Изобретение относится к способам диспергирования жидких продуктов и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности, например, при гранулировании минеральных удобрений.
Известен способ диспергирования жидкости, преимущественно расплавов карбамида, аммиачной селитры и других удобрений, через перфорированную оболочку с использованием акустического вибровозбудителя колебаний [1].
Указанное изобретение, в принципе, позволяет получать стабильный монодисперсный гранулометрический состав продукта при изменении нагрузки по диспергируемой жидкости.
Недостатком указанного способа является чрезвычайно сложная система устройств - датчиков и привода, воздействующих на мощность вибровозбудителя, создающая принудительные колебания внутри диспергатора или вибратора.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ диспергирования жидкости, включающий размещение в потоке жидкости, поступающей в диспергатор, вибрирующего элемента и последующее диспергирование жидкости через перфорированное днище с образованием струй и последующим их распадом на отдельные капли [2].
В указанном изобретении для обеспечения получения капель основной фракции при изменении номинального расхода диспергируемой жидкости изменяют частоту генерируемых излучателем возбуждающих колебаний в соответствии с определенными режимными параметрами.
Недостатком этого способа является необходимость принудительного дискретного изменения частоты возмущающих колебаний, т.е. остановки процесса диспергирования для смены диспергатора или вибратора.
Как известно, согласно теории Рэлея, частота f образования капель при распаде струй маловязкой жидкости определяется соотношением f=wстр/4,51dстр, где wстр и
dстр соответственно скорость и диаметр струи, вытекающей из отверстия. При непрерывном изменении расхода диспергируемой жидкости также непрерывно изменяются скорость струй и частота образования капель. Следовательно, монодисперсные капли могут образоваться только при непрерывном резонансном совпадении частоты колебаний вибрирующего элемента и собственной частоты образования капель.
Задачей изобретения является получение однородных капель в процессе диспергирования при непрерывном изменении расхода жидкости в широком диапазоне путем обеспечения самонастраивания вибрирующего элемента на резонансную частоту образования капель при распаде струй.
Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем размещение в потоке жидкости, поступающей в диспергатор, вибрирующего элемента и последующее диспергирование жидкости через перфорированное днище с образованием струй и их распадом на отдельные капли, согласно изобретению частоту колебаний элемента вводят в резонанс с частотой образования капель при распаде струй, образующихся на выходе из перфорированного днища, а дальнейшее ведение процесса осуществляют в режиме саморегулирования частоты колебаний вибрирующего элемента в зависимости от изменения давления жидкости перед ним.
Основное отличие предлагаемого способа заключаются в том, что изменение давления жидкости ΔР, возникающее при случайном или принудительном изменении расхода, используется для воздействия на вибрирующий элемент, таким образом, что генерируемая им частота возбуждающих колебаний совпадает с резонансной частотой образования капель во всем диапазоне нагрузок по расходу. Это может достигаться путем использования в качестве вибрирующего элемента, например, упругого возбудителя, способного менять частоту колебаний в зависимости от оказываемого на него внешнего воздействия.
Реализация способа поясняется чертежом, на котором показано схематическое изображение устройства, состоящего из диспергатора 1, патрубка ввода жидкости 2, перфорированного днища 3 и вибрирующего элемента 4.
Жидкость подают через патрубок ввода 2 и вибрирующий элемент 4 внутрь диспергатора 1. В процессе диспергирования жидкость истекает из отверстий перфорированного днища 3, образуя струи, которые под воздействием колебаний вибрирующего элемента распадаются на капли одинакового размера.
Пример 1. Диспергируемую жидкость - воду при температуре 15°С с начальным расходом 7 м3/ч направляем через патрубок ввода жидкости 2 и вибрирующий элемент 4 в диспергатор 1. Далее поток жидкости, проходя через перфорированное днище 3 с диаметром отверстий 1,1 мм, разделяется на струи. Резонансная частота вибрирующего элемента и частота образования капель соответствуют значению 347 Гц. В ходе процесса расход жидкости увеличиваем до значения 12 м3/ч, изменение давления жидкости при этом составило ΔР=12,4 кПа, частота образования капель составила 444 Гц. В результате саморегулирования резонансная частота вибрирующего элемента увеличивается и составляет 546 Гц, при этом однородность капель не изменяется.
