Кавитационная установка УКГ 14-12 (КТ). Установка кавитационная
Кавитационная установка
Изобретение относится к области гидродинамики двухфазных (парожидкостных) потоков, а именно к конструкции, работающей в условиях регулируемой гидродинамической кавитации. В кавитационной установке для создания регулируемой гидродинамической кавитации проточный канал снабжен кавитационной вставкой в виде одно- или многоручьевого сопла, рабочей камерой, гидравлически связанной с ним и имеющей канал подачи в проточный канал ингибитора коррозии, и диффузором, причем отверстия в стенке проточного канала выполнены в виде дополнительных сопел в стенках рабочей камеры, установленных с возможностью обеспечения условий формирования скачка перемешивания под углом α=40°-50° к оси камеры, на расстоянии (2-10)Dк от конца рабочей камеры и начала диффузора и связанных с каналом управления, где dк - диаметр рабочей камеры. Техническим результатом изобретения является получение суспензий со сниженной коррозионной активностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области гидродинамики двухфазных (парогазожидкостных) потоков, а именно к струйной технике, к конструкциям, работающим в условиях регулируемой гидродинамической кавитации.
Известен гидродинамический кавитационный аппарат, содержащий камеру-разделитель, камеру-рубашку, кавитационную вставку (сопло) и камеру (глушитель), в котором кавитационные пузырьки зарождаются в осевой части закрученного потока, а развитие кавитации и схлопывание пузырьков происходит при встрече потоков с разными энергиями в узком кольцевом канале, в результате чего поднимается температура жидкости на выходе из аппарата (RU 2144627 С1, 7 F 15 D 1/02, 1998).
Недостатком известной конструкции является невозможность введения в поток рабочей жидкости какой-либо перемещаемой среды (ингибитора коррозии) без наружных устройств (например, насосов).
Известен также кавитационный смеситель, содержащий проточный канал для перекачиваемой среды, камеру для приема вводимой среды, обтекатели для создания зон кавитации, а также большое число раздающих узких каналов (отверстий), сообщающих полости всех указанных элементов с основным каналом и служащих для подачи добавляемой среды в перекачиваемую. Устройство предназначено для смешивания жидкости с жидкостью, либо сатурации перекачиваемой жидкости. (SU 1785115 А1, B 01 F 5/00, 10.05.1996).
Недостатком известной конструкции является низкая интенсивность кавитации и соответственно низкая степень диспергирования и перемешивания сред, а также большое количество мелких отверстий, отрицательно влияющих на стабильность процесса.
Наиболее близким к предлагаемой установке является устройство для воздействия на поток рабочей среды, содержащее осесимметричный проточный канал для основного потока и систему наклонных к оси потока каналов для подачи возмущающих струй идентичной или иной по химическому составу среды, в котором происходит возбуждение гидродинамической кавитации за счет возмущающего воздействия струй на основной поток. При этом происходит диспергирование возмущающей среды и ее перемешивание с основным потоком (RU 2139454 C1, F 15 D 1/02, 10.10.1999).
Недостатком известного устройства является необходимость относительно большого расхода возмущающей среды, что делает невозможным использование в качестве возмущающей среды, например, ингибитора коррозии (потребная концентрация которого в основном потоке - десятки миллиграммов на литр), кроме того для подачи возмущающей среды необходимо наружное устройство (насос).
Техническим результатом изобретения является получение суспензий со сниженной коррозионной активностью.
Это достигается тем, что в кавитационной установке для создания регулируемой гидродинамической кавитации, включающей цилиндрический корпус с проточным каналом для прокачки основного потока текучей среды и отверстия в стенке канала для подачи в основной кавитирующий поток возмущающей струи и управления гидродинамической кавитацией путем инициирования скачка перемешивания, геометрическая ось которых пересекается с геометрической осью проточного канала под углом α , причем входной участок канала подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, а упомянутое отверстие в стенке канала выполнено как продолжение байпасного патрубка, входной участок которого подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, проточный канал снабжен кавитационной вставкой в виде одно- или многоручьевого сопла, рабочей камерой, имеющей канал подачи в проточный канал ингибитора коррозии, и диффузором, причем упомянутые отверстия выполнены в виде дополнительных сопел в стенках рабочей камеры, установленных с возможностью обеспечения условий формирования скачка перемешивания под углом α =40° -50° к оси камеры, на расстоянии (2-10)Dк от конца рабочей камеры и начала диффузора и связанных с каналом управления, где dк - диаметр рабочей камеры.
Кроме того, канал подачи ингибитора коррозии снабжен обратным клапаном, дросселем, а также кольцевым каналом для равномерного распределения ингибитора по сечению.
Кроме того, дополнительные сопла связаны с каналом управления через управляющий манометр с задвижками.
Таким образом, технический результат достигается за счет интенсивной - за один разгон - кавитационной обработки потока жидкой рабочей среды, например пластовой воды и/или ее смеси с иной по химическому составу жидкой перемещаемой средой, например с ингибитором коррозии. Гидродинамическая кавитационная обработка потока жидкости производится с целью достижения изменений в той или иной степени значений различных показателей исходных жидкостей: гидробиологических и микробиологических показателей, химического состава, физико-химических параметров, фазово-дисперсионного состояния и ряда других показателей, влияющих в итоге на получение суспензий со сниженной коррозионной агрессивностью. При этом установка дополнительно выполняет такие технологические операции, как подачу той или иной перемещаемой среды (присадки, ингибитора коррозии и т.д.), тонкое диспергирование, перемешивание, процессы тепло-массопереноса, взаимодействие многокомпонентной среды на микроуровне, совмещая при этом функции струйного насоса и волнового статического смесителя, в частности - кавитационного. Причем за счет интенсивной кавитационной обработки коррозионной среды, в частности пластовой воды, достигается использование ингибитора коррозии с уменьшенной дозировкой.
Анализ существующего уровня техники в данной области позволяет сделать вывод об отсутствии в известных решениях признаков, сходных с отличающимися в заявляемом устройстве, и о соответствии заявленного устройства условиям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень". Причем устройство может быть использовано в различных отраслях промышленности, например нефтяной и газовой, с получением указанного технического результата, что делает его "промышленно применимым".
На чертеже изображена кавитационная установка (в разрезе). Кавитационная установка содержит цилиндрический корпус 1 с проточным каналом, кавитационную вставку - сопло 2 на входе проточного канала, рабочую камеру 3 и диффузор 4. Рабочая камера 3 имеет канал 5 подачи в проточный канал ингибитора коррозии. Причем в стенках рабочей камеры выполнены отверстия в виде дополнительных сопел 6, которые являются продолжением байпасного патрубка 7 с задвижками 8 и связаны с каналом управления 9. Канал подачи ингибитора коррозии снабжен обратным клапаном 10, дросселем 11, а также кольцевым каналом 12 для равномерного распределения ингибитора коррозии по сечению. Сопла 6 связаны с каналом управления 9 через управляющий манометр 13 с задвижками 8. Уровень входного давления и его соответствие расчетному контролируется входным манометром (М1) 14. Давление в зоне скачка перемешивания контролируется управляющим манометром (М3) 13. Давление на выходе из сопла 2 контролируется манометром (М2) 15. Давление на выходе установки контролируется манометром (М4) 16. Рабочая среда через входной патрубок 17 подается питающим насосом 18.
