що стрижні виконані у вигляді циліндрів, на яких виконані поздовжні пази з протилежного по потоку боку.
5. кавітатор-Емульсатори по п.1, що відрізняється тим, що кавітатор виконаний у вигляді трьох рядів стрижнів, причому розташовані в корпусі частини стрижнів виконано у вигляді циліндрів, при цьому в другому ряду по ходу потоку на циліндрах виконані поздовжні лиски з протилежного по потоку боку, а в стрижнях третього ряду з тієї ж сторони виконані поздовжні пази.