Пример 2. Процесс ведут при тех же условиях, но со следующими отличиями: начальное значение расхода жидкости составляет 4 м3/ч, которому соответствуют значения резонансной частоты вибрирующего элемента и частоты образования капель, равные 398 Гц. Расход увеличиваем до значения 6 м3/ч, изменение давления жидкости составило ΔР=16,6 кПа, частоты вибрирующего элемента и образования капель при этом достигают 518 Гц. Во всем интервале расходов образуются капли одинакового размера.
Из примеров 1 и 2 следует, что изобретение позволяет добиться получения монодисперсного гранулометрического состава в режиме саморегулирования возбудителя колебаний при непрерывном изменении нагрузки без необходимости принудительного дискретного изменения частоты возмущающих колебаний, т.е. остановки процесса диспергирования для смены диспергатора.
Источники информации
1. RU Патент №2115466, МПК B01J 2/02, 1998 г.
2. RU Патент №20211007, МПК B01J 11/02, 1994 г.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ДИСПЕРГАТОР ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ | 2008 |
|
RU2361654C1 |
АКУСТИЧЕСКИЙ РАЗБРЫЗГИВАТЕЛЬ | 2009 |
|
RU2410151C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ ИЗ ЖИДКИХ ВЯЗКОТЕКУЧИХ МАТЕРИАЛОВ | 2017 |
|
RU2654962C1 |
СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ | 1993 |
|
RU2021007C1 |
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНОГО АЭРОЗОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ | 2013 |
|
RU2565814C2 |
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ СТРУИ РАСТВОРА | 2000 |
|
RU2181311C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ГРАНУЛ МЕТАЛЛА | 1999 |
|
RU2157298C1 |
Способ гранулирования расплава и гранулятор | 1980 |
|
SU1082473A1 |
СПОСОБ КОНТРОЛИРУЕМОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ СТРУЙ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1997 |
|
RU2180264C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ГРАНУЛ МЕТАЛЛА | 1996 |
|
RU2117553C1 |
Изобретение относится к способам диспергирования жидких продуктов и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Способ диспергирования жидкости, включающий размещение в потоке жидкости, поступающей в диспергатор, вибрирующего элемента и последующее диспергирование жидкости через перфорированное днище, с образованием струй и их распадом на отдельные капли, причем частоту колебаний элемента вводят в резонанс с частотой образования капель при распаде струй, образующихся на выходе из перфорированного днища, а дальнейшее ведение процесса осуществляют в режиме саморегулирования частоты колебаний вибрирующего элемента в зависимости от изменения давления жидкости перед ним. Изобретение позволяет добиться получения монодисперсного гранулометрического состава при непрерывном изменении расхода жидкости в широком диапазоне. 1 ил.
Способ диспергирования жидкости, включающий размещение в потоке жидкости, поступающей в диспергатор, вибрирующего элемента и последующее диспергирование жидкости через перфорированное днище с образованием струй и их распадом на отдельные капли, отличающийся тем, что частоту колебаний элемента вводят в резонанс с частотой образования капель при распаде струй, образующихся на выходе из перфорированного днища, а дальнейшее ведение процесса осуществляют в режиме саморегулирования частоты колебаний вибрирующего элемента в зависимости от изменения давления жидкости перед ним.
СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ | 1993 |
|
RU2021007C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ | 1996 |
|
RU2115466C1 |
Логарифмический счетный прибор | 1935 |
|
SU44064A1 |
Акустический разбрызгиватель | 1979 |
|
SU856529A1 |
US 3761548 A, 25.09.1973. |
Авторы
Даты
2009-07-20—Публикация
2008-06-10—Подача