Установка работает следующим образом.
Поток рабочей среды, например пластовой воды, Qp подается питающим насосом 18 через входной патрубок 17 на установку. Уровень входного давления и его соответствие расчетному контролируется входным манометром 14. После прохождения сопла 2, которое при малых сечениях выполняется одноручьевым, а по возможности - многоручьевым, формируется высокоскоростной поток (или потоки), имеющий кавитационный режим в струйном пограничном слое.
Причем число сопел - очагов кавитации необходимо выполнить максимально большим и равномерно распределить их по нормальному сечению потока.
Поток в условиях кавитации можно рассматривать как двухфазный поток, состоящий из парогазовой и жидкой фаз - парогазожидкостной поток.
Рабочий процесс гидродинамических кавитационных аппаратов основан на явлениях, происходящих при совместном течении двух фаз. Зарождение высокоскоростного двухфазного течения осуществляется кавитаторами, обеспечивающими локальное снижение давления до давления насыщенного пара. Поведение двухфазного потока во многом зависит от паросодержания в нем. При этом скорость звука в парожидкостной смеси может быть существенно меньше скорости звука в составляющих смесь компонентах. Поэтому, если создать условия формирования высокоскоростных струй при помощи кавитатора 2, то на выходе последнего можно получить сверхзвуковой парогазожидкостной поток. Течение сверхзвукового двухфазного потока в условиях трения приводит к тому, что в некотором сечении русла формируется скачок перемешивания, и сверхзвуковое течение переходит в дозвуковое с одновременной конденсацией жидких присадок (в нашем случае - ингибитора коррозии) и их диспергированием в несущую среду. Осуществление режима течения парожидкостного потока со скачком перемешивания обеспечивает резкое локальное повышение давления, тем самым взаимопроникновение компонентов смеси будет наиболее полным. Таков механизм влияния скачка перемешивания на диспергирование и перемешивание примесей и присадок, в частности ингибитора коррозии.
В рабочей камере 3 протекают кавитационные процессы в струйных пограничных слоях, сопровождающиеся образованием и схлопыванием пузырьков малого размера, при которых возможны значения давления свыше 106 ати. Практически еще Эллис с помощью фотоупругих материалов получил давления в центрах схлопывания свыше 104 ати или 103 МПа. При этом мгновенные значения температур превышали 103°С. Воздействие столь высоких значений давлений и температур в микрообъемах приводит к воздействию на одноклеточные организмы, интенсификации процессов тепло- и массопереноса, и следовательно, к изменению химических, физико-химических параметров, фазово-дисперсного состояния.
Помимо высоких мгновенных значений давлений и температур в микрообъемах, дополняемых ударным воздействием скачка перемешивания, на перечисленные показатели оказывают мощное ударное воздействие такие явления, как высокоскоростные кумулятивные микроструи и электронные микропробои.
Инициируемый в расчетной зоне рабочей камеры скачок перемешивания при кавитационном истечении струек из сопла (сопел) 6 вызывает ударное повышение давления в конце рабочей камеры, что способствует захлопыванию кавитационных пузырьков, т.е. завершению кавитационных процессов в рабочем объеме камеры. Кроме того, воздействие скачка перемешивания является дополнительным фактором интенсификации указанных процессов.
В результате ударного воздействия всех вышеназванных факторов происходят: частичное подавление жизнеспособности имеющихся в водах одноклеточных организмов, например фитопланктона и сульфатвосстанавливающих бактерий; частичное изменение химического состава воды, например уменьшение количества растворенного кислорода, изменение солевого состава и кислотного баланса; физико-механические процессы, например тонкое диспергирование раствора ингибитора коррозии и перемешивание его с перекачиваемой средой на микроуровне. При этом реагент инжектируется самой установкой. Без подающего насоса.
Из рабочей камеры поток попадает в диффузор 4, где его кинетическая энергия переходит в потенциальную, давление поднимается до выходного, а скорость падает до приемлемой для транспортирования среды в трубопроводе.
Подача раствора ингибитора коррозии осуществляется через обратный клапан 10, игольчатый дроссель 11 по каналу 5. Кольцевой канал 12 служит для равномерного распределения раствора по сечению, откуда через кольцевой зазор 19 раствор распределяется в проточную часть устройства (проточный канал). Давление в этой зоне примерно соответствует давлению насыщенных паров воды (~2,4× 103 Па для диапазона температур 12-30° С)
Давление подачи ингибитора коррозии - атмосферное (на свободной поверхности в резервуаре) плюс высота столба жидкости над дросселем 11.
Давление на выходе из сопла (сопел) 2 контролируется манометром (М2) 15. Давление в зоне скачка контролируется управляющим манометром (М3) 13. При увеличении подачи насосом 18 растет скорость истечения из дополнительных сопел 6, служащих для инициирования скачка перемешивания и установленных с возможностью его обеспечения под углом α =40-50° к оси камеры 3 на расстоянии (2-10)dк (где dк - диаметр рабочей камеры) от конца рабочей камеры и начала диффузора 4. Величина разброса (2-10)Dк связана с уровнем входных давлений на установке и с выполняемыми установкой функциями. Геометрические размеры установки определяют расчетным путем по известным зависимостям.
С ростом давления питания наблюдается тенденция к смещению скачка перемешивания по потоку в диффузор, что ведет к падению давления в хвостовой части камеры 3 и, следовательно, - к незавершенности рабочих процессов в расчетном объеме камеры 3. В противодействие этому процессу растет скорость истечения из дополнительных сопел 6. Это обусловлено гидравлической связью сопел 6 с питающим насосом 18 и регулировкой подачи среды на сопла 6 через задвижки 8 посредством канала управления 9, связанного с управляющим манометром (М3) 13 (регистрирующим давление в зоне скачка). Снижение подачи насоса 18 приводит к снижению скорости истечения из дополнительных сопел 6 по тем же причинам, что в итоге также удерживает скачок перехода в расчетной зоне, предотвращая его смещение по потоку. Этот элемент управления координатой фактического возникновения скачка перемешивания (перехода парогазовой составляющей потока со сверхзвука на дозвук) характеризует сущность заявленного изобретения.
1. Кавитационная установка для создания регулируемой гидродинамической кавитации, включающая цилиндрический корпус с проточным каналом для прокачки основного потока текучей среды и отверстия в стенке канала для подачи в основной поток возмущающей струи и управления гидродинамической кавитацией, геометрическая ось которых пересекается с геометрической осью проточного канала под углом α, причем входной участок канала подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, а упомянутые отверстия в стенке канала выполнены как продолжение байпасного патрубка, входной участок которого подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, отличающаяся тем, что проточный канал снабжен кавитационной вставкой в виде одно или многоручьевого сопла, рабочей камерой, имеющей канал подачи в проточный канал ингибитора коррозии, и диффузором, причем упомянутые отверстия выполнены в виде дополнительных сопел в стенках рабочей камеры, установленных с возможностью обеспечения условий формирования скачка перемешивания под углом α=40÷50° к оси камеры, на расстоянии (2-10)Dк от конца рабочей камеры и начала диффузора и связанных с каналом управления, где Dк - диаметр рабочей камеры.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что канал подачи ингибитора коррозии снабжен обратным клапаном, дросселем, а также кольцевым каналом для равномерного распределения ингибитора по сечению.
