Аппарат для получения фотографических эмульсий Советский патент 1985 года по МПК B01F3/08 

Изобретение относится к конструк ijjiHM роторных аппаратов и может быт использовано в химической промышлен ности преимущественно для получения однородных фотоэмульсий. Извест Н аппарат, содержащий емкость, в которую помещен 1эаствор желатина или другого защитного коллоида. Внутри емкостиустановлен реактор с приводом, во внутренней полости которого размещены горизонтальные и вертикальные лопасти. Реа тор имеет форму конуса. В корпусе ре:актора выполнены отверстия для вв да и вывода жидкой среды. Кроме это го, реактор снизу и сверху имеет трубопроводы для подвода AgNO и КНа Cl3. Недостатком данного аппарата является неоднородность концентрации вновь вводимых растворов в желатине по высоуе реактора. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является аппарат для получения фотографическ эмульсий, содержащий термостатированную емкость, внутри которой уста новлено перемешивающее устройство, выполненное в виде статора с отверс тиями на боковой поверхности и размещенного внутри него ротора, выпол ненного в виде диска с закрепленными по обе стороны лопастями, и патрубк для подвода компонентов в полость перемешивающего устройства L2J. Недостатками известного аппарата являются низкие однородность фотографических эмульсий, качество смеш ния и стабилизации компонентов. Цель изобретения - повышение однородности фотографических эмульсий улучшение качества смешения и стабилизации концентрации компонентов. Поставленная цель достигается тем что аппарат для получения фотографических эмульсий, содержащий термоста тированную емкость, внутри которой установлено перемешивающее устройство, выполненное в виде статора с отверстиями на боковой поверхности и размещенного внутри него ротора, выполненного в виде диска с закрепленными по обе стороны лопастями, и патрубки для подвода компонентов в полость перемешивающего устройства снабжен закрепленными на статоре по окружности перфорированными стаканами, компенсируюш 1ми лопатками,размещенными внутри статора, охватываемым коаксиальным цилиндром с проре- i зями, при этом компенсирующие лопатки установлены с радиальным зазором по отношению к лопастям ротора и к коаксиальному цилиндру. Отверстия на боковых поверхностях стаканов выполнены равномерно по высоте и направлены радиально к оси вращения ротора. Кроме того, компенсирующие лопатки выполнены перфорированными. При этом отношение расстояния между лопастями ротора и компенсирующими лопатками к шагу между лопатками равно 0,1-0,5, а суммарная штощадь прорезей в коаксиальном цилиндре в 1,5-10 раз меньше общей площади его внутренней поверхности. На фиг. 1 изображен схематично предлагаемый аппарат, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг. 3. Аппарат содержит термостатированную емкость 1, внутри которой установлено перемешивакщее устройство 2, выполненное в виде статора 3 с отверстиями на боковой поверхности и размещенного внутри ротора 4, выполненного в виде диска с закрепленньпда по обе стороны лопастями 5, и патрубки 6 для подвода компонентов в полость перемешивающего устройства 2, причем аппарат снабжен закрепленными на статоре по окружности перфорированными стаканами 7, компенсирующими лопатками 8, размещенными внутри статора 3, охватываемыми коаксиальным цилиндром 9 с прорезями 10, при этом компенсирующие лопатки 8 установлены с радиальным зазором по отношению к лопастям ротора 4 и к коаксиальному цилиндру 9. Отверстия на боковых поверхностях стаканов 7 вьшолнены равномерно по высоте и направлены радиально к оси вращения ротора 4, а компенсирующие лопатки 8 вьшолнены перфорированными. При этом отношение расстояния между лопастями ротора 4 и компенсирующими лопатками 8 равно 0,1-0,5, а суммарная площадь прорезей в коаксиальном цилиндре 9 в 1,5-10 раз меньше его общей площади внутренней поверхности. Аппарат работает следуншшм образом. Термостатированная емкость 1 заполняется раствором желатина. В емкости поддерживается заданная температура. При вращении вааа ротора 4 движение передается лопастям 5, которые создают радиальный поток жидкости в статоре 3 устройства 2. Жидкая среда через центральные входные отверстия поступает в статор 3 устройства 2 и покидает его через прорези 10 цилиндра 9. Через подводя1цие трубопроводы 6 подаются вновь вводимые компоненты AgNO.j и КВг, которые поступают в статор 3 устройства 2 и через коллектор в перфорированные стаканы 7, высота которых равна высоте лопастей 5 ротора 4. Далее вновь вводимые компоненты через перфорацию, равномерно расположенную по высоте в стаканах 7, поступают в полость устройства 2, где они начинают смешиваться с жидкой средой, находящейся в устройстве 2. А так как эти перфорированные стаканы 7 равномерно расположены по окружности в статоре 3, а отверстия на боковых поверхностях - равномерно по высоте, то происходит быстрое, эффективное и равномерное перемешива ние вновь вводимых компонентов с жид кой средой, находящейся, в аппарате. Вновь образованные исходные компоненты, двигаясь под действием лопас тей 5, установленных на диске ротора 4, в радиальном направлении, попадают в пространство, ограниченное лопастями 5, диском ротора 4, стато ром 3 и коаксиальным цилиндром 9с прорезями 10, в котором установлены компенсирующие лопатки 8 с перфорацией. Набегая на лопатки 8, жидкая среда за ними образует зоны обратных токов. Это повьш1ает турбулентность потока и тем самым улучшает перемешивание вновь вводимых компонентов с раствором желатина. При изменении (нежелательном) расхода вновь вводи мых компонентов AgNOj и КВг, вызван ных пульсацией давления подаюп х агрегатов, неточностью дозирования, за счет массообмена основного потока (смеси раствора желатина с вновь вводимыми компонентами) с зонами об ратных- токов происходит вьфавнивани концентрации вновь вводимых компонентов в объеме аппарата и в процес се синтеза эмульсин. Да.пее жидкая среда через прорези 10 коаксиального 1шлиндра 9 попадает через отверстия статора 3, вступая в реакцию синтеза, и поступает в емкость 1, откуда она вновь поступает в устройство 2. Таким образом протекает процесс синтеза фотоэмульсии. Благодаря наличию устройства ввода компонентов AgNOj и КВг, выполненного в виде перфорированных стаканов, отверстия которых равномерно расположены по высоте, а сами стаканы установлены внутри реактора(вьшолнены по высоте равными высоте лопастей ротора) имеем равномерную концентрацию вновь вводимых компонентов в J объеме реактора. Отверстия на боковых поверхностях стаканов, направленные радиально к оси вращения ротора, улучшают перемешивание вновь вводимых компонентов AgNO и KHal с жидкой средой, находящейся в аппарате, так как за стаканами образуются зоны обратных токов со значительной турбулетностью, что интенсифицирует процесс перемешивания. i Наличие в статрре равномерно расположенных по окружности с радиальным зазором по отношениюк лопастям ротора компенсирующих лопаток и охватывающего их коаксиального цилиндра с прорезями, установленного с радиальным зазором к компенсируницнм лопаткам, приводит к образованию за лопатками зон обратных токов. Это повьш1ает турбулентность потока жидкой среды в аппарате, что приводит к интенсификации перемешивания вновь вводимых компонентов AgNOj и КВг с жидкостной средой,, находящейся в аппарате. Зоны обратных со значительно меньшей расходной скоростью движения жидкой среды являются как бы емкостями, с которыми происходит массообмен Отротекающей жидкой среды. Таким образом, происходит сглаживание, выравнивание концентрации вновь вводимых компонентов AgNOj и KHal в растворе желатина в процессе синтеза эмульсии. Благодаря тому, что компенсирующие лопатки выполнены перфорированными, удается избежать отрьгоа от компенсируюппгх лопаток зоны обратных токов, что может иметь место при значительных скоростях движения жидкой среды в аппарате. Кроме этого, за

