Устройство для получения дисперсных систем Советский патент 1986 года по МПК B01F3/08 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к получению дисперсных систем, и может быть использовано во всех отраслях промышленности, где производится интенсивное смешение дисперсных систем жидкое - жидкое (пен, эмульсий).

Цель изобретения - уменьшение затрат энергии на проведение процесса вибрационного смешения в режиме виброту рбулизации при одновременном снижении требований к конструктивным элементам вибростенда (уменьшение амплитуды перемещения вибростола).

На фиг.1 приведена схема устройства для получения дисперсных систем; на фиг.2 - вьтолнение разонанс- ного упругого элемента.

Устройство содержит рабочий сосуд 1 с днищем и герметичной крьш1кой 2, прикрепленный к неподвижным опорам 3 упругими подвесами 4. Устройство имеет патрубки для подвода компонентов и отвода готового продукта, причем слив готового продукта осуществляется через кран 5, расположенный в нижней части сосуда, где имеется также система 6 подачи затравочной порции газа. Днище рабочего сосуда 1 прикреплено к верхнему концу резонансного упругого элемента 7, нижняя часть которого прикреплена к рабочей площадке 8 вибрационного стенда 9.

Жесткость резонансного упругого элемента определяется по зависимости

К о52т-Ц,

где t - круговая частота колебаний вибростола (равная частоте режима вибротурбулизации);

m - масса сосуда с компонентами;

k - коэффициент жесткости упругого подвеса.

Возможно вьтолнение резонансного упругого элемента в виде одной или нескольких пружин, равномерно расположенных по окружности, центр которой совпадает с центром вибростенда, упругого сильфона, симметрично расположенного относительно вертикально оси, проходящей через центр вибростенда и т.д. Дпя предотвращения бо- 55 шок) и получение эмульсий типа вода- ковых смещений пружин может быть веретенное масло-воздух. Процесс насыщения жидкости воздухом происходит равномерно по всему объему жидпредусмотрена установка внешней или внутренней направляющей.

Устройство работает следующим образом.

При включении вибрационного стенда 9 колебания через рабочую площадку 8 и резонансньй упругий элемент 7 передаются рабочему сосуду 1, содержащему смешиваемые компоненты и газ. Наличие резонансного упругого элемента 7 приводит к увеличению

амплитуды колебаний рабочего сосуда 1 (в 2-3 раза) по сравнению с амплитудой колебаний рабочей площадки 8 вибростенда 9.

В качестве вибрационного стенда 9

используется стенд ВЭДС-200 А, при включении которого рН настраивается на частоту режима вибротурбулизации (для данной установки 25-30 Гц) и перегрузку 2-3 g. Через 2 с после того

как колебания рабочей площадки 8 вибрационного стенда 9 через резонансный упругий элемент 7 передаются с увеличенной амплитудой сосуда 1, в нижнюю часть жидкой фазы подается

затравочная порция газа через систему 6 (объем 1 мл). Свободная поверхность жидкости при этом совершает интенсивные движения с захватом пузырей газа из области А. Затем пузырей становится все больше, т.е. область, занятая пузырями, увеличивается. Начиная с некоторого момента времени, пузыри резко двигаются вниз и заполняют весь сосуд, в нижней части сосуда 1 (область Б с

большей объемной концентрацией газовой фазы) образуется рой пузырей. Время от начала включения стенда 9 до движения пузырей вниз и начала

процесса смешения в режиме вибротурбулизации - несколько секунд. После окончания требуемой полноты процесса смешения готовый продукт сливает45

50

ся через кран 5.

В качестве упругих подвесов Аи резонансного упругого элемента 7 используются пружины неограниченно кратного действия, изготовленные из рессорио-пружинной стали и работающие при напряжениях, циклически меняющихся во времени. На установке проводится насьш;ение жидкости воздухом, получение пены путем добавления в воду вспенивателя (мьшьный порокости до теоретически возможного за 5-10 с. Полное вспенивание при добавлении мыльного порошка происходит аа 20-40 с. Получение эмульсий вода - веретенное масло - воздух при объемных соотношениях веретенное масло - вода 1:9, 2:8, 3:7, 4:6,5:5, 6:4, 7:3, 8:2, 9:1 занимает 30-60 с при количестве газа в области А 30-60 мл.

АмшштУда ускорения сосуда со смешиваемыми компонентами для протекания вибрационного смешения в режиме вибротурбулизации должна быть больше некоторой критической 7-9 g (g - ускорение свободного падения).

2059294

Введение резонансного упругого элемента приводит к образованию новой колебательной системы, где роль упругого элемента выполняют упругие 5 подвесы и резонансный упругий элемент, а инерционности - сосуд со смешиваемьми компонентами. В случае когда частота возбуждения вибрационного стола совпадает с собствен- 10 ной частотой новой колебательной системы, амплитуда вертикальных колебаний сосуда значительно превьш1ает амплитуду колебаний рабочей площадки вибрационного стенда, что и при- 15 водит к уменьшению затрат энергии на процесс смешения.

Фиг. 2