3. Установка по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительные сопла связаны с каналом управления через управляющий манометр с задвижками.
www.findpatent.ru
Кавитационная установка
Установка предназначена для использования в производстве целлюлозы, бумаги, картона для обработки волокнистых суспензий. Содержит кавитационный реактор с установленным в нем кавитатором, соединенные с входом и выходом реактора диффузор и конфузор, подающий насос и трубопроводы. Диффузор выполнен с подводящим патрубком, в котором установлен сверхзвуковой газовый смеситель. Обеспечивается интенсификация процесса обработки волокнистой суспензии за счет введения в нее потока газов и паров. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к конструкции установок и устройств для обработки суспензий и может быть использовано в производстве целлюлозы, бумаги, картона для обработки волокнистых суспензий, для создания в суспензии кавитационных каверн, которые значительно улучшают процесс обработки поверхности деталей.
Известна кавитационная установка, содержащая кавитационный реактор, соединенные с входом и выходом реактора диффузор с подводящим патрубком и конфузор, подающий насос и трубопроводы, соединенные с реактором (SU 418586 A1, 1974). Недостатком известной установки является малая эффективность процесса, связанная с тем, что значительная часть энергии расходуется на перекачивание волокнистой суспензии и удельный расход энергии возрастает с повышением напора подающего насоса. Известна кавитационная установка, содержащая кавитационный реактор с установленным в нем кавитатором, соединенные с входом и выходом реактора диффузор и конфузор, подающий насос и трубопроводы. (SU 610896 A1, 1978) - ближайший аналог. Недостатком известной установки является отсутствие устройств для регулирования зоны распространения кавитации, что в свою очередь ограничивает возможность получения требуемых технологических параметров потока волокнистой суспензии. Нет возможности ввода потока газов и паров. Задачей изобретения является интенсификация процесса обработки волокнистой суспензии за счет введения в нее потока газов и паров. Указанная задача решается тем, что кавитационную установку, содержащую кавитационный реактор с установленным в нем кавитатором, соединенные с входом и выходом реактора диффузор и конфузор, подающий насос и трубопроводы снабжают подводящим патрубком, в котором устанавливают сверхзвуковой газовый смеситель. На чертеже изображена технологическая схема кавитационной установки. Кавитационная установка состоит из кавитационного реактора 1 с установленным в нем кавитатором 6, соединенных с его входом и выходом диффузора 2 с подводящим патрубком 3 и конфузора 4, подводящего насоса 5, трубопроводов 7 и 8, соединенных с реактором, и установленного в подводящем патрубке 3 сверхзвукового газового смесителя (на чертеже не показан). Подводящий патрубок 3 снабжен соплом 9 для ввода газа. Подача суспензии от насоса 5 может быть подключена к диффузору 2. Подача суспензии в диффузор 2 может производиться через форсунку (на чертеже не показана). Устройство работает следующим образом. Подводящий насос 5 по трубопроводу 8 подводит волокнистую суспензию к диффузору 2, в который через сопло 9 и подводящий патрубок 3 вводится газовая или паровая среда. Смесь газа и суспензии поступает в реактор 1, где подвергается дополнительной кавитации с помощью кавитатора 6. Обработанная суспензия из конфузора 4 по трубопроводу 7 подается к неподвижному соплу дробеструйной установки, проделав обработку поверхности детали, по трубопроводу 10 от маслосборника 13 суспензия подводится к насосу 5. Для очистки суспензии она отводится из сборника по трубопроводу 11. Исходная суспензия поступает в сборник через горловину 12. С помощью сопла 9 газовая или паровая среда распыляется в потоке суспензии, идущей от насоса 5 в кавитационный реактор 1. Кавитатор 6 дросселирует движущийся поток суспензии, в результате чего происходит выделение пузырьков газа и пара. Вследствие увеличения проходного сечения в зоне за кавитатором 6 и соответствующего повышения давления происходит захлопывание газовых или паровых пузырьков, т.е. в этой зоне возникает кавитация, благодаря которой волокнистая суспензия подвергается обработке. Изменяя расход газовой или паровой среды через сопло 9, можно добиться требуемой активности процесса кавитации. В результате введения в поток газовой или паровой среды через сверхзвуковой газовый смеситель увеличивается количество центров кавитации газовых пузырьков. С ростом количества центров кавитации повышается эрозийная активность процесса, повышается возможность снижения перепада давления в проточной камере реактора, достигаются снижение удельного расхода энергии при обработке и снижение необходимого напора подающего насоса.Формула изобретения
1. Кавитационная установка, содержащая кавитационный реактор с установленным в нем кавитатором, соединенные с входом и выходом реактора диффузор и конфузор, подающий насос и трубопроводы, отличающаяся тем, что диффузор выполнен с подводящим патрубком, в котором установлен сверхзвуковой газовый смеситель. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней выполнены трубопроводы для зацикливания суспензии через фильтр. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что подача суспензии от насоса подключена к диффузору. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что подача суспензии в диффузор производится через форсунку.РИСУНКИ
Рисунок 1Похожие патенты:
Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к гидродинамическим способам размола волокнистых материалов, и позволяет увеличить эффективность и снизить энергозатраты
Изобретение относится к технике обработки волокнистой массы в гидродинамическом кавитационном поле, может быть использовано в целлюлозно-бумажной, строительной и других отраслях промышленности для дороспуска и размола макулатурной и целлюлозной массы и является усовершенствованием способа обработки волокнистой массы по авт
Изобретение относится к оборудованию строительного производства, может быть использовано для обработки суспензий и позволяет интенсифицировать процесс смещения
Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности ,в частности, к кавитационным реакторам, и позволяет повысить интенсивность кавитационного поля
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к гидродинамическим кавитационным реакторам, и позволяет повысить физико-механические показатели массы за счет интенсификации кавитационного воздействия на поверхность волокон
Изобретение относится к технике гидродинамической кавитационной обработки волокнистых суспензий
Изобретение относится к технике перемешивания, размола и диспергирования жидких суспензий и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности
Изобретение относится к химической переработке целлюлозосодержащего сырья, конкретно к способу получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), которая широко применяется в фармацевтической, пищевой, парфюмерной промышленности, используется в качестве стабилизатора водно-латексных красок и эмульсий, сорбента для хроматографии
Изобретение относится к комплексу оборудования для предварительной обработки перерабатываемого сырья в виде целлюлозной биомассы, содержащему: первый реактор, действующий под давлением, в который подают перерабатываемое сырье и в котором перерабатываемое сырье подвергают гидролизу, герметизирующее устройство, содержащее первое соединение, действующее под давлением, соединенное с выпускным отверстием для выпуска перерабатываемого сырья первого реактора, и второе соединение, действующее под давлением, соединенное со вторым реактором, действующим под давлением, слив для жидкости, содержащей растворенную гемицеллюлозу
Изобретение относится к конструкции устройства для проведения паровзрывного автогидролиза древесины с целью получения технической целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и химической промышленности
Группа изобретений относится к области биотехнологии, в частности к оборудованию для гидролиза предпочтительно твердых органических субстратов: энергетических растений и растительных отходов. Устройство содержит накопительный резервуар (1), транспортировочное средство (4), выполненный в виде циклона пароотделитель (14), размещенный перед пароотделителем расширительный бак (15), гидролизер (10) с загрузочным приспособлением (7). Гидролизер имеет на стороне выхода приспособление (12) для сброса давления с управляемой с помощью клапана нажимной диафрагмой (13) и пароотделителем (14). Транспортировочное средство (4) выполнено в форме транспортировочного шнека (4') с полым валом (25), в который подается горячий пар из пароотделителя (14). Полый вал (25) в зоне транспортировки органического субстрата в зоне (18) нагревания имеет отверстия (26) для выхода пара для непосредственного воздействия горячим паром на органический субстрат, а на конце вала (25) выполнено перепускное отверстие (27), управляемое с помощью клапана, или переключательный клапан (32) для удаления субстрата, проникающего в полый вал (25) через отверстие (26) для выхода пара. В способе гидролиза с использованием устройства для гидролиза твердых органических субстратов, включающем термогидролиз под давлением, отделение горячего пара посредством сброса давления после выпуска частичного количества субстрата с последующим использованием его для нагрева подаваемых на гидролиз органических субстратов, осуществляют ввод (вдувание) отделяемого горячего пара в полый вал (25) транспортировочного шнека (4´) через отверстие (26) для выхода пара и для удаления субстрата из полого вала (25), попадающего через отверстие (26). Группа изобретений обеспечивает повышенный выход субстрата с улучшенным качеством. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Кавитационная установка
www.findpatent.ru
Кавитационная установка контейнерного типа УКГ 14-12 (КТ)
УКГ 14-12(КТ) – установка для кавитационной гидродинамической обработки нефтепродуктов. Назначение оборудования – производство устойчивых к долгосрочному хранению, расслоению и воздействию перепадов температур эмульсионных растворов, а также присадок и модификаторов.
