Способ получения смеси жидкости и газа

(51) 01 3/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ предусматривают подачу жидкости через перфорированную цилиндрическую трубку,расположенную внутри цилиндрического корпуса с боковым входным патрубком для подачи газа и торцевым выходным патрубком для вывода смеси. Согласно изобретению смесь образуется внутри цилиндрического корпуса,состоящего из последовательно расположенных зон эжекции и смешивания, а внутренняя цилиндрическая трубка находится в зоне эжекции и имеет перфорацию только на торцевой части со стороны зоны смешивания в виде перфорированной насадки. Жидкость, проходя через отверстия насадки с высокой скоростью распадается на мелкие частицы,которые увлекают за собой эжекцией множество частиц потока газа, и образуется высокодисперсная смесь. При этом смесь в зоне смешивания расширяется в поперечном сечении, контактируется с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса и выводится через выходной патрубок, а газ подается в входной патрубок цилиндрического корпуса через обратный клапан. Подача жидкости в зону смешивания осуществляется через перфорированную полусферическую насадку, установленную на торцевой части цилиндрической трубки. При этом отверстия насадки со стороны цилиндрической трубки имеют фаски.(72) Карабалин Узакбай Сулейменович Абдели Дайрабай Жумадилулы Ахмеджанов Тлевхан Куромжанович Бабашева Мансия Нургалиевна Абдели Айдын Дайрабайулы(56) В.И. Кудинов Основы нефтегазопромыслового дела. Москва, Ижевск Институт компьютерных исследований Удмуртский госуниверситет. 2004,с.2624173 , 14.03.1997680779 1, 08.11.199522401781, 20.11.2004(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ЖИДКОСТИ И ГАЗА(57) Изобретение относится к промышленности, в частности к нефтегазовой, пищевой и другим отраслям промышленности. Задачей и техническим результатом изобретения являются получение равномерной и высокодисперсной смеси жидкости и газа за счет изменения направления движения струй жидкости,подаваемых через перфорационную трубку в зону смешивания и создания зоны эжекции, внутри которой более эффективно увлекаются частицы газа струями жидкости и происходит равномерно процесс смешивания. Технический результат достигается тем, что в способе получения смеси жидкости и газа, 26950 Изобретение относится к промышленности, в частности к нефтегазовой, пищевой и другим отраслям промышленности. Известен способ получения смеси жидкости и газа, предусматривающий подачу жидкости через перфорированную цилиндрическую трубку,расположенную внутри цилиндрического корпуса с боковым входным патрубком для подачи газа и торцевым выходным патрубком для вывода смеси Основы нефтегазопромыслового дела. - Москва Ижевск Институт компьютерных исследований Удмуртский госуниверситет. 2005, с.720 (с.262) Недостатком этого способа является то, что струи жидкости, вытекающие с большой скоростью из боковых перфорационных отверстий внутренней цилиндрической трубки, имеют направление перпендикулярное к направлению движения общего потока смеси жидкости и газа и, ударяясь о внутренние боковые поверхности цилиндрического корпуса теряют первоначальную скорость, изменяя свое направление. При этом струи жидкости соединяются и превращаются в крупные капли, а затем в паток, которые создают дополнительное сопротивление движению потоку газа и не способствуют образованию равномерной высокодисперсной смеси жидкости и газа. Поток газа, подаваемый через боковой входной патрубок, по плотности занимает верхнюю часть внутреннего пространства цилиндрического корпуса и, сжимаясь соединяется потоком жидкости внутри выходного патрубка. Полученная смесь при этом не является однородной и высокодисперсной. Данный способ не позволяет достичь максимального насыщения жидкости газом. Задачей и техническим результатом изобретения являются получение равномерной и высокодисперсной смеси жидкости и газа за счет изменения направления движения струй жидкости,подаваемых через перфорационную трубку в зону смешивания и создания зоны эжекции, внутри которой более эффективно увлекаются частицы газа струями жидкости и происходит равномерно процесс смешивания. Предложенные технические решения (способ) обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Новизна и изобретательский уровень подтверждаются проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что заявленный способ можно применить для получений газированных жидкостей в нефтегазовой,пищевой и других отраслях промышленности. Технический результат достигается тем, что в способе получения смеси жидкости и газа,предусматривают подачу жидкости через перфорированную цилиндрическую трубку,расположенную внутри цилиндрического корпуса с боковым входным патрубком для подачи газа и торцевым выходным патрубком для вывода смеси. Согласно изобретению смесь образуется внутри цилиндрического корпуса,состоящего из последовательно расположенных зон эжекции и смешивания, а внутренняя цилиндрическая трубка 2 находится в зоне эжекции и имеет перфорацию только на торцевой части со стороны зоны смешивания в виде перфорированной насадки. Жидкость, проходя через отверстия насадки с высокой скоростью распадается на мелкие частицы,которые увлекают за собой эжекцией множество частиц потока