5f

счет перфорации улучшается массообмен основного потока с зонами обратных токов.

Благодаря радиальному зазору между лопастями ротора и компенсирующими лопатками, выполненному в диапазоне 0,1-0,5 шага установки компен сирующих лопаток,зоны обратных токов за лопатками получаются устойчивыми и не смьгоаются потоком жидкой -среды. Уменьшение этого зазора ведет к смыванию зоны обрйтньк токов и ухудшению массообмена в этой области реактора, а увеличение его ведет к значительному увеличению размеров аппарата при незначительном улучшении перемешивания в этой области. Оптимальный радиальньй зазор равен 0,1-0,5 шага установки лопаток.

Радиальный зазор между компенсирующими лопатками и коаксиальным цилиндром приводит к тому, что зоны

40822

обратных токов не касаются KoaKc iального цилиндра с прорезями, что также делает их устойчивыми.

5 Благодаря тому, что в коаксиальном цилиндре суммарная площадь прорезей в 1,5-10 раз меньше его общей внутренней поверхности, имеем поток жидкости, истекающей из прорезей с одинаковой концентрацией. Так как сечение прорезей небольшое, то и осевая расходная скорость незначи- . тельна. Жидкая среда, имеющая значительную окружную скорость в полости, 5 образованной лопастями ротора, диском ротора, корпусом статора и коаксиальным цилиндром с прорезями, за счет зоны обратных токов, образованных за компенсирующими лопатками, выравнивает концентрацию исходных компонентов и покидает статор с постоянной концентрацией как во времени, так и в объеме статора.

А-Л .

т

1

3Фиг.З.

д-В

Фuгl

1. АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ЭМУЛЬСИЙ, содержащий термостатированную емкость, внутри которой установлено перемешивающее устройство, выполненное в виде статора с отверстиями на боковой поверхности и размещенного внутри него ротора, вьшолненного в виде диска с закрепленными по обе стороны лопастями, и патрубки для подвода компонентов в полость перемешивающего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности фотографических эмульсий, улучшения качества смешения и стабилизации кoнцeнтpaц и компонентов, он снабжен закрепленными на статоре по окружности перфорированными стаканами,компенсирующими лопатками, размещенными внутри статора, охватываемыми коаксиальньм цилиндром с прорезями, при этом компенсирующие лопатки установлены с радиальным зазором по отношению к лопастям ротора и к коаксиальному цилиндру. 2.. Аппарат поп.1, отличающийся тем, что, отверстия на боковьгх поверхностях стаканов выполнены равномерно по высоте и направлены радиально к оси вращения ротора. (Л 3.Аппарат поп.1, отличающийся теп, что компенсирующие лопатки вьшолнены перфорированньми, 4.Аппарат по п.1, о т л и ча ющ и и с я тем, что отношение расстояния между .лопастями ротора и , компенсирующими лопатками к шагу . между, лопатками равно 0,1-0,5. СХ) 5.Аппарат по п.1, отличаюю ю щийся тем, что суммарная площадь прорезей в коаксиальном цилиндре в 1,5-10 раз меньше общей площади его внутренней поверхности.

Г-Г