Гидродинамический кавитационный реактор Советский патент 1984 года по МПК D21B1/36 

Изобретение относится к устройствам для диспергирования и перемешивания в средах жидкость-жидкость, жидкость-твердое тело, жидкость-волок но и может быть использовано для проведения технологических процессов в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, целлюлозно-бумажной, асбесто-цементной и других о1раслях промьшшенности. Известно устройство для гидродинамической распушки волокна, которое включает в себя состоящую из конфузора, проточного участка и диффузора камеру для обработки потока волокнистой массы, соосно размещенный в камере стержень с кавита-Гором и средг ство для возвратно-поступательного пе ремещения стержня вдоль оси камеры l К недостаткам этого устройства относится увеличение загромождения проточной части при регулировании режимов кавитационной обработки, что при водит к значительному повышению гидравлического сопротивления, большим удельным энергозатратам, затрудняет регулирование режима кавитационной обработки при заданной производитель ности и уменьшает степень диспергирования. Цель изобретения - увеличение сте пени диспергирования и уменьшение удельных энергетических затрат при заданной производительности за счет оптимизации режимов кавитационного воздействия,, Поставленная цель достигается тем что гидродинамический кавитационный реактор, включающий состоящую из кон фузора,проточного участка и диффузора камеру дпя обработки потока волокнис той массы, соосно размещенный в камере стержень с кавитатором и средство для возвратно-постуйатепьного перемещеш1я стержня вдоль оси камеры имеет по крайней мере одну дополнительную камеру для обработки потока волокнистой массы, установленную за первой камерой, а кавитатор выполнен в виде крыльчаток с противоположно направленными лопастями, смонтирован ных на стержне соответственно в каждом из диффузоров камер, причем лопа ти крыльчаток имеют клиновидный профиль сечения, острую переднкно кромку обращенную в сторону направления потока, и снабжены механизмом изменения угла их наклона относительно стержня. Причем стержень выполнен полым, механизм изменения угла наклона лопастей расположен в полости стержня и выполнен в виде штока, снабженного штифтами, на которых смонтированы лопасти крыпьчаток. На фиг. 1 изображен гидродинамичес кий кайита1щонный реактор, общий вид J на фиг. 2 - крепление лопастей вид CBepxyj на фиг. 3 - сечение А-А на фигi 2, Гид1 одинамический кавитационньй реактор состоит из камер 1, включающих кочфузоры 2, проточные участки 3 и диффузоры 4. В камерах 1 соосно размещен польй стержейь 5 с кавитаторами 6 и 7, выпапнен1 ыми в виде крыпьчаток с противопа ожно направленными лопастями 8 клинов1|дного профиля с острой передней кромкой 9, обращенной в сторонунаправления потока. Внутри стержня 5 находится механизм изменения угла наклоне лопастей, вьлолненный в виде штока 10, снабженного штиф.тамИ 11, на которых смонтированы лопасти 8 кавитаТоррв 6 и 7. В сменках стержня 5.в местах расположейия штифтов 11 выполнены продольныф сквозные прорези 12, перед прорезями - поперечные поверхностные канавки 13, в которые входят штифты 14, закрепленные на внутренних крбмках 15 лопастей 8. Стержень 5 имеет наружную резьбовую нарезку 16 для перемещения его вместе с кавитато ами 6 и 7 вдаль камер 1. Дляфиксирования положения стержня 5 сЛужит контргайка 7, а для продольного перемещения - ручка 18. Дпя продольного перемещения штока 10 относительно стержня 5 и изменения угла наклона лопастей служит винт 19 с укрепленной на нем ручкой 20 и фиксатором 21. Устр ойство работает следующим образом. Потйк диспергируемой и перемешиваемой массы, попадая в конфузоры 2,увеличивает скорость с 1-2 до 8-10 м/с в проточных участках 3. С этой ск|оростью потоки жидкости попадают в диффузоры 4 и натекают на установленн(ые в них кавитаторы 6 и 7 и закручиваются последними в противоположнь е стороны. При этом на лопастях кли:|новидного профиля образуются кавитах онные суперкаверны, которые

замыкаются за лопастями с образованием полей кавитационных микропузырьков, и после их схлопывания - куму1лятцвных микроструёк, которые оказывают диспергирующее, размалывающее фибрилирующее и микроперемешивающее воздействие на массу.

Для увеличения интенсивности кавитационного воздействия кавитаторы 6 и 7 при помощи стержня 5 устанавливаются в таком месте диффузора, где скорость и давление обеспечивают оптимальный режим кавитационного обтекания лопастей и получение макси|. г мального количества кавитационных пузьфьков, а следовательно, максимальное кавитационное воздействие. При изменении производительности реактора для сохранения оптимального режима кавитационной обработки перемещением стержня 10 изменяются углы наклона лопастей относительно Ьтержня 5. Поэтому плавное регулирование, местоположения кавитаторов в диффузорах и углов наклона лопастей (углов атаки) позволяет интенсифицировать процессы смешения и диспергирования и снизить удельные энергозатраты.

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ КАВИТАЦИОННЫЙ РЕАКТОР, включакщий состоящую из конфузора, проточного участка и диффузора камеру для обработки потока волокнистой массы,соосно размещенный в камере стержень с кавитатором и средством для возвратно-поступательного перемещения стержня вдоль оси камеры, отличаю- . щ -и и с я тем, что, с целью увели- , чения степени диспергирования и умень шения удельных энергетических затрйт при заданной производительности за счет оптимизации режимов кавитационного воздействия, он имеет по крайней мере одну дополнительную камеру для обработки потока волокнистой массы, установленную за первой камерой, а кавитатор выполнен в виде крьтьчаток с противоположно направленными лопастями, смонтированных на стержне соответственно в каждом из диффузоров камер, причем лопасти крьтьчаток имеют клиновидный профиль сечения, острую переднюю кром ку, обращенную в сторону напра вления потока, и снабжены механизмом изменения угла их наклона относитель§ но стержня. 2. Реактор по п. 1, отли(Л чаю щ и и с я тем,, что стержень выполнен полым, механизм изменения угла наклона лопастей расположен в полости стержня и выполнен в виде штока, снабженного штифтами, на которых смонтированы лопасти крыльчаток.