Способ приготовления жидких неоднородных сред и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК B01F11/02 

Изобретение относится к области приготовления жидких неопноролных масс, в частности ишикерных масс.

Цель изобретения - повьпиение производительности и качества продукта.

На фиг.1 изображено устройство, реализующее способ приготовления жид- ких неоднородных сред, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Устройство дая приготовления жидких неоднородньгх сред состоит из цилиндрического корпуса I с рубашкой для обогрева (не показана), мешалки 2, вращающейся на вертикальном валу 3 посредством привода 4. Корпус 1 имеет вакуумный штуцер 5. Снаружи корпуса размещен источник 6 ультразвука с концентратором, соединенный посредством волновода 7 с излучателем 8 колебаний в виде плоской плас- . тины, размещенной в слое, прилегающем к поверхности обрабатьшаемой среды на расстоянии от нее, равном

L (0,075 -Л - 0,42-Д) + п ,

где - длина волны ультразвуковых

колебаний, мм; п 0, 1, 2, 3 или 4. Излучатель установлен с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси, проходящей через стенку корпуса.

Корпус 1 имеет загрузочное устройство 9 и сливной клапан 10.

Способ приготовления жидких неоднородных сред осуществляют следующим образом.

В корпус 1 через загрузочное устройство 9 загружают пластификатор и порошок в необходимой пропорции для приготовления шликера. Затем включают привод 4 мешалки 2 и производят перемешивание массы. Одновремен(Л

с

CD

:

SD

Мр с в1Спючением привода мешалки вклю- iaroi; источник 6 ультразвука и вакуу- руют В1гутреннюю полость корпуса че- рез штуцер 5 посредством вакуумного йасоса (не показан). i Во время перемешивания порошка йластификатором частицы массы со- ершают сложное движение - вращатель- i|ioe, радиальное и в вертикальной {шоскости. При перемещении масса облекает излучатель с двух сторон. С Нижней стороны пластины производится олько диспергирование, С верхней стороны в слое толщиной L происхо- дит диспергирование и вакуумирование 1ассы. .

j Глубина погружения плоской ппасти- 1 излучателя 8 определяе- ся длиной (волны ультразвуковых колебаний, кото- Ьая в свою очередь выбирается в зави- Ьимости от реологических характерис- |гик приготовляемой массы (в частности, вязкости).

Максимальные напряжения сдви.га в озвучиваемой массе, обеспечивающие « интенсивную ее проработку, возникают в зонах кавитации, расстояния между которыми равны половины длины волны (Я1/2) колебания. При использовании в качестве источников колебаний генераторов типа МПС-15А-18 с частотами 18-20 кГц первая зона кавитации находится на расстоянии примерно 3-4 мм от поверхности излучателя. Размещени этой зоны на границе раздела приготовляемой массы с вакуумируемым пространством обеспечивает возможность максимального удаления газовых включений.

При этом на поверхности, находящеся на излучат-эле массы, создается как бы кипя1ций .

Кавитационные зоны повторяются с интервалом /2, однако по мере уда ления от излучателя интенсивность колебаний в массе уменьшается. Поэтому максимальное диспергирование происходит в первой зоне кавитаЦии на расстоянии Д/4 от излучателя.

Вакуумирование массы наиболее эффективно происходит в ее поверхностн слое .

Совмещение первой наиболее эффективной зоны кавитации с вакуумируемы поверхностным слоем обеспечивается при погружении излучателя на глубину L . Эффективная ширина зоны кавитации равна Q,37f. по уровню

0,7 максимальной мощности облучения. Следовательно, излучатель может находиться на расстоянии от поверхности массы (первый интервал, п 0)

L 0,3 - - 1,7 -| - 0, 0,42 ; .

При этом обеспечивается максимальная эффективность процесса одно- временного диснергирования и вакууми рования приготовляемой массы. При других интервалах глубин погружения излучателя 8, расстояние между которыми равно , процесс одновременно го диспергирования и вакуумирования на поверхности массы имеет место, но с меньшей эффективностью вследствие затухания колебаний.

В таблице приведетш расчетные данные толщины слоя массы над излучателем для различных вариантов осуществления предлагаемого способа (расчеты приведены для жидкой среды типа глицерина). ,

Использование кавитацконных зон ри значениях не обеспечивает эффективности процесса в вязких, жидкостях, так как вследствие -.затихания :.колебаний при ув.еличении расстояния от излучателя мощность колебаний в этих зонах составляет менее 10% от максимальной.

Обеспечение поворота излучателя 8 вокруг его горизонтальной оси дает возможность изменять толщину обрабатываемого на пластине слоя массы с целью оптимизации процесса для сред с различной степенью вязкости. В корпусе 1 устройства может быть размещено несколько излучателей 8. При использовании изобретения обес- пе.чивается диспергирование и вакуумирование массы в тонком слое, что повышает качество продукта и производительность его получения.

Формула изобретения

1.Способ приготовления жидких 1еоднородных сред, преимущественно шликерных масс, включающий обработку среды ультразвуковыми колебаниями и ее вакуумирование, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью noBbmie- ния производительности и качества готового -продукта, обработке ультразвуков подвергают слой среды, прилегающий к .ее поверхности.

2.Способ по nj , отличающийся тем, что толщину обрабатываемого слоя среды выбирают из условия

L (0.075 Л - 0,42-) п -|-,. где L - толщина слоя среды, мм; А - длина волны ультразвуковых

колебаний, мм; ч О, 1, 2, 3 или 4. 3.Устройство для приготовления жидких неоднородньк сред, преимущественно шликериых масс содержащее корпус с мешалкой, вращающейся вокру вертикальной оси, и вакуумным штуцером, размещенный снаружи корпуса ис- точник ультразвука с концентратором и излучатель колебаний в виде пластины, контактирующей с обрабатываемой средой, отличающееся

ния п первых интер)

Частота 20 кГц i JO мм

5.Устройство по чающееся т установлен с возмо вокруг своей гориз через с

I Частота 40 кГц 1 5 мм

Толщина слоя массы, мм

I 075 Joyi27

1432 б

тем, что , с целью повьшения производительности и качества готового продукта, излучатель размещен в слое,

5 прилегающем к поверхности обрабатываемой среды,

4.Устройство по п.З, отличающееся тем, что излучатель размещен на расстоянии от повер 10 нести среды, равном

L (0,075 А- 0,42-71) +

П -;

где L - расстояние от поверхности

среды до поверхности излучателя, мм,

5.Устройство по пп.З и 4, о т л и чающееся тем, что излучатель установлен с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной оси через стенку корпуса.

Частота 40 кГц 1 5 мм

Изобретение относится к способам и устройствам приготовления жидких неоднородных сред и позволяет повысить производительность и качество готового продукта. Способ включает обработку слоя среды, прилегающего к ее поверхности, ультразвуковыми колебаниями и вакуумирование среды. В устройстве излучатель размещен в слое, прилегающем к поверхности обрабатываемой среды. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

(Риг 2

аг. 3