Устройство для приготовления эмульсий Советский патент 1993 года по МПК B01F11/02 

Изобретение относится к машиностроительной, химической, нефтехимической, микробиологической, геологической, нефтяной и нефтеперерабатывающей отраслям промышленности и другим производствам, связанным с тепло- и массообменными процессами в многофазных системах, и может быть использовано для осуществления процессов эмульгирования и диспергирования.

Цель изобретения - повышение качества приготовления эмульсии и экономия ее компонентов за счет устранения возможности пенообразования, повышение производительности и равномерности эмульгирования.

На фиг. 1 показана схема устройства для приготовления эмульсии; на фиг. 2 - эжекционно-волновой смеситель, продольный разрез: на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б.на фиг. 2; на фиг. 5 - приведены гидродинамический генератор

колебаний и резонансная расширительная камера, .продольный разрез.

Устройство для приготовления эмульсий содержит следующие основные элементы: подающий трубопровод 1 жидкого растворителя, соединенный с насосом 2, мерный так 3 для концентрата, подающий трубопровод 4 концентрата, дозирующий вентиль 5, эжекционно-волновой смеситель 6. выполненный в виде последовательно установленных гидродинамического генератора 7 колебаний, кольцевого коллектора 8 и эжекционной камеры 9, выходной трубопровод 10 эжекционно-вол- нового смесителя, ресивер 11, подающий трубопровод 14 дополнительного гидродинамического генератора колебаний 15, резонансная расширительная камера 16, выходной трубопровод 17 устройства для приготовления эмульсий.

Эжекционно-волновой смеситель выполнен в виде последовательно установлен w

fe

со

Сл

го о

СП

о

ных гидродинамического генератора 7 колебаний, у которого выполнены входные тангенциальные отверстия t8. и эжекторной камеры 9, у которой входные окна 19 гидравлически сообщены через кольцевой коллектор 8 и с подающим трубопроводом А концентрата.

Работу описываемого устройства рассмотрим на конкретном примере при использовании в технологическом процессе приготовления эмульсии на машиностроительном заводе е суточной потребностью эмульсии 12 м ,

Жидкий растворитель (вода) по подающему трубопроводу 1 поступает на вход насоса 2, откуда под давлением 2,5-3,0 МПа и расходом 80 л/мин подается в эжекционно- волновой смеситель 6. При этом поток растворителя,проходявходные тангенциальные отверстия 18 гидродинамического генератора 7 колебаний, поступает в цилиндрическую осевую камеру последнего. Благодаря понижению статического давления потока растворителя до значения, меньшего давления насыщенных паров, во внутренней цилиндрической камере генератора образуется парогазовая каайтацион- ная каверна. Вследствие того, что каверна совершает автоколебания, а также вследствие наличия градиента давления на генераторе, от каверны периодически отрываются и поступают в эжекционную камеру 9 парогазовые пузырьки. Статическое давление в зжекционной камере выше, чем Bd внутренней камере генератора, поэтому периодически поступающие в эжекторную камеру парогазовые пузырьки схлопываются. образуя колебания давления в протекающей среде.

Одновременно с этим за счет эжекции от высокоскоростного Потока растворителя в эжекционной камере 9 концентрат (эмуль- сол) из мерного бака 3 по подающему трубопроводу 4 через дозирующий вентиль 5 поступает в кольцевой коллектор 8 и далее в эжекционную камеру 9, где в условиях вибрационного воздействия происходит предварительное смешение растворителя и концентрата. Далее предварительно подготовленная эмульсия через ресивер 11, который служит демпфером гидравлических ударов на режимах запуска-останова насосов, подается по трубопроводу 12 на бустер- ный насос 13. служащий для подвода энергии к потоку предварительно смешанных компонентов эмульсии и далее по подающему трубопроводу 14 поступает через дополнительный гидродинамический генератор колебаний 15 в резонансную расширительную камеру 16. Дополнительный генератор 15 работает аналогичным образом, что и генератор 7, а установленная последовательно с ним резонансная камера 16 позволяет организовать стоячую волну и режим нелинейного резонанса. Таким образом, осуществляется режим последующего диспергирования компонентов смеси.

Готовая эмульсия высокой гомогенности и с размером глобул не более 2,0 мкм по трубопроводу 17 поступает в сборный бак или непосредственно в цех.

Использование устройства по изобретению позволяет достигнуть следующих преимуществ:

уменьшить расход компонентов эмульсии (концентрат), не снижая ее качества, т.к. исключается возможность аэрирования

эмульсии и частичного вспенивания с образованием пенной шапки, содержащей значительное количество компонентов эмульсии;

улучшение экологии процесса за счет

исключения отходов производства (пенной шапки);

повышение равномерности эмульгирования за счет полного исключения возможности образования застойных зон, так

устройство работает на проток жидкости;

увеличивается производительность устройства, как минимум, в три раза и снижаются энергозатраты за счет исключения циркуляции эмульсии в трехкратном цикле

бак-насос-устройство-бак.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для приготовления эмульсий, содержащее эжекционно-волновой смеситель в виде последовательно установленных гидродинамического генератора колебаний и эжекционной камеры с входными окнами, сообщенных с трубопроводами подвода концентрата и растворителя, и выходным трубопроводом, отличающееся

тем, что, с целью повышения качества приготовления эмульсии и экономии ее компонентов за счет устранения возможности пенообрэзования, повышения производительности и равномерности эмульгирования, устройство снабжено дополнительным гидродинамическим генератором колебаний и резонансной расширительной камерой, установленными последовательно на выходном трубопроводе, а эжекционно-волновой смеситель снабжен кольцевым коллектором подачи концентрата, гидравлически сообщенным с входными окнами эжекционной камеры.

3 А 5

Т 2

7VJ JT.LM

Т7

Т2 ТЗ

Изобретение относится к технике эмульгирования и может быть использовано в химической, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Оно обеспечивает улучшение качества получаемых эмульсий, повышение производительности устройства. Устройство имеет две ступени эмульгирования с принудительным подводом компонентов в первой ступени и смешением их в условиях кавитации. Устройство содержит гидродинамический генератор колебаний и эжекци- онную камеру с входными окнами, сообщенными с кольцевым коллектором подачи концентрата. На выходном трубопроводе установлен дополнительный гидродинамический генератор колебаний и резонансная расширительная камера, представляющие собой вторую ступень эмульгирования. 5 ил.

Фиг. Т

1

0

J

/

/У

Л

фиг

А-А

feJ

19

фиг. 4

14