Конструкция
Кавитационная установка контейнерного типа УКГ 14-12 представляет собой стальной каркасный контейнер с двумя отделениями, где размещены:
- Система местного отопления с электрокотлом.
- Электрошкаф, где расположены КИП и схема управления.
- Система подачи и фильтрации компонентов эмульсий.
- Кавитатор.
- Система пожаротушения.
- Дозаторы.
Преимущества
- Установки УКГ 14-12(КТ) приспособлены для работы при низких температурах. Обогрев резервуаров для компонентов смеси отделений контейнера осуществляется местной отопительной системой.
- Оборудование позволяет производить мазуто-водное топливо (эмульсии), дизельное топливо для зимнего сезона из летнего ДТ, высокооктановый бензин, а также другие нефтепродукты устойчивых к расслоению.
- Разработка произведена в соответствии с требованиями к качеству и безопасности к нефтеперерабатывающему оборудованию. Установки успешно прошли сертификацию и имеют полный комплект разрешительных документов.
Вариации исполнения
Оборудование может включать в себя дополнительные линии для точного и равномерного дозирования присадок и химических реагентов для модификации исходного сырья. Может поставляться в различных вариациях:
- Полу-автоматическое исполнение. При котором для эксплуатации оборудования нашими специалистами обучается оператор, обслуживающий установку и регулирующий процессы.
- Полное автоматическое исполнение. При котором все процессы контролируются компьютером разработанным исключительно под нужды заказчика,- присутствие оператора в данной комплектации сведено к минимуму.
Чтобы приобрести кавитационную установку УКГ 14-12(КТ), свяжитесь с отделом продаж по номерам, указанным на нашем сайте или оставьте заявку в форме обратной связи.
Технические характеристики кавитационной установки УКГ 14-12(КТ)
| Напряжение питания, В | 380 |
| Установленная мощность, кВт | 45 |
| Пропускная способность, м.куб/ч | 35 |
| Температура рабочей жидкости (среды), град. Цельсия | 50-90 |
Упрощенная схема работы
zavodest.ru
Кавитационная установка УКГ-14 | ООО «Завод энергосберегающих технологий»
Кавитационная гидродинамическая установка УКГ 14 – предназначена для получения мелкодисперсных эмульсионных растворов из первоначального нефтесырья - дизельного топлива, мазута, жидкого печного топлива, нефтешламов. Основная часть установки – диспергатор гидродинамического типа. Обработка на УКГ-14 позволяет получать мелкодисперсные растворы со стабильными характеристиками, не меняющимися при минусовых температурах и долгом хранении. УКГ 14 состоит из насосного оборудования, системы фильтрации, кавитатора РАФ-14, корпуса. Установка комплектуется системой автоматического управления и КИП.
Сфера применения
- Теплоэнергетические предприятия (изготовление горючего для котельных агрегатов и для жидкотопливных печей).
- Топливная промышленность (производство дизтоплива для зимнего сезона, высокооктановых бензинов).
- Пищевые предприятия (изготовление эмульсионных пищевых продуктов, например, майонезов, соусов и тд.).
- Перерабатывающие заводы (производство вторсырья из отходов, содержащих нефть).
Для пищевой промышленности мы изготавливает кавитационные установки УКГ-14 под заказ. Трубы и другие узлы, контактирующие с ингредиентами и готовым продуктом, выполняются из нержавейки.
Вариации исполнения
Оборудование может включать в себя дополнительные линии для точного и равномерного дозирования присадок и химических реагентов для модификации исходного сырья. Может поставляться в различных вариациях:
- Полу-автоматическое исполнение. При котором для эксплуатации оборудования нашими специалистами обучается оператор, обслуживающий установку и регулирующий процессы.
- Полное автоматическое исполнение. При котором все процессы контролируются компьютером разработанным исключительно под нужды заказчика,- присутствие оператора в данной комплектации сведено к минимуму.
Чтобы приобрести кавитационную установку УКГ-14, свяжитесь с отделом продаж по номерам, указанным на нашем сайте или оставьте заявку в форме обратной связи.
Технические характеристики кавитационной установки УКГ-14
| Напряжение питания, В | 380 |
| Установленная мощность, кВт | 13 |
| Пропускная способность, м.куб/ч | до 18 |
| Диаметр входного патрубка, мм | 50 |
| Диаметр выходного патрубка, мм | 40 |
| Диаметр патрубка для подачи воды, мм | 15 |
| Температура рабочей жидкости (среды), град. Цельсия | 50-90 |
| Масса не более, кг | 550 |
zavodest.ru
Кавитационная установка | Банк патентов
Изобретение относится к области гидродинамики двухфазных (парогазожидкостных) потоков, а именно к струйной технике, к конструкциям, работающим в условиях регулируемой гидродинамической кавитации.
Известен гидродинамический кавитационный аппарат, содержащий камеру-разделитель, камеру-рубашку, кавитационную вставку (сопло) и камеру (глушитель), в котором кавитационные пузырьки зарождаются в осевой части закрученного потока, а развитие кавитации и схлопывание пузырьков происходит при встрече потоков с разными энергиями в узком кольцевом канале, в результате чего поднимается температура жидкости на выходе из аппарата (RU 2144627 С1, 7 F 15 D 1/02, 1998).
