СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК B01F11/02 

Изобретение относится к конструкциям смесителей и может быть использовано при приготовлении суспензий, в том числе с использованием вязких жидкостей и расплавов.

Известен смеситель, содержащий источник ультразвуковых колебаний, соединенный с ним стержневой концентратор продольных колебаний и полую цилиндрическую втулку, выполненных с несколькими радиальными каналами, с зазором охватывающую концентратор.

Недостатком этого смесителя является невозможность приготовления суспензий из-за смачивания сыпучего компонента до попадания в зону смешения, что вызывает его комкование, слипание и зависание в подающем канале.

В предлагаемом смесителе, содержащем источник ультразвуковых колебаний, соединенный с ним стержневой концентратор продольных колебаний и полую цилиндрическую втулку, выполненную по меньшей мере с одним радиальным каналом, с зазором охватывающую концентратор, согласно изобретению стержневой концентратор продольных колебаний выполнен с осевым каналом и снабжен сообщенным с ним штуцером, размещенным на линии нулевых смещений концентратора продольных колебаний, причем на торцевой поверхности стержневого концентратора продольных колебаний выполнена концентричная кольцевая канавка, проекция поперечного сечения которой на эту поверхность не превышает линейного размера сечения канавки на этой же поверхности.

Это позволяет исключить смачивание сыпучего компонента до смешивания, что обеспечивает возможность приготовления суспензий при встречном распылении ее компонентов.

Возможно выполнение на внешней поверхности стержневого концентратора продольных колебаний от выходов радиальных каналов втулки к торцевой поверхности канавок, сообщенных с канавкой на торцовой поверхности концентратора.

Это позволяет приготавливать суспензии с использованием несмешивающийся или реакционноспособных жидкостей.

Также возможно выполнение обогреваемым по меньшей мере одного радиального канала втулки.

Это позволяет приготавливать суспензии с использованием высоковязких жидкостей, нетекучих при нормальных температурных условиях, или расплавов.

На фиг.1 изображен смеситель для четырехкомпонентной суспензии, продольный разрез; на фиг.2 смеситель для трехкомпонентной суспензии, вид сверху; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 вид Б на фиг.1.

Смеситель содержит источник 1 ультразвуковых колебаний, соединенный с ним стержневой концентратор 2 продольных колебаний с осевым каналом 3, сообщенный с ним штуцер 4, расположенный на линии нулевых смещений концентратора 2, и полую цилиндрическую втулку 5, выполненную с радиальными каналами 6 и 7, с зазором 8 охватывающую концентратор 2. На торцовой поверхности концентратора 2 выполнена концентричная кольцевая канавка 9, а на боковой поверхности (согласно предпочтительному варианту) канавки 10, нарезанные от выходных отверстий каналов 6 и 7 к торцовой поверхности концентратора 2 и сообщенные с канавкой 9. Канал 7 втулки 5 выполнен обогреваемым нагревателями 11. Проекция поперечного сечения канавки 9 на торцовую поверхность концентратора 2 не превышает линейного размера сечения канавки 9 на этой же поверхности. Количество каналов 6 и 7 во втулке 5 выполняют по количеству жидких компонентов суспензии, причем при использовании расплавов или высоковязких при нормальных температурных условиях жидкостей во втулке 5 выполняют обогреваемые каналы 7. Смеситель может комплектоваться (фиг.2) емкостями 12 для жидких и емкостью 13 для сыпучего компонентов суспензии, соединенными магистралями 14 с дозаторами 15 посредством телескопических соединений 16 с радиальными каналами 6 и 7 втулки 5 и штуцером 4 концентратора 2.

Смеситель работает следующим образом.

