ПРОТОЧНО-КАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК B01F5/00 

Описание патента на изобретение RU2032456C1

Изобретение относится к устройствам для обработки жидких сред, например эмульсий, суспензий, в гидродинамическом кавитационном поле и может найти применение в химической, пищевой, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей смесителя за счет увеличения диапазона регулирования режимов его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в проточно-кавитационном смесителе, содержащем конфузор, диффузор и проточную камеру с соосно установленным в ней на механизме осевого перемещения кавитатором, выполненным в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием в сторону входной части камеры, кавитатор выполнен составным из отдельных полых конусообразных или сферических элементов. При этом каждый из элементов размещен внутри предыдущего по ходу потока элемента и снабжен индивидуальным механизмом осевого перемещения.

В предлагаемом изобретении поток обрабатываемого продукта через конфузор поступает в проточную камеру, поджимается и натекает на размещенный в ней кавитатор. При обтекании потоком на кавитаторе генерируются пульсирующие перемещающиеся кавитационные каверны. Уносимые в зону повышенного давления каверны распадаются с образованием поля кавитационных микропузырьков. Высокие локальные давления (до 1000 МПа), возникающие при схлопывании кавитационных пузырьков, обуславливают эффективное диспергирующее и перемешивающее воздействие на продукт. Для обработки различных сред в зависимости от вида технологического процесса требуется различное энергетическое воздействие на них. Для дробления и измельчения, например, волокнистого сырья требуется интенсивное, "жесткое" воздействие. Меньшее энергетическое воздействие требуется для смешения, растворения, гомогенизации, например, молочных продуктов. Еще меньшее при необходимости, например, активации технологических сред в том случае, когда излишнее энергетическое воздействие может вызвать нежелательные явления. Параметрами, определяющими интенсивность энергетического воздействия кавитационной обработки на технологические среды, являются стадии кавитации и кратность обработки. Регулируя каждый из этих параметров, можно настраивать проточно-кавитационный смеситель на различный уровень энергетического воздействия. При этом расширение его технологических возможностей за счет увеличения диапазона регулирования режимов его работы обуславливается осевым перемещением полых конусообразных или сферических составных элементов кавитатора, каждый из которых размещен внутри предыдущего по ходу потока элемента и снабжен индивидуальным механизмом осевого перемещения. При этом возможно настраивать любую из ступеней кавитаторо на необходимую стадию кавитации, создавая подпор перемещением каждого последующего по ходу потока элемента кавитатора, работающего как самостоятельная ступень, или напротив, снижая его. Взаимное перемещение составных элементов кавитатора позволяет также создавать необходимое число ступеней кавитационного воздействия на продукт. Таким образом, совместное воздействие эффектов, обусловленных предложенными конструктивными особенностями и расположением составных элементов кавитатора, позволяет расширить технологические возможности на продукт в широком диапазоне и подбирать оптимальный режим его работы с учетом особенностей технологического процесса.

На фиг. 1 и 2 изображен проточно-кавитационный смеситель (варианты), продольный разрез; на фиг. 3 вариант выполнения кавитатора в виде сферических элементов.

Проточно-кавитационный смеситель состоит из конфузора 1, сообщающегося с проточной камерой 2 с установленным в ней составным кавитатором из отдельных полых конусообразных (см. фиг. 1, 2) или сферических элементов (см. фиг. 3) 3, 4, 5. Каждый из элементов размещен внутри предыдущего по ходу потока, например, 3 в 4,4 в 5, и снабжен индивидуальным механизмом осевого перемещения 6, 7, 8. Обработанный продукт через диффузор 9 и патрубок 10 выводится из смесителя. Для подачи среды на обработку служит патрубок 11.

Проточно-кавитационный смеситель работает следующим образом. Обрабатываемая среда через патрубок 11 и конфузор 1 поступает в проточную камеру 2 и натекает на размещенный в ней кавитатор. При обтекании кавитатора (элементов кавитатора 3, 4, 5) на его задней по ходу потока кромке генерируются кавитационные каверны. Распадаясь в зоне повышенного давления, каверны образуют поле кавитационных микропузырьков, при схлопывании которых возникают высокие локальные давления, оказывающие интенсивное перемешивающее и диспергирующее воздействие на обрабатываемую среду. Расширение технологических возможностей смесителя путем увеличения диапазона регулирования режима его работы осуществляется перемещением полых конусообразных или сферических элементов 3, 4, 5, относительно друг друга с помощью индивидуальных механизмов осевого перемещения 6, 7, 8. Это позволяет изменять стадии кавитации на кавитаторах, например, 5, 4, создавая подпор каждым последующим по ходу потока элементом кавитатора, например, соответственно 4, 3 или, напротив, снижая его. Таким образом, в каждом конкретном случае, обусловленном технологическими условиями, можно подобрать оптимальную стадию кавитации. Взаимное перемещение составных элементов кавитатора позволяет также создавать в каждом конкретном случае необходимое число ступеней кавитационного воздействия на продукт, так как каждый элемент составного кавитатора может работать как самостоятельная ступень. Обработанный продукт через диффузор 9 и патрубок 10 выводится из смесителя.