Недостатком известной конструкции является невозможность введения в поток рабочей жидкости какой-либо перемещаемой среды (ингибитора коррозии) без наружных устройств (например, насосов).
Известен также кавитационный смеситель, содержащий проточный канал для перекачиваемой среды, камеру для приема вводимой среды, обтекатели для создания зон кавитации, а также большое число раздающих узких каналов (отверстий), сообщающих полости всех указанных элементов с основным каналом и служащих для подачи добавляемой среды в перекачиваемую. Устройство предназначено для смешивания жидкости с жидкостью, либо сатурации перекачиваемой жидкости. (SU 1785115 А1, B 01 F 5/00, 10.05.1996).
Недостатком известной конструкции является низкая интенсивность кавитации и соответственно низкая степень диспергирования и перемешивания сред, а также большое количество мелких отверстий, отрицательно влияющих на стабильность процесса.
Наиболее близким к предлагаемой установке является устройство для воздействия на поток рабочей среды, содержащее осесимметричный проточный канал для основного потока и систему наклонных к оси потока каналов для подачи возмущающих струй идентичной или иной по химическому составу среды, в котором происходит возбуждение гидродинамической кавитации за счет возмущающего воздействия струй на основной поток. При этом происходит диспергирование возмущающей среды и ее перемешивание с основным потоком (RU 2139454 C1, F 15 D 1/02, 10.10.1999).
Недостатком известного устройства является необходимость относительно большого расхода возмущающей среды, что делает невозможным использование в качестве возмущающей среды, например, ингибитора коррозии (потребная концентрация которого в основном потоке - десятки миллиграммов на литр), кроме того для подачи возмущающей среды необходимо наружное устройство (насос).
Техническим результатом изобретения является получение суспензий со сниженной коррозионной активностью.
Это достигается тем, что в кавитационной установке для создания регулируемой гидродинамической кавитации, включающей цилиндрический корпус с проточным каналом для прокачки основного потока текучей среды и отверстия в стенке канала для подачи в основной кавитирующий поток возмущающей струи и управления гидродинамической кавитацией путем инициирования скачка перемешивания, геометрическая ось которых пересекается с геометрической осью проточного канала под углом α , причем входной участок канала подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, а упомянутое отверстие в стенке канала выполнено как продолжение байпасного патрубка, входной участок которого подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, проточный канал снабжен кавитационной вставкой в виде одно- или многоручьевого сопла, рабочей камерой, имеющей канал подачи в проточный канал ингибитора коррозии, и диффузором, причем упомянутые отверстия выполнены в виде дополнительных сопел в стенках рабочей камеры, установленных с возможностью обеспечения условий формирования скачка перемешивания под углом α =40° -50° к оси камеры, на расстоянии (2-10)Dк от конца рабочей камеры и начала диффузора и связанных с каналом управления, где dк - диаметр рабочей камеры.
Кроме того, канал подачи ингибитора коррозии снабжен обратным клапаном, дросселем, а также кольцевым каналом для равномерного распределения ингибитора по сечению.
Кроме того, дополнительные сопла связаны с каналом управления через управляющий манометр с задвижками.
Таким образом, технический результат достигается за счет интенсивной - за один разгон - кавитационной обработки потока жидкой рабочей среды, например пластовой воды и/или ее смеси с иной по химическому составу жидкой перемещаемой средой, например с ингибитором коррозии. Гидродинамическая кавитационная обработка потока жидкости производится с целью достижения изменений в той или иной степени значений различных показателей исходных жидкостей: гидробиологических и микробиологических показателей, химического состава, физико-химических параметров, фазово-дисперсионного состояния и ряда других показателей, влияющих в итоге на получение суспензий со сниженной коррозионной агрессивностью. При этом установка дополнительно выполняет такие технологические операции, как подачу той или иной перемещаемой среды (присадки, ингибитора коррозии и т.д.), тонкое диспергирование, перемешивание, процессы тепло-массопереноса, взаимодействие многокомпонентной среды на микроуровне, совмещая при этом функции струйного насоса и волнового статического смесителя, в частности - кавитационного. Причем за счет интенсивной кавитационной обработки коррозионной среды, в частности пластовой воды, достигается использование ингибитора коррозии с уменьшенной дозировкой.
Анализ существующего уровня техники в данной области позволяет сделать вывод об отсутствии в известных решениях признаков, сходных с отличающимися в заявляемом устройстве, и о соответствии заявленного устройства условиям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень". Причем устройство может быть использовано в различных отраслях промышленности, например нефтяной и газовой, с получением указанного технического результата, что делает его "промышленно применимым".
На чертеже изображена кавитационная установка (в разрезе). Кавитационная установка содержит цилиндрический корпус 1 с проточным каналом, кавитационную вставку - сопло 2 на входе проточного канала, рабочую камеру 3 и диффузор 4. Рабочая камера 3 имеет канал 5 подачи в проточный канал ингибитора коррозии. Причем в стенках рабочей камеры выполнены отверстия в виде дополнительных сопел 6, которые являются продолжением байпасного патрубка 7 с задвижками 8 и связаны с каналом управления 9. Канал подачи ингибитора коррозии снабжен обратным клапаном 10, дросселем 11, а также кольцевым каналом 12 для равномерного распределения ингибитора коррозии по сечению. Сопла 6 связаны с каналом управления 9 через управляющий манометр 13 с задвижками 8. Уровень входного давления и его соответствие расчетному контролируется входным манометром (М1) 14. Давление в зоне скачка перемешивания контролируется управляющим манометром (М3) 13. Давление на выходе из сопла 2 контролируется манометром (М2) 15. Давление на выходе установки контролируется манометром (М4) 16. Рабочая среда через входной патрубок 17 подается питающим насосом 18.
Установка работает следующим образом.
Поток рабочей среды, например пластовой воды, Qp подается питающим насосом 18 через входной патрубок 17 на установку. Уровень входного давления и его соответствие расчетному контролируется входным манометром 14. После прохождения сопла 2, которое при малых сечениях выполняется одноручьевым, а по возможности - многоручьевым, формируется высокоскоростной поток (или потоки), имеющий кавитационный режим в струйном пограничном слое.
Причем число сопел - очагов кавитации необходимо выполнить максимально большим и равномерно распределить их по нормальному сечению потока.
Поток в условиях кавитации можно рассматривать как двухфазный поток, состоящий из парогазовой и жидкой фаз - парогазожидкостной поток.
Рабочий процесс гидродинамических кавитационных аппаратов основан на явлениях, происходящих при совместном течении двух фаз. Зарождение высокоскоростного двухфазного течения осуществляется кавитаторами, обеспечивающими локальное снижение давления до давления насыщенного пара. Поведение двухфазного потока во многом зависит от паросодержания в нем. При этом скорость звука в парожидкостной смеси может быть существенно меньше скорости звука в составляющих смесь компонентах. Поэтому, если создать условия формирования высокоскоростных струй при помощи кавитатора 2, то на выходе последнего можно получить сверхзвуковой парогазожидкостной поток. Течение сверхзвукового двухфазного потока в условиях трения приводит к тому, что в некотором сечении русла формируется скачок перемешивания, и сверхзвуковое течение переходит в дозвуковое с одновременной конденсацией жидких присадок (в нашем случае - ингибитора коррозии) и их диспергированием в несущую среду. Осуществление режима течения парожидкостного потока со скачком перемешивания обеспечивает резкое локальное повышение давления, тем самым взаимопроникновение компонентов смеси будет наиболее полным. Таков механизм влияния скачка перемешивания на диспергирование и перемешивание примесей и присадок, в частности ингибитора коррозии.
