Устройство шестеренко диспергирования газожидкостной смеси
Патент 2377059
Авторы
Правообладатели
- Лобашинская Алла Владимировна (RU)
- Шестеренко Николай Алексеевич (RU)
- Шестеренко Ольга Николаевна (RU)
- Шестеренко Сергей Николаевич (RU)
Классы МПК
Устройство шестеренко диспергирования газожидкостной смеси
Иллюстрации
Изобретение относится к технике диспергирования газожидкостной смеси и может использоваться в различных областях техники. Оно может также быть использовано в качестве устройства для транспортировки газожидкостной смеси по трубам, для разгона до больших скоростей газожидкостной смеси, в устройствах, использующих действие реактивной струи (турбины, движители, моечные и полировочные машины и т.д.). Это устройство может быть использовано также при холодном крекинге нефти. Устройство содержит входное и выходное сечения, между которыми размещены герметично соединенные между собой сопла. Между соплами выполнены полости. Входное сечение заглублено в жидкость для создания столба гравитационного давления жидкости. Система подачи газа подведена в полости, находящиеся в жидкости. Технический результат состоит в возможности использования устройства полностью погруженным в жидкость в любом положении, даже в вертикальном. За счет использования давления столба жидкости и разрежения в соплах для создания необходимого перепада давления для рабочего режима значительно сокращаются энергозатраты. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат
Предлагаемое изобретение относится к области диспергирования газожидкостной смеси и устройств эрлифта (для поднятия жидкости на большую высоту) и для устройств разгона газожидкостной смеси до сверхзвуковых скоростей.
Прототип
Устройство Шестеренко диспергирования газожидкостной смеси, содержащее установленные между входным и выходным сечениями герметично соединенные между собой сопла, между которыми выполнена не менее чем одна полость, источник давления для жидкости и систему подачи газа (см. патент RU 2279907 С2).
Недостатком прототипа являются высокие энергозатраты при эрлифте.
Аналог 1
Насадок Шестеренко, содержащий установленные между входным и выходным сечениями герметично соединенные между собой сопла, между которыми выполнена не менее чем одна полость, источник давления для жидкости и систему подачи газа (см. патент RU 2272678 С2).
Недостатком аналога 1 являются высокие энергозатраты при эрлифте.
Аналог 2
Насадок Шестеренко, содержащий установленные между входным и выходным сечениями герметично соединенные между собой сопла, между которыми выполнена не менее чем одна полость, источник давления для жидкости и систему подачи газа (Шестеренко Н.А. Применение законов газовой динамики в решении прикладных задач. Вечный двигатель второго рода. - М.: ЦП «Васиздаст», 2007 г. 46 с. - 190 с).
Недостатком аналога 2 являются высокие энергозатраты при эрлифте.
Задачей изобретения является расширение области применения, повышение эффективности и снижение энергозатрат при эрлифте.
Для достижения указанной цели входное сечение заглублено в жидкость для создания гравитационного давления жидкости, а система подачи газа подведена не менее чем в одну полость, находящуюся в жидкости.
Также выходное сечение этого устройства введено с зазором во входное сечение такого же устройства с соплами большего размера, находящимися в жидкости.
На фиг.1 изображено устройство диспергирования газожидкостной смеси, содержащее установленные между входным 1 и выходным 2 сечениями герметично соединенные между собой сопла 3-9, между которыми выполнены полости 10, 11 и 12, систему подачи газа, содержащую компрессор 13, ресивер 14, трубопроводы 15 и 16, вентили 17 и 18. Устройство также имеет козырек 19, емкость 20, трубы 21 и 22, расширение 23, трубопровод 24. ЗЖ - зеркало жидкости. Емкость 20 может быть заменена естественным водоемом.
На фиг.2 изображено устройство, где дополнительно к сказанному имеются трубопроводы 25 и 26 с вентилями 27 и 28, а также насос 29.
На фиг.3 изображен вариант, где выходное 2 сечение устройства (насадка Шестеренко) 30 с зазором 31 введено во входное 32 сечение такого же устройства (насадка Шестеренко) 33 с соплами 34-39 большего размера, находящимися в жидкости. В этом варианте устройства также имеются компрессор 40, ресивер 41, трубопровод 42 с вентилем 43, выходное 44 сечение, трубопровод 45 с вентилем 46 и полости 47, 48 и 49. С вариантами насадков Шестеренко, которые могут быть применены в рассматриваемом устройстве диспергирования газожидкостной смеси, более подробно можно ознакомится в аналоге.
Устройство работает следующим образом.
Включается компрессор 13, открываются полностью вентили 17 и 18. Давление в ресивере 14 держится выше давления, создаваемого жидкостью на уровне входного сечения 1. В результате продуваются все сопла и полости газом с полным вытеснением из них жидкости в трубопровод 22. Затем постепенно перекрывается до рабочего режима вентиль 17, а жидкость поступает через входное сечение 1 в сопло 3 вместе с газом, подведенным через трубопровод 16. За счет эффекта эжекции в полостях 10, 11 и 12 возникает разрежение, которое способствует мгновенному закипанию жидкости в соплах 3, 4, 5 и 6.
Между входным 1 и выходным 2 сечениями газожидкостной поток разгоняется до сверхзвуковых скоростей. От сопла 3 до выходного сечения насадка образуется разрежение, которое с давлением жидкости на входном 1 сечении позволяет в сопле с наименьшим сечением разогнать газодинамический поток (газожидкостная смесь, нефть и др. жидкости, которые в сопле закипают и становятся газожидкостной смесью) до скорости звука, а за ним до сверхзвуковой скорости. Соплом с наименьшим сечением может быть сопло 3 или другое, что диктуется физическими свойствами газодинамического потока.
По трубе 21 газодинамический поток попадает в емкость 20. Жидкость стекает вниз, а газ, минуя расширение 23, через трубопровод 24, компрессор 13 подается в трубопровод 16 и в сопло 3. Газожидкостной высокодисперсный поток из выходного 2 сечения подается в трубопровод 22. Эта схема может быть применима для нефтепровода.
На фиг.2 изображен вариант, когда первоначально жидкость подается насосом 29.
На фиг.3 изображен вариант, когда в емкости 20 установлено два насадка 30 и 33 (их может быть значительно больше) с зазором 31 между ними. В каждом насадке процесс происходит аналогично указанному выше. Количество газа для поддержания рабочего режима зависит от физических свойств жидкости, от количества насадков и их геометрических параметров.
Продувка полостей насадка газом в режиме запуска и использование столба гравитационного давления жидкости позволит значительно сократить энергозатраты на рабочем режиме для эрлифта и расширить область применения устройства диспергирования газожидкостной смеси. Значительное заглубление входного сечения позволяет получить на рабочем режиме гиперзвуковую реактивную струю, которую можно использовать для различных технических задач.
1. Устройство диспергирования газожидкостной смеси, содержащее установленные между входным и выходным сечениями герметично соединенные между собой сопла, между которыми выполнена не менее чем одна полость, источник давления для жидкости и систему подачи газа, отличающееся тем, что входное сечение заглублено в жидкость для создания столба гравитационного давления жидкости, а система подачи газа подведена не менее чем в одну полость, находящуюся в жидкости.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное сечение введено с зазором во входное сечение такого же устройства с соплами большего размера, находящееся в жидкости.