Кавитационный реактор Советский патент 1985 года по МПК D21B1/36 

Изобретение относится к устройствам для обработки суспензий, эмульсий в гидродинамическом кавитационном поле и может найти применение в химической, пищевой, целлюлозно-бумажной и строительной промышленности.

Цель изобретения - интенсификация процесса обработки.

На чертеже изображен кавитационный реактор, общий вид.

Реактор состоит из корпуса 1, патрубка подачи 2 и отвода 3 смеси. Внутри корпуса соосно расположен на свободном конце стержня 4 кавитатор 5 выполненный в виде усеченного конуса. В стержне 4 и кавитаторе 5 выполнен сквозной канал 6, внутри которого установлен плунжер 7. Он делит канал 6 на две камеры 8 и 9. Причем камера 8 связана через торец кавитатора 5 с внутренней полостью корпуса 1, а камера 9 сообщается трубопроводом 10 с пневмосистемой через золотниковый распределитель 11, имеющий привод, например электродвигатель 12 с регулируемым числом оборотов.

Кавитационный реактор работает следующим образом.

Поток обрабатываемой смеси под давлением со скоростью 10-12 м/с через сквозной патрубок 2 поступает в корпус 1, обтекая кавитатор 5, установленный на стержне 4. За кавитатором 5 образуется кавитационная каверна, при смыкании которой создается зона схлопывающихся микропузырьков, генерирующих интенсивное быстроменяющееся поле давлений и высокоскоростные кумулятивные микроструи, оказывающие диспергирующее воздействие на смешиваемые материалы. Камера 8 сообщается через торец кавитатора с внутренней полостью образовавшейся кавитационной каверны. Внутри камеры 8 устанавливается давление парогаза равное давлению внутри каверны. Поскольку камера 9, размещенная с другой стороны плунжера 7, соединена трубопроводом 10 с пневмосистемой через золотниковый распределитель 11, то при вращении электродвигателя 12 сжатый воздух и вакуум подается поочередно в камеру 9, вызывая тем самым колебания плунжера 7, которые создают пульсации давления в камере 8 и соответственно внутри кавитационной каверны, что вызывает ее колебания. Поскольку для каверны в обычном ражиме работы характерны колебания с собственной частотой, то наложение вынужденных колебаний с помощью пульсаций давления внутри каверны с такой же частотой, вызывает резонансные колебания каверны. При этом объем кавитационной каверны возрастает, а эрозионная активность генерируемых ею полей микропузырьков повышается в 1,5 - 2,0 раза, так как в режиме резонанса каверны генерируется большое число пузырьков больших размеров. Все это позволяет интенсифицировать процесс диспергации перемешиваемых веществ. Электродвигатель 12 дает возможность изменять угловую скорость вращения распределителя 11, позволяя тем самым создавать пульсации давления в камере 8 различной частоты и обеспечивает быструю настройку кавитационного реактора на резонансный режим работы. Обработанная смесь выводится из реактора через патрубок 3.

КАВИТАЦИОННЫЙ РЕАКТОР, содержащий цилиндрический корпус с пат рубками подачи и отвода смеси и установленный в корпусе соосно с ним стержень с закрепленным на его свободном конце кавитатором, выполненным в виде усеченного конуса, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса обработки, он имеет золотниковый распределитель с патрубками для присоединения к пневмосистеме и подпружиненный плунжер, причем в стержне и кавитаторе выполнен сквозной канал, внутри которого установлен плунжер, делящий канал на две камеры, одна из которых имеет выход в полость корпуса, а другая сообщена с золотниковым распределителем. «3 (Л 00 оо ел со