В рабочей камере 3 протекают кавитационные процессы в струйных пограничных слоях, сопровождающиеся образованием и схлопыванием пузырьков малого размера, при которых возможны значения давления свыше 106 ати. Практически еще Эллис с помощью фотоупругих материалов получил давления в центрах схлопывания свыше 10 4 ати или 103 МПа. При этом мгновенные значения температур превышали 103°С. Воздействие столь высоких значений давлений и температур в микрообъемах приводит к воздействию на одноклеточные организмы, интенсификации процессов тепло- и массопереноса, и следовательно, к изменению химических, физико-химических параметров, фазово-дисперсного состояния.
Помимо высоких мгновенных значений давлений и температур в микрообъемах, дополняемых ударным воздействием скачка перемешивания, на перечисленные показатели оказывают мощное ударное воздействие такие явления, как высокоскоростные кумулятивные микроструи и электронные микропробои.
Инициируемый в расчетной зоне рабочей камеры скачок перемешивания при кавитационном истечении струек из сопла (сопел) 6 вызывает ударное повышение давления в конце рабочей камеры, что способствует захлопыванию кавитационных пузырьков, т.е. завершению кавитационных процессов в рабочем объеме камеры. Кроме того, воздействие скачка перемешивания является дополнительным фактором интенсификации указанных процессов.
В результате ударного воздействия всех вышеназванных факторов происходят: частичное подавление жизнеспособности имеющихся в водах одноклеточных организмов, например фитопланктона и сульфатвосстанавливающих бактерий; частичное изменение химического состава воды, например уменьшение количества растворенного кислорода, изменение солевого состава и кислотного баланса; физико-механические процессы, например тонкое диспергирование раствора ингибитора коррозии и перемешивание его с перекачиваемой средой на микроуровне. При этом реагент инжектируется самой установкой. Без подающего насоса.
Из рабочей камеры поток попадает в диффузор 4, где его кинетическая энергия переходит в потенциальную, давление поднимается до выходного, а скорость падает до приемлемой для транспортирования среды в трубопроводе.
Подача раствора ингибитора коррозии осуществляется через обратный клапан 10, игольчатый дроссель 11 по каналу 5. Кольцевой канал 12 служит для равномерного распределения раствора по сечению, откуда через кольцевой зазор 19 раствор распределяется в проточную часть устройства (проточный канал). Давление в этой зоне примерно соответствует давлению насыщенных паров воды (~2,4× 103 Па для диапазона температур 12-30° С)
Давление подачи ингибитора коррозии - атмосферное (на свободной поверхности в резервуаре) плюс высота столба жидкости над дросселем 11.
Давление на выходе из сопла (сопел) 2 контролируется манометром (М2) 15. Давление в зоне скачка контролируется управляющим манометром (М3) 13. При увеличении подачи насосом 18 растет скорость истечения из дополнительных сопел 6, служащих для инициирования скачка перемешивания и установленных с возможностью его обеспечения под углом α =40-50° к оси камеры 3 на расстоянии (2-10)dк (где dк - диаметр рабочей камеры) от конца рабочей камеры и начала диффузора 4. Величина разброса (2-10)Dк связана с уровнем входных давлений на установке и с выполняемыми установкой функциями. Геометрические размеры установки определяют расчетным путем по известным зависимостям.
С ростом давления питания наблюдается тенденция к смещению скачка перемешивания по потоку в диффузор, что ведет к падению давления в хвостовой части камеры 3 и, следовательно, - к незавершенности рабочих процессов в расчетном объеме камеры 3. В противодействие этому процессу растет скорость истечения из дополнительных сопел 6. Это обусловлено гидравлической связью сопел 6 с питающим насосом 18 и регулировкой подачи среды на сопла 6 через задвижки 8 посредством канала управления 9, связанного с управляющим манометром (М 3) 13 (регистрирующим давление в зоне скачка). Снижение подачи насоса 18 приводит к снижению скорости истечения из дополнительных сопел 6 по тем же причинам, что в итоге также удерживает скачок перехода в расчетной зоне, предотвращая его смещение по потоку. Этот элемент управления координатой фактического возникновения скачка перемешивания (перехода парогазовой составляющей потока со сверхзвука на дозвук) характеризует сущность заявленного изобретения.
bankpatentov.ru
кавитационная установка - патент РФ 2244174
Изобретение относится к области гидродинамики двухфазных (парожидкостных) потоков, а именно к конструкции, работающей в условиях регулируемой гидродинамической кавитации. В кавитационной установке для создания регулируемой гидродинамической кавитации проточный канал снабжен кавитационной вставкой в виде одно- или многоручьевого сопла, рабочей камерой, гидравлически связанной с ним и имеющей канал подачи в проточный канал ингибитора коррозии, и диффузором, причем отверстия в стенке проточного канала выполнены в виде дополнительных сопел в стенках рабочей камеры, установленных с возможностью обеспечения условий формирования скачка перемешивания под углом 
=40°-50° к оси камеры, на расстоянии (2-10)Dк от конца рабочей камеры и начала диффузора и связанных с каналом управления, где dк - диаметр рабочей камеры. Техническим результатом изобретения является получение суспензий со сниженной коррозионной активностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунки к патенту РФ 2244174
Изобретение относится к области гидродинамики двухфазных (парогазожидкостных) потоков, а именно к струйной технике, к конструкциям, работающим в условиях регулируемой гидродинамической кавитации.
Известен гидродинамический кавитационный аппарат, содержащий камеру-разделитель, камеру-рубашку, кавитационную вставку (сопло) и камеру (глушитель), в котором кавитационные пузырьки зарождаются в осевой части закрученного потока, а развитие кавитации и схлопывание пузырьков происходит при встрече потоков с разными энергиями в узком кольцевом канале, в результате чего поднимается температура жидкости на выходе из аппарата (RU 2144627 С1, 7 F 15 D 1/02, 1998).
Недостатком известной конструкции является невозможность введения в поток рабочей жидкости какой-либо перемещаемой среды (ингибитора коррозии) без наружных устройств (например, насосов).
Известен также кавитационный смеситель, содержащий проточный канал для перекачиваемой среды, камеру для приема вводимой среды, обтекатели для создания зон кавитации, а также большое число раздающих узких каналов (отверстий), сообщающих полости всех указанных элементов с основным каналом и служащих для подачи добавляемой среды в перекачиваемую. Устройство предназначено для смешивания жидкости с жидкостью, либо сатурации перекачиваемой жидкости. (SU 1785115 А1, B 01 F 5/00, 10.05.1996).
Недостатком известной конструкции является низкая интенсивность кавитации и соответственно низкая степень диспергирования и перемешивания сред, а также большое количество мелких отверстий, отрицательно влияющих на стабильность процесса.