газа, и образуется высокодисперсная смесь. При этом смесь в зоне смешивания расширяется в поперечном сечении, контактируется с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса и выводится через выходной патрубок, а газ подается в входной патрубок цилиндрического корпуса через обратный клапан. Подача жидкости в зону смешивания осуществляется через перфорированную полусферическую насадку, установленную на торцевой части цилиндрической трубки. При этом отверстия насадки со стороны цилиндрической трубки имеют фаски. Сущность изобретения поясняется следующим чертежом(фиг.1). Способ осуществляется следующим образом. Для получения смеси жидкости и газа предусмотрен цилиндрический корпус 1, состоящий из двух зон эжекции и смешивания. Цилиндрический корпус имеет патрубки входной 2 для подачи жидкости,выходной 3 для вывода полученной смеси, а также боковой патрубок 4 для ввода газа. Для подачи жидкости в зону смешивания внутри цилиндрического корпуса в зоне эжекции устанавливают цилиндрическую трубку 5 с перфорированной насадкой 6. В зоне смешивания образованная высокодисперсная смесь расширяется в поперечном сечении и контактируется с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса. Для уменьшения длины зоны смешивания перфорированную насадку цилиндрической трубки выполняют полусферической формы. Жидкость в зону смешивания подается через входной торцевой патрубок и перфорированную насадку цилиндрической трубки, расположенной в зоне эжекции. Проходя через отверстия насадки с высокой скоростью жидкость распадается на мелкие частицы, которые увлекают за собой эжекцией множество частиц потока газа, и в зоне смешивания образуется высокодисперсная смесь. При этом смесь в зоне смешивания расширяется в поперечном сечении,контактируется с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса и,сжимаясь выводится через выходной патрубок, а газ подается в входной патрубок цилиндрического корпуса через обратный клапан. Благодаря небольшого диаметра отверстий насадки цилиндрического патрубка жидкость перемещается с высокой скоростью и диспергируется на мелкие частицы. Полусферическая форма насадки способствует уменьшению размеров зоны смешивания и равномерному распределению частиц потока газа внутри жидкости. Регулированием количества подаваемой жидкости или газа можно достичь требуемую плотность смеси. Следует отметить, что распад частиц жидкости зависит от режима ее истечения. При малой относительной скорости газа и окружающей жидкости после насадки образуется сплошные струи. С увеличением скорости струя начинает распадаться на отдельные капли, а длина сплошного участка сокращается. При дальнейшем увеличении скорости дробление происходит в непосредственной близости от насадки устройства. Этот режим является диспергированием жидкости и газа в зоне смешивания. Основным энергетическим фактором,приводящим к распаду жидкости на капли и образованию высокодисперсной смеси является давление нагнетания. Проходя через распиливающее устройство, жидкостной поток, вопервых, приобретает довольно высокую скорость и,во-вторых,преобразуется в форму,способствующую быстрому и эффективному распаду потока (струя, пленка, крупные частицы, в зависимости от конструкции насадки внутренней трубки установки). Таким образом, образование смеси внутри цилиндрического корпуса,состоящего из последовательно расположенных зон эжекции и смешивания,установление внутренней цилиндрической трубки, находящейся в зоне эжекции и имеющейся перфорацию только на торцевой части со стороны зоны смешивания в виде полусферической перфорированной насадки и подача газа в входной патрубок цилиндрического корпуса через обратный клапан приводят к тому,что жидкость, проходя через отверстия насадки распадается на мелкие частицы, которые увлекают за собой эжекцией множество частиц потока газа, и образуется высокодисперсная равномерная смесь жидкости и газа при небольших размерах цилиндрического корпуса и в целом установки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения смеси жидкости и газа,предусматривающий подачу жидкости через перфорированную цилиндрическую трубку,расположенную внутри цилиндрического корпуса с боковым входным патрубком для подачи газа и торцевым выходным патрубком для вывода смеси,отличающийся тем, что смесь образуют внутри цилиндрического корпуса,состоящего из последовательно расположенных зон эжекции и смешивания, а внутренняя цилиндрическая трубка находится в зоне эжекции и имеет перфорацию только на торцевой части со стороны зоны смешивания в виде перфорированной насадки и жидкость, проходя через отверстия насадки распадается на мелкие частицы, которые увлекают за собой эжекцией множество частиц потока газа, и образуется высокодисперсная смесь, при этом смесь в зоне смешивания расширяется в поперечном сечении,контактируется с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса и выводится через выходной патрубок, а газ подают в входной патрубок цилиндрического корпуса через обратный клапан. 2. Способ по пункту 1 отличающийся тем, что подача жидкостив зону смешивания осуществляют через перфорированную полусферическую насадку,установленную на торцевой части цилиндрической трубки, при этом отверстия насадки со стороны цилиндрической трубки имеют фаски.