СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2009 года по МПК B01J2/02 

Описание патента на изобретение RU2361655C1

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.

Похожие патенты RU2361655C1

название год авторы номер документа
ДИСПЕРГАТОР ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ 2008
  • Рустамбеков Михаил Константинович
  • Колчков Вячеслав Иванович
  • Глазов Роман Витальевич
  • Заваров Владимир Алексеевич
RU2361654C1
АКУСТИЧЕСКИЙ РАЗБРЫЗГИВАТЕЛЬ 2009
  • Колчков Вячеслав Иванович
  • Глазов Роман Витальевич
  • Рустамбеков Михаил Константинович
  • Заваров Владимир Алексеевич
RU2410151C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ ИЗ ЖИДКИХ ВЯЗКОТЕКУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 2017
  • Кисляков Андрей Николаевич
  • Лысенко Евгений Константинович
  • Марушкин Дмитрий Валерьевич
RU2654962C1
СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ 1993
  • Олевский В.М.
  • Иванов М.Е.
  • Клоповский Б.А.
  • Чернышев В.И.
  • Линдин В.М.
  • Рустамбеков М.К.
RU2021007C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНОГО АЭРОЗОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2013
  • Палей Алексей Алексеевич
RU2565814C2
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ СТРУИ РАСТВОРА 2000
  • Ещенко А.Ф.
  • Малкин И.Д.
RU2181311C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ГРАНУЛ МЕТАЛЛА 1999
  • Кулинский А.И.
  • Курносенко В.В.
  • Шундиков Н.А.
RU2157298C1
Способ гранулирования расплава и гранулятор 1980
  • Холин Борис Георгиевич
SU1082473A1
СПОСОБ КОНТРОЛИРУЕМОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ СТРУЙ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1997
  • Бедетти Джанфранко
RU2180264C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ГРАНУЛ МЕТАЛЛА 1996
  • Кулинский А.И.
  • Агалаков В.В.
RU2117553C1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

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.

Формула изобретения RU 2 361 655 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2361655C1

СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ 1993
  • Олевский В.М.
  • Иванов М.Е.
  • Клоповский Б.А.
  • Чернышев В.И.
  • Линдин В.М.
  • Рустамбеков М.К.
RU2021007C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ 1996
  • Поляков Анатолий Сергеевич
RU2115466C1
Логарифмический счетный прибор 1935
  • Сашин А.М.
SU44064A1
Акустический разбрызгиватель 1979
  • Клоповский Борис Алексеевич
  • Полуянченко Евгений Кузьмич
  • Чулков Борис Степанович
SU856529A1
US 3761548 A, 25.09.1973.

RU 2 361 655 C1

Авторы

Колчков Вячеслав Иванович

Рустамбеков Михаил Константинович

Глазов Роман Витальевич

Заваров Владимир Алексеевич

Даты

2009-07-20Публикация

2008-06-10Подача