Наиболее близким к предлагаемой установке является устройство для воздействия на поток рабочей среды, содержащее осесимметричный проточный канал для основного потока и систему наклонных к оси потока каналов для подачи возмущающих струй идентичной или иной по химическому составу среды, в котором происходит возбуждение гидродинамической кавитации за счет возмущающего воздействия струй на основной поток. При этом происходит диспергирование возмущающей среды и ее перемешивание с основным потоком (RU 2139454 C1, F 15 D 1/02, 10.10.1999).
Недостатком известного устройства является необходимость относительно большого расхода возмущающей среды, что делает невозможным использование в качестве возмущающей среды, например, ингибитора коррозии (потребная концентрация которого в основном потоке - десятки миллиграммов на литр), кроме того для подачи возмущающей среды необходимо наружное устройство (насос).
Техническим результатом изобретения является получение суспензий со сниженной коррозионной активностью.
Это достигается тем, что в кавитационной установке для создания регулируемой гидродинамической кавитации, включающей цилиндрический корпус с проточным каналом для прокачки основного потока текучей среды и отверстия в стенке канала для подачи в основной кавитирующий поток возмущающей струи и управления гидродинамической кавитацией путем инициирования скачка перемешивания, геометрическая ось которых пересекается с геометрической осью проточного канала под углом , причем входной участок канала подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, а упомянутое отверстие в стенке канала выполнено как продолжение байпасного патрубка, входной участок которого подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, проточный канал снабжен кавитационной вставкой в виде одно- или многоручьевого сопла, рабочей камерой, имеющей канал подачи в проточный канал ингибитора коррозии, и диффузором, причем упомянутые отверстия выполнены в виде дополнительных сопел в стенках рабочей камеры, установленных с возможностью обеспечения условий формирования скачка перемешивания под углом =40° -50° к оси камеры, на расстоянии (2-10)Dк от конца рабочей камеры и начала диффузора и связанных с каналом управления, где dк - диаметр рабочей камеры.
Кроме того, канал подачи ингибитора коррозии снабжен обратным клапаном, дросселем, а также кольцевым каналом для равномерного распределения ингибитора по сечению.
Кроме того, дополнительные сопла связаны с каналом управления через управляющий манометр с задвижками.
Таким образом, технический результат достигается за счет интенсивной - за один разгон - кавитационной обработки потока жидкой рабочей среды, например пластовой воды и/или ее смеси с иной по химическому составу жидкой перемещаемой средой, например с ингибитором коррозии. Гидродинамическая кавитационная обработка потока жидкости производится с целью достижения изменений в той или иной степени значений различных показателей исходных жидкостей: гидробиологических и микробиологических показателей, химического состава, физико-химических параметров, фазово-дисперсионного состояния и ряда других показателей, влияющих в итоге на получение суспензий со сниженной коррозионной агрессивностью. При этом установка дополнительно выполняет такие технологические операции, как подачу той или иной перемещаемой среды (присадки, ингибитора коррозии и т.д.), тонкое диспергирование, перемешивание, процессы тепло-массопереноса, взаимодействие многокомпонентной среды на микроуровне, совмещая при этом функции струйного насоса и волнового статического смесителя, в частности - кавитационного. Причем за счет интенсивной кавитационной обработки коррозионной среды, в частности пластовой воды, достигается использование ингибитора коррозии с уменьшенной дозировкой.
Анализ существующего уровня техники в данной области позволяет сделать вывод об отсутствии в известных решениях признаков, сходных с отличающимися в заявляемом устройстве, и о соответствии заявленного устройства условиям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень". Причем устройство может быть использовано в различных отраслях промышленности, например нефтяной и газовой, с получением указанного технического результата, что делает его "промышленно применимым".
На чертеже изображена кавитационная установка (в разрезе). Кавитационная установка содержит цилиндрический корпус 1 с проточным каналом, кавитационную вставку - сопло 2 на входе проточного канала, рабочую камеру 3 и диффузор 4. Рабочая камера 3 имеет канал 5 подачи в проточный канал ингибитора коррозии. Причем в стенках рабочей камеры выполнены отверстия в виде дополнительных сопел 6, которые являются продолжением байпасного патрубка 7 с задвижками 8 и связаны с каналом управления 9. Канал подачи ингибитора коррозии снабжен обратным клапаном 10, дросселем 11, а также кольцевым каналом 12 для равномерного распределения ингибитора коррозии по сечению. Сопла 6 связаны с каналом управления 9 через управляющий манометр 13 с задвижками 8. Уровень входного давления и его соответствие расчетному контролируется входным манометром (М1) 14. Давление в зоне скачка перемешивания контролируется управляющим манометром (М3) 13. Давление на выходе из сопла 2 контролируется манометром (М2) 15. Давление на выходе установки контролируется манометром (М4) 16. Рабочая среда через входной патрубок 17 подается питающим насосом 18.
Установка работает следующим образом.
Поток рабочей среды, например пластовой воды, Qp подается питающим насосом 18 через входной патрубок 17 на установку. Уровень входного давления и его соответствие расчетному контролируется входным манометром 14. После прохождения сопла 2, которое при малых сечениях выполняется одноручьевым, а по возможности - многоручьевым, формируется высокоскоростной поток (или потоки), имеющий кавитационный режим в струйном пограничном слое.
Причем число сопел - очагов кавитации необходимо выполнить максимально большим и равномерно распределить их по нормальному сечению потока.
Поток в условиях кавитации можно рассматривать как двухфазный поток, состоящий из парогазовой и жидкой фаз - парогазожидкостной поток.
Рабочий процесс гидродинамических кавитационных аппаратов основан на явлениях, происходящих при совместном течении двух фаз. Зарождение высокоскоростного двухфазного течения осуществляется кавитаторами, обеспечивающими локальное снижение давления до давления насыщенного пара. Поведение двухфазного потока во многом зависит от паросодержания в нем. При этом скорость звука в парожидкостной смеси может быть существенно меньше скорости звука в составляющих смесь компонентах. Поэтому, если создать условия формирования высокоскоростных струй при помощи кавитатора 2, то на выходе последнего можно получить сверхзвуковой парогазожидкостной поток. Течение сверхзвукового двухфазного потока в условиях трения приводит к тому, что в некотором сечении русла формируется скачок перемешивания, и сверхзвуковое течение переходит в дозвуковое с одновременной конденсацией жидких присадок (в нашем случае - ингибитора коррозии) и их диспергированием в несущую среду. Осуществление режима течения парожидкостного потока со скачком перемешивания обеспечивает резкое локальное повышение давления, тем самым взаимопроникновение компонентов смеси будет наиболее полным. Таков механизм влияния скачка перемешивания на диспергирование и перемешивание примесей и присадок, в частности ингибитора коррозии.
В рабочей камере 3 протекают кавитационные процессы в струйных пограничных слоях, сопровождающиеся образованием и схлопыванием пузырьков малого размера, при которых возможны значения давления свыше 106 ати. Практически еще Эллис с помощью фотоупругих материалов получил давления в центрах схлопывания свыше 10 4 ати или 103 МПа. При этом мгновенные значения температур превышали 103°С. Воздействие столь высоких значений давлений и температур в микрообъемах приводит к воздействию на одноклеточные организмы, интенсификации процессов тепло- и массопереноса, и следовательно, к изменению химических, физико-химических параметров, фазово-дисперсного состояния.
