Устройство для получения тонкодисперсных систем Советский патент 1990 года по МПК B01F5/10 B01F5/06 

Изобретение относится к смешению, эмульгированию, гомогенизации и диспергированию как жидких, так и твердых веществ и может быть использовано в химической, пищевой,горнодобывающей промьшшенности.

Целью изобретения является повышение степени дисперсности смеси и производительности установки.

На фиг. 1 представлено схематически предлагаемое устройство; на фиг. 2- то же, вариант.

Устройство содержит смесительный контур 1, насос 2, входной трубопровод 3, за которым установлен генератор 4 импульсов давления, выходной трубопровод 5 которого содержит под- порно-кавитирующий завихритель 6, выполненный, например, в виде неподвижной крыльчатки, и соединен с узлом 7 разделения , имеющим отводящие трубопроводы 8 и 9 с регулировочными вентилями 10 и П.- При этом трубопровод грубодисперсных фракций (9 на фиг. и 8 на фиг.2) подсоединен к входу в насос 2.

Устройство работает следующим об- разом.

Из смесительного контура 1 жидкость с требуемым составом компонентов поступает в насос 2, откуда по входному трубопроводу 3 под давлением Рр подается на генератор 4 импульсов давления. При этом в критической части генератора скорость потока, возрастает, а давление уменьшается, в результате чего возникает кавитационный режим те-чения.

сл

со

tsD

1

В диффузорной части генератора пе иодически растет кавитационная полость (суперкацерна) и, достигнув фпределенной величины, открывается, сносится по потоку и в области повы- шенных давлений схлопывается. При этом в выходном трубопроводе 5 создаются импульсы давления, под воздействием которых происходит перемеши- ванне, кавитационно-кумулятивное измельчение, диспергирование, гомоге- №зация эмульгирование, i Эти продессы протекают не только li области схлопывания суперкаверн, а благодаря высокой интенсивности им- йульсов давления Р на всем пути перемещения диспергируемых компонентов в трубопроводе 5 от генератора f до- подпорно-кавитирующего зазихри- теля 6.

Подпорно-кавитирующий завихритель (| обеспечивает постоянным и опти- Ь||г1льным отношение давления в выходном трубопроводе Р , к давлению Рд , бпредепяюишм режим работы генератора Соотношение давлений PI/Р зависит от соотношения площади проходного сечения подпорно-кавитиругощего завихри F1 к площади кpити ecкoгo сече- :№я генератора F р , Пределы :1 аботы генератора обеспечивают уста- 1 овкой соотношения диапазоне 1,,2-,6, Поскольку величина данления Р, достигает 70% от давления Р , то Потенциальная энергия потока жидкости s. генератором составляет значитель- 1-|ую ве.личину. Поэтому подпорно-кави- ч ируютдий элемент выполняет преобра- sioBamie потенциальной энергии потока /йэдкости в энергию кавитагщонно-кум г- .лятивного воздействия на диспергиру- tMbie части11;ы.

Кроме того, подпорно-канитирующий, аавихритель, вьшолненный в виде, например неподвижной крыльчатки, мно- гозаходного шнека и так далее, осу- а1ествляет и закрутку потока, что позволяет центрифугированием отделить грубодисперсные фракции. При этом возможны два варианта выполнеш-гя узла отделения грубодисперсных фракций (фиг.1 и 2). Когда диспергируе;мый компонент имеет удельную плотность Еьше, чем средняя удельная плотность потока (фиг,.у, его более крупные ча тшда перемещаются в пристеночную область выходного трубопровода и далее подается по трубопроводу 9 через вен

.. с ,п

5 f.

0

244

тиль к входу в насос 2 для повторной обработки. В противном случае (Фиг.2), т.е. когда диспергируемый компонент имеет удельную плотность ниже плотности потока, грубодисперсная Фракция перемещается к оси потока и через вентиль 10 по трубопроводу 8 подается на вход в насос 2 для .повторной обработки.

Изменение соотношения объемов разделяемых в узле 7 потоков грубо- и тонкодисперсньгх фракций, а следовательно, и степени дисперсности получаемой эмульсии осуществляется регулировочными вентилями 10 и 1, установленными на отводящих трубопроводах 8 и 9.

Исходя из производственных условий, предлагаемое устройство может реализовать следуюоше случаи раб оты (фиг.1)

Получаемая эмульсия, суспензия, смесь и так далее во всем объеме удовлетворяет заданным требованиям в части степени дисперсности. В зтом случае вентиль 11 закрыт и готовая продукция отводится по трубопроводу 8.

Степень дисперности получаемой продукции не соответствует заданной. В этом случае вентиль 10 закрыт и весь объем диспергируемых компонентов через вентиль 11 по трубопроводу 9 возвращается на повторную обработку.

Часть компонентов потока .не достигла требуемой степени дисперности. Регулировочными вентилями 10 и 11 устанавливается такое соотношение расходов через отводящие трубопроводы 8 и 9, при котором вся фракция, имеющая дисперность, не соответствующую требуемой, отделяется и поступает на повторную обработку.

Аналогично эти же случаи реализуются и при выполнении устройства по схеме, представленной на фиг.2.

Использование предлагаемого устройства в различных отраслях промьшз- ленности, например пищевой, химической, горнодобывающей, позволяет получать высококачественные суспензии, эмульсии и прочие, повысить про- изводительпость и снизить энергозатраты, при этом конструкция устройства отличается простотой изготовления, что дает экономический эффект. Фор.мула изобретения Устройство для получения тонкодисперсных систем, содержащее входной, выходной и отводящие трубопроводы.

15901

узел разделения и генератор импульсов давления, установленный за насосом, отличающееся тем, что, с целью повышения степени дисперсности смеси и производительности уста- НОНКИ, генератор импульсов давления имеет форму трубы Вентури, выходной

трубопровод снабжен подпорно-кавити- рукадим завихрителем, вьтолненным, например, в виде неподвижной крыльчатки и установленным за генератором импульсов давления, а отводящие трубопроводы снабжены регулировочными вентилями.

Изобретение относится к смешению, эмульгированию, гомогенизации и диспергированию как жидких, так и твердых веществ. Использование устройства позволяет повысить степень дисперсности смеси при одновременном повышении производительности. Из смесительного контура жидкость поступает в насос. По входному трубопроводу жидкость подается на генератор импульсов давления. Подпорно-кавитирующий завихритель, выполненный в виде, например, неподвижной крыльчатки, осуществляет закрутку потока. Под действием центробежной силы в смеси происходит отделение грубодисперсной фракции в узле разделения. Часть смеси направляется на повторную обработку, а часть отводится из устройства. Требуемое соотношение потоков регулируется вентилями. 2 ил.

Фиг.1

10

Фиг.2