Способ получения эмульсий Советский патент 1992 года по МПК B01F3/08 

Изобретение относится к технике смешивания реагентов и может быть использовано в различных областях химической технологии, в частности, для приготовления водотопливных эмульсий.

Известен способ получения эмульсий, согласно которому на. перемешиваемые компоненты накладывают вибрацию, а затем эмульсию подвергают кавитационной обработке.

Недостатком этого способа является низкое качество: эмульгирования. Параметры вибрационных воздействий являются переменными величинами,так какони зависят от гидродинамических характеристик потока перемешиваемых компонентов, которые в процессе эмульгирования могут изменяться, т.е. вибрационное воздействие нерегулируемое, а размером дисперсной фазы и качеством эмульгирования управлять нельзя. Кавитация в этом способе является дополнительным фактором, способствующим интенсификации смешения. Действие вибрации и кавитации является набором последовательного действия двух независимых интенсифицирующих факторов.

Известен способ, согласно которому обработку компонентов смеси производят сначала путем образования кавитационной каверны, а затем воздействуют на ,смесь гидроударом.

В этом способе кавитационная суперкаверна существует периодически, т.е. диспергирующее действие кавитации производится периодически при существовании суперкаверны.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ, согласно которому смешение производят путем кавитационной обработки, которая создается при протекании через кавитатор потока обрабатываемой среды с постоянной скоростью. V

Недостаток известного способа - относительно низкое качество эмульгирования, так как диспергирование компонентов смеси производится одним интенсифицирующим фактором - кавитацией.

Цель изобретения - повышение интенсивности диспергирования и перемешивания.

Указанная цель достигается тем, что сначала осуществляют кавитациоиную обработку смешиваемых материалов при постоянной скорости последних, а затем воздействуют на весь объем каверны вибрацией с частотой, равной или кратной частоте колебаний хвостовой части каверны.

При обтекании кавитатора потоком перемешиваемых компонентов за ним образуется каверна, которая существует постоянно. Хвостовая часть каверны распадается на поле кавитационных пузырьков, которые, схлопываясь, осуществляют кавитационную обработку путем образования сверхскоростных кумулятивных микроструек. Причем, чем меньше размер кавитационного пузырька, тем больший кумулятивный эффект он создает при схлопывании. Наложение на весь объем суперкаверны вибрации с частотой равной или кратной частоте колебаний хвостовой части суперкаверны стимулирует увеличение количества отрывающихся от суперкаверны кавитационных пузырькоз более мелких размеров. Возникает резонанс. При этом увеличивается кинетическая энергия, генерируемая суперкаверной в поток, возрастает кумулятивный эффект, образующийся при схлопывании мелких кавитационных пузырьков. Кинетическая энергия кавитационного пузырька от совместного одновременного действия кавитации и вибрации больше, чем кинетическая энергия того же пузырька от последовательного воздействия вибрации и кавитации.

Отличия предлагаемого способа заключаются ВТОМ, что на смесь перемешиваемых компонентов, образованную под действием постоянно существующей суперкаверны, и саму суперкаверну воздействуют вибрацией, что приводит к повышению качества эмульгирования.

На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа.

На столе вибратора 1 электродинамического вибростенда устанавливается кронштейн 2, в котором закрепляется рабочий

участок эмульгатора 3, соединенный гибкими резиновыми муфтами 4 с входным трубопроводом 5 и выходным эмульсионным трубопроводом 8, Во входном трубопроводе установлен суперкавитатор 6.

Устройство работает следующим образом.

При движении перемешиваемых компонентов по входному трубопроводу за суперкавитатором 6 образовывается суперкаверна 7, от которой открываются кавитационные пузырьки. Включается вибростенд. Частота колебаний стола вибростенда устанавливается равной частоте отрыва пузырьков. На суперкаверну накладываются вынужденные колебания, увеличивается число отрывающихся кавитационных пузырьков на 15%. Полученная эмульсия поступает в эмульсионныйтрубопровод.

Устройство выполнено в виде действующего макета. При получении водотопливной эмульсии в трубопровод 5 подают 10% воды и 90% дизельного топлива под давлением 1,5 атм при 18°С. Устанавливается кавитатор - суперкавитационная крыльчатка, профиль-клин, относительный шаг лопасти 1. При.числе кавитации 0,5 частота колебаний хвостовой части суперкаверны составляет 46 Гц. Включается вибростенд и устанавливаются частота и ускорение вибрации.

Результаты опытов приведены в таблице.

Положительный эффект заключается Е снижении размера частиц дисперсной фазы и равномерном распределении дисперсно фазы в дисперсной среде.

Формула изобретения Способ получения эмульсий, включающий кавитационную обработку смешиваемых материалов при постоянной скорости их протекания через кавитатор, отличающийся тем, что, с целью повЬ1шениу интенсивности диспергирования и перемешивания, воздействуют на каверну по всем) объему вибрацией ,с частотой, равной ил1/ кратной частоте колебаний хвостовой част1/ каверны.

567 / / /

8

Г

/

Изобретение относится к технике смешения реагентов и может быть использовано в различных химических технвлогиях, в частности при приготовлении водотоплив- ных эмульсий. Целью изобретения является повышение интенсивности диспергирования и перемешивания. Способ получения эмульсий включает кавитационную обработку смешиваемых материалов при посто- янной cкopoctи их протекания через кавитатор. На каверну по всему объему воздействуют вибрацией с частотой, равной или кратной частоте колебаний хвостовой части каверны. 1 ил,. 1 табл.