Помимо высоких мгновенных значений давлений и температур в микрообъемах, дополняемых ударным воздействием скачка перемешивания, на перечисленные показатели оказывают мощное ударное воздействие такие явления, как высокоскоростные кумулятивные микроструи и электронные микропробои.
Инициируемый в расчетной зоне рабочей камеры скачок перемешивания при кавитационном истечении струек из сопла (сопел) 6 вызывает ударное повышение давления в конце рабочей камеры, что способствует захлопыванию кавитационных пузырьков, т.е. завершению кавитационных процессов в рабочем объеме камеры. Кроме того, воздействие скачка перемешивания является дополнительным фактором интенсификации указанных процессов.
В результате ударного воздействия всех вышеназванных факторов происходят: частичное подавление жизнеспособности имеющихся в водах одноклеточных организмов, например фитопланктона и сульфатвосстанавливающих бактерий; частичное изменение химического состава воды, например уменьшение количества растворенного кислорода, изменение солевого состава и кислотного баланса; физико-механические процессы, например тонкое диспергирование раствора ингибитора коррозии и перемешивание его с перекачиваемой средой на микроуровне. При этом реагент инжектируется самой установкой. Без подающего насоса.
Из рабочей камеры поток попадает в диффузор 4, где его кинетическая энергия переходит в потенциальную, давление поднимается до выходного, а скорость падает до приемлемой для транспортирования среды в трубопроводе.
Подача раствора ингибитора коррозии осуществляется через обратный клапан 10, игольчатый дроссель 11 по каналу 5. Кольцевой канал 12 служит для равномерного распределения раствора по сечению, откуда через кольцевой зазор 19 раствор распределяется в проточную часть устройства (проточный канал). Давление в этой зоне примерно соответствует давлению насыщенных паров воды (~2,4× 103 Па для диапазона температур 12-30° С)
Давление подачи ингибитора коррозии - атмосферное (на свободной поверхности в резервуаре) плюс высота столба жидкости над дросселем 11.
Давление на выходе из сопла (сопел) 2 контролируется манометром (М2) 15. Давление в зоне скачка контролируется управляющим манометром (М3) 13. При увеличении подачи насосом 18 растет скорость истечения из дополнительных сопел 6, служащих для инициирования скачка перемешивания и установленных с возможностью его обеспечения под углом =40-50° к оси камеры 3 на расстоянии (2-10)dк (где dк - диаметр рабочей камеры) от конца рабочей камеры и начала диффузора 4. Величина разброса (2-10)Dк связана с уровнем входных давлений на установке и с выполняемыми установкой функциями. Геометрические размеры установки определяют расчетным путем по известным зависимостям.
С ростом давления питания наблюдается тенденция к смещению скачка перемешивания по потоку в диффузор, что ведет к падению давления в хвостовой части камеры 3 и, следовательно, - к незавершенности рабочих процессов в расчетном объеме камеры 3. В противодействие этому процессу растет скорость истечения из дополнительных сопел 6. Это обусловлено гидравлической связью сопел 6 с питающим насосом 18 и регулировкой подачи среды на сопла 6 через задвижки 8 посредством канала управления 9, связанного с управляющим манометром (М 3) 13 (регистрирующим давление в зоне скачка). Снижение подачи насоса 18 приводит к снижению скорости истечения из дополнительных сопел 6 по тем же причинам, что в итоге также удерживает скачок перехода в расчетной зоне, предотвращая его смещение по потоку. Этот элемент управления координатой фактического возникновения скачка перемешивания (перехода парогазовой составляющей потока со сверхзвука на дозвук) характеризует сущность заявленного изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Кавитационная установка для создания регулируемой гидродинамической кавитации, включающая цилиндрический корпус с проточным каналом для прокачки основного потока текучей среды и отверстия в стенке канала для подачи в основной поток возмущающей струи и управления гидродинамической кавитацией, геометрическая ось которых пересекается с геометрической осью проточного канала под углом , причем входной участок канала подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, а упомянутые отверстия в стенке канала выполнены как продолжение байпасного патрубка, входной участок которого подключен к средству нагнетания текучей среды в канал, отличающаяся тем, что проточный канал снабжен кавитационной вставкой в виде одно или многоручьевого сопла, рабочей камерой, имеющей канал подачи в проточный канал ингибитора коррозии, и диффузором, причем упомянутые отверстия выполнены в виде дополнительных сопел в стенках рабочей камеры, установленных с возможностью обеспечения условий формирования скачка перемешивания под углом =40÷50° к оси камеры, на расстоянии (2-10)Dк от конца рабочей камеры и начала диффузора и связанных с каналом управления, где Dк - диаметр рабочей камеры.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что канал подачи ингибитора коррозии снабжен обратным клапаном, дросселем, а также кольцевым каналом для равномерного распределения ингибитора по сечению.
3. Установка по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительные сопла связаны с каналом управления через управляющий манометр с задвижками.
www.freepatent.ru
Кавитационная установка контейнерного типа УКГ 14-35 (КТ)
«Завод энергосберегающих технологий» выпускает и реализует кавитационные установки марки УКГ 14-35(контейнерного типа) собственного производства. Это оборудование применяют для производства мелкодисперсных эмульсионных смесей тяжелых нефтепродуктов и воды методом кавитационной обработки, кроме того, такие установки используют для введения присадок.
Назначение:
Кавитационная установка УКГ 14-35(КТ) предназначена для приготовления композитных видов топлив из нефти и нефтепродуктов и газового конденсата. Обладающих рядом преимуществ перед аналогами, приготовленными без применения кавитации: однородность, стабильность, качество.
Конструкция
Все узлы установки УКГ 14-35 расположены в контейнере, разделенном на 2 части. В одной из них установлены отопительный котел электрического типа, шкаф управления и клеммные коробки. Во второй части контейнера размещена установка УКГ 14-35 для получения водномазутного топлива. Установка состоит из резервуара для модификатора, систем подачи и дозирования компонентов смеси, напорных насосов и кавитатора. УКГ 14-35 комплектуется автоматической системой пожаротушения и полностью отвечает нормам безопасности, предъявляемым к нефтяному оборудованию. Контейнер также снабжен автономной отопительной системой из 6-ти радиаторов для обогрева помещений и емкости для модификатора.
Вариации исполнения
Оборудование может включать в себя дополнительные линии для точного и равномерного дозирования присадок и химических реагентов для модификации исходного сырья. Может поставляться в различных вариациях:
- Полу-автоматическое исполнение. При котором для эксплуатации оборудования нашими специалистами обучается оператор, обслуживающий установку и регулирующий процессы.
- Полное автоматическое исполнение. При котором все процессы контролируются компьютером разработанным исключительно под нужды заказчика,- присутствие оператора в данной комплектации сведено к минимуму.
Чтобы приобрести кавитационную установку УКГ 14-35(КТ), свяжитесь с отделом продаж по номерам, указанным на нашем сайте или оставьте заявку в форме обратной связи.
Технические характеристики кавитационной установки УКГ 14-35(КТ)
| Напряжение питания, В | 380 |
| Установленная мощность, кВт | 45 |
| Пропускная способность, м.куб/ч | 35 |
| Температура рабочей жидкости (среды), град. Цельсия | 50-90 |
Схема работы
zavodest.ru
