ВИХРЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭМУЛЬГИРОВАНИЯ Российский патент 2024 года по МПК B01F25/10 B01F23/451 A01J11/16 

Изобретение относится к химической и пищевой промышленности, а именно к приготовлению тонкодисперсных двухкомпонентных эмульсий в системах жидкость - жидкость, например вода-масло.

Известен гидродинамический излучатель для получения эмульсий, содержащий корпус, в котором концентрично расположены конусы с пазами для закрутки жидкости в противоположные стороны. Корпус снабжен крышкой с патрубком для подвода смешиваемых жидкостей и камерой стабилизации [1]. Недостатком известного устройства является наличие полостей со слабо проточными зонами, в которых неизбежно возникает расслоение смешиваемых жидкостей и дополнительные потери давления.

Известен гидродинамический смеситель, содержащий сопло, расположенное в его корпусе и выполненное в форме диффузора с плавно расширяющимся профилем, обращенным к экрану, а также завихрители, установленные во входных патрубках [2]. Недостатком известного устройства заключается в том, что не использован такой гидродинамический эффект, как кавитация, который позволяет получить эмульсию высокого качества.

Известен вихревой гидродинамический эмульсор, имеющий корпус с входными и выходными патрубками и с размещенным в нем завихрителем и перфорированной диафрагмой [3]. Недостатком этого устройства является наличие в перфорированной диафрагме отверстий малого диаметра, в которых возникают дополнительные потери давления. Кроме того малая зона кавитации снижает эффект эмульгирования.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является вихревой эмульсор с двумя тангенциальными патрубками для подачи первого компонента и отвода готовой эмульсии, и патрубком для подачи второго компонента, который установлен соосно в вихревой трубе с нижнего ее торца с возможностью осевого перемещения [4]. Недостатком этого устройства является размещение патрубка подачи второго компонента внутри вихревой трубы, что существенно сокращает длину кавитационной зоны, снижая эффект эмульгирования.

Целью изобретения является повышение качества двухкомпонентной эмульсии.

Поставленная цель технически достигается тем, что вихревое устройство для эмульгирования включает последовательно соосно соединенный диффузор ступенчатой формы с кольцевыми или спиральными выступами, имеющий протяженную зону кавитации, и конфузор с внутренним диаметром в зоне расширения равным диаметру диффузора в области подачи компонентов эмульсии.

Изобретение поясняется описанием и приложенными к нему чертежами.

На фиг. 1 схематически изображен продольный разрез вихревого эмульсора, на фиг. 2 вид сверху, на фиг. 3 примеры конструкции кольцевых или спиральных выступов диффузора в разрезе.

Вихревой эмульсор содержит диффузор 1 ступенчатой формы с количеством ступеней длины L не менее трех. На внутренней поверхности корпуса диффузора имеются выступы 2 кольцевой или спиральной формы с сечением в форме многоугольника с количеством углов не менее трех. Патрубок 3, расположенный тангенциально по отношению к диффузору 1, предназначен для подачи первого компонента эмульсии под давлением. Второй компонент эмульсии подается по патрубку 4 в зону разряжения внутри вихря, образованного первым компонентом. Готовая эмульсия отводится через конфузор 5.

Вихревой эмульсор работает следующим образом

Первый компонент под давлением не менее 0,3 МПа подается в патрубок 3. Благодаря тангенциальному расположению патрубка 3, поток первого компонента закручивается внутри корпуса диффузора 1 с образованием вихря. В центре вихря формируется зона сверхнизких давлений, которая способна всасывать второй компонент из патрубка 4 в соотношении до одной трети от расхода первого компонента. Для повышения расхода второго компонента потребуется подавать его под давлением. Смешение и дробление эмульсии происходит по все длине диффузора благодаря протяженной зоне кавитации и наличия выступов 2 кольцевой или спиральной формы.

Для создания напора и уменьшения скорости движения жидкости на выходе из диффузора установлен конфузор 5 диаметром D в зоне расширения равным диаметру диффузора в области входа компонентов эмульсии.

Применение указанной конструкции позволит получить мелкодисперсную двухкомпонентную эмульсию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент №230548, кл. В06В 1/20, 1967.

2. Патент №709150, кл. В01F 11/02, 1980.

3. Патент №2091144, кл. В01F 5/00, 1997

4. Патент №2556163, кл. В01F 5/00, 2015

Изобретение относится к химической и пищевой промышленности. Описано вихревое устройство для эмульгирования, содержащее вихревую трубу с одним тангенциальным патрубком и одним соосным патрубком, расположенным в верхней части устройства, отличающееся тем, что корпус вихревой трубы выполнен в виде диффузора ступенчатой формы с количеством ступеней не менее трех, на внутренней поверхности корпуса диффузора имеются выступы кольцевой или спиральной формы с сечением в форме многоугольника с количеством углов не менее трех, наличием конфузора, установленным за диффузором соосно, для создания давления готовой эмульсии на нагнетательном патрубке с диаметром в зоне выхода равным диаметру диффузора в области подачи компонентов эмульсии. Изобретение позволяет повысить качество двухкомпонентной эмульсии. 3 ил.

Вихревое устройство для эмульгирования, содержащее вихревую трубу с одним тангенциальным патрубком и одним соосным патрубком, расположенным в верхней части устройства, отличающееся тем, что корпус вихревой трубы выполнен в виде диффузора ступенчатой формы с количеством ступеней не менее трех, на внутренней поверхности корпуса диффузора имеются выступы кольцевой или спиральной формы с сечением в форме многоугольника с количеством углов не менее трех, наличием конфузора, установленным за диффузором соосно, для создания давления готовой эмульсии на нагнетательном патрубке с диаметром в зоне выхода равным диаметру диффузора в области подачи компонентов эмульсии.