При приготовлении двухкомпонентной суспензии, например суспензии бентонита в воде, применяемой при осветлении соков и виноматериалов, в втулке 5 выполнен один необогреваемый канал 6, по которому на боковую поверхность стержневого концентратора 2 продольных колебаний, колебаемого от источника 1 ультразвуковых колебаний, подают воду, а через штуцер 4, расположенный на линии нулевых смещений концентратора 2 для исключения в нем диссипации энергии ультразвуковых колебаний, в осевой канал 3 подают порошкообразный бентонит. За счет эжекции в полости втулки 5 и разрежения, возникающего у торцовой поверхности концентратора 2 при его продольных колебаниях вода и бентонит транспортируются к торцовой поверхности концентратора 2 по зазору 8 и каналу 3 соответственно. Достигая торцовой поверхности концентратора 2 вода и бентонит попадают с разных сторон в канавку 9, с боковых поверхностей которой происходит их встречное распыление по пересекающимся траекториям, что обеспечивается соотношением линейного размера поперечного сечения канавки 9 и его проекции на торцовой поверхности концентратора 2. Это приводит к смешиванию компонентов суспензии в полете при распылении жидкого компонента до дисперсности около 0,1 мкм и дроблении агломератов твердого компонента до отдельных частиц с высоким качеством перемешиваниям без возможности смачивания подаваемого в зоне смешения сыпучего компонента.

При получении многокомпонентной суспензии, например в производстве шоколада, состоящего из масла какао, температура плавления которого равна 36^оС, сливок, сахарного сиропа и порошка какао, в втулке 5 выполнены два необогреваемых канала 6 для сливок и сахарного сиропа и один обогреваемый канал 7 для масла какао, термостатируемый нагревателями 11 при 37^оС, а на боковой поверхности стержневого концентратора 2 продольных колебаний выполнены три канавки 10, поскольку масло какао образует с сахарным сиропом и сливками только расслаивающиеся смеси. В итоге сливки и сахарный сироп подают к торцовой поверхности концентратора 2 через каналы 6 и соответствующие канавки 10, масло какао плавят и подают к торцовой поверхности концентратора 2 по обогреваемому каналу 7 для исключения его застывания и соответствующей канавке 10 для исключения преждевременного смешения с сахарным сиропом и/или сливками, а какао-порошок через штуцер 4 и канал 3 в теле концентратора 2. Распыление и смешение компонентов происходит аналогично описанному выше.

Таким образом, предлагаемый смеситель позволяет получать двух- и многокомпонентные суспензии, в том числе включающие несмешивающиеся или реакционноспособные жидкости, высоковязкие при нормальных температурах жидкости и расплавы, исключив контакт компонентов до момента полного смешивания в полете при распылении.

Использование: приготовление суспензий, в том числе с использованием высоковязких жидкостей и расплавов. Сущность изобретения: смеситель содержит источник 1 ультразвуковых колебаний, связанный с ним стержневой концентратор 2 продольных колебаний с осевым каналом 3, сообщенным с ним штуцером 4, размещенным на линии нулевых смещений концентратора 2, и концентричной ему кольцевой канавкой на торцовой поверхности, проекция поперечного сечения которой на нее не превышает линейного размера сечения канавки на той же поверхности, и полую цилиндрическую втулку 5, выполненную с одним или несколькими обогреваемыми или необогреваемыми 6 каналами, с зазором охватывающую концентратор 2. Смеситель позволяет получать двух- и многокомпонентные суспензии высокого качества, исключив контакт компонентов до полного перемешивания в полете при распылении, что позволяет использовать в приготовлении несмешивающиеся и реакционноспособные жидкости, расплавы и высоковязкие жидкости, нетекучие при нормальных температурных условиях. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. СМЕСИТЕЛЬ, содержащий источник ультразвуковых колебаний, соединенный с ним стержневой концентратор продольных колебаний и полую цилиндрическую втулку, выполненную по меньшей мере с одним радиальным каналом, с зазором отватывающую концентратор, отличающийся тем, что стержневой концентратор продольных колебаний выполнен с осевым каналом и снабжен сообщенным с ним штуцером, размещенным на линии нулевых смещений концентратора, при этом на торцевой поверхности стержневого концентратора продольных колебаний выполнена концентричная ему кольцевая канавка, проекция поперечного сечения которой на эту поверхность не превышает линейного размера сечения канавки на этой же поверхности. 2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что на внешней поверхности стержневого концентратора продольных колебаний от выходов радиальных каналов втулки к торцевой поверхности нарезаны канавки, сообщенные с канавкой на торцевой поверхности концентратора. 3. Смеситель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один радиальный канал втулки выполнен обогреваемым.