Использование предлагаемого проточно-кавитационного смесителя в химической, пищевой, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности позволяет расширить его технологические возможности за счет увеличения диапазона регулирования его работы.

Похожие патенты RU2032456C1

название год авторы номер документа
КАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ 1990
  • Козюк О.В.
  • Литвиненко А.А.
  • Кравец Б.К.
RU2032455C1
Устройство для кавитационной обработки суспензий 1989
  • Козюк Олег Вячеславович
  • Петров Борис Юрьевич
  • Скрипко Юрий Игоревич
  • Литвиненко Александр Анатольевич
SU1673183A1
Кавитационный смеситель 1990
  • Козюк Олег Вячеславович
  • Литвиненко Александр Анатольевич
SU1793954A3
Кавитационный реактор 1989
  • Козюк Олег Вячеславович
  • Петров Борис Юрьевич
  • Кравец Борис Кириллович
  • Литвиненко Александр Анатольевич
SU1720695A1
Кавитационный газожидкостный реактор 1991
  • Козюк Олег Вячеславович
  • Литвиненко Александр Анатольевич
SU1790437A3
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ КАВИТАЦИОННЫЙ РЕАКТОР 2006
  • Каган Яков Михайлович
  • Кондратьев Александр Сергеевич
  • Кондратьева Екатерина Александровна
RU2305589C1
Кавитационно-озонная мембранная установка 2020
  • Бобков Андрей Андреевич
  • Шахов Сергей Васильевич
  • Панов Сергей Юрьевич
  • Молоканова Лариса Витальевна
  • Куцов Сергей Владимирович
RU2758389C1
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ КАВИТАЦИОННЫЙ РЕАКТОР (ВАРИАНТЫ) 1995
  • Выскребцов Владимир Борисович[Ua]
  • Луданый Александр Григорьевич[Ua]
RU2091157C1
Кавитационный смеситель 1989
  • Козюк Олег Вячеславович
  • Литвиненко Александр Анатольевич
  • Кравец Борис Кириллович
  • Петров Борис Юрьевич
SU1678426A1
СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ В ЖИДКИХ СРЕДАХ 1991
  • Козюк Олег Вячеславович[Ua]
  • Литвиненко Александр Анатольевич[Ua]
  • Кравец Борис Кириллович[Ua]
  • Березин Виктор Васильевич[Ua]
RU2040320C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 032 456 C1

Реферат патента 1995 года ПРОТОЧНО-КАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ

Использование: обработка жидких сред, например эмульсий, суспензий, в химической, пищевой, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: проточно-кавитационный смеситель содержит конфузор, диффузор и проточную камеру с соосно установленным в ней составным кавитатором из отдельных полых конусообразных или сферических элементов, каждый из которых размещен внутри предыдущего по ходу потока элемента и снабжен индивидуальным механизмом осевого перемещения. При взаимном перемещении полых элементов кавитатора возможно изменение стадий кавитации на каждом из них и создание необходимого числа ступеней кавитационного воздействия на продукт в зависимости от вида технологического процесса. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 032 456 C1

ПРОТОЧНО-КАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ, содержащий конфузор, диффузор и проточную камеру с соосно установленным в ней с помощью механизма осевого перемещения кавитатором, выполненным в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием в сторону входной части камеры, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей смесителя за счет увеличения диапазона регулирования режимов его работы, кавитатор выполнен составным из отдельных полых конусообразных или сферических элементов, каждый из которых размещен внутри предыдущего по ходу потока элемента и снабжен индивидуальным механизмом осевого перемещения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2032456C1

Устройство для гидродинамической распушки волокна 1978
  • Любарский Юрий Николаевич
  • Федоткин Игорь Михайлович
  • Немчин Александр Федорович
  • Журавлев Василий Михайлович
SU781240A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1

RU 2 032 456 C1

Авторы

Козюк О.В.

Литвиненко А.А.

Березин В.В.

Даты

1995-04-10Публикация

1991-02-25Подача