Кавитационный реактор Советский патент 1981 года по МПК B01F3/08 

(54) КАВИТАЦИОННЫЙ РЕАКТОР

1 Изобретение относится к области получения эмульсий и суспензий в пищевой промышленности, например при производстве маргарина, сливочного масла и т.д., в молочной промышленности, химической промышленности, в целлюлозно-бумажной промышленности для размола волокнистой массы,в металлообрабатывающей промышленности для приготовления смазывающих и охлаждаинйих жидкостей,в лакокрасочной промьааленности,в топливной промышленности для приготовления топливных эмульсий и т.д.

Известен генератор кавитации, содержащий ротор и статор конусообразной формы. Рабочие поверхности ротора и статора выполнены шероховатымц,. например микрозубчатыми l .

В данном устройстве интенсивность смесьобразования невысокая, так к.ак кавитация возбуждается за счет шероховатостей, создающих незначительную интенсивность кавитации. Кроме того, в данном устройстве нет возможности регулировать интенсивностьпроцесса образования кавитации и приготовление смеси.

Наиболее близким к изобретению по :-, технической сущности и достигаемому

эффекту является кавитационный реак тор, содержащий корпус, имеющий в сечении форму прямоугольника, в котором перпендикулярно потоку компонентов установлен цилиндрический обтекатель, покрытый слоем эластичного, материала 2.

Недостатки этого устройства заклю10чаются в том, что оно. не обеспечивает тонкого качественного диспергирования и имеет небольшую производительность, так как содержит обтекатель, создающий крупные кавита15ционные каверны, которые не способствуют тонкому диспергированию. Кроме того, длина зоны кавитации, а следовательно, и интенсивность процесса обработки волокнистой массы

20 не регулируются.

Целью изобретения является интенсификация перемешивания и повышение качества смеси.

Поставленная цель достигается тем,

25 что в корпусе кавитационного реактора, имеющего в сечении форму прямоугольника, дополнительно пр сечению - корпуса установлены цилиндрические обтекатели, отношение расстояния 30 между которыми к диаметру обтекателя

.

3 iStiiI.ti равно О,8-1,1, а отношение высоты об текателя к его диаметру равно 0,8-1, На noBefJXHocTH обтекателей выпол нена насечка. На фиг. 1 представлен кавитационный реактор, разрез; на фиг. 2 - схе ма устройства для приготовления смес . Кавитационный реактор содержит корпус 1, имеющий в сечении форму прямоугольника. В корпусе установлены цилиндрические обтекатели 2, на поверхности которых выполнена насечка, и эллиптические обтекатели 3, установленные с возможностью вращения вокруг их продольной оси. Цилинд рические обтекатели установлены перпендикулярно потоку компонентов на расстоянии, отношение которого к диаметру обтекаля равно 0,8-1,1 а отношение высоты обтекателя к его - диаметру составляет 0,8-1,2. В корпусе реактора выполнены отверстия 4 для подачи второго компонента. В реакторе может быть установлено несколько рядов цилиндрических обтекателей. УстрЪйство для приготовления смеси содерхсит резервуар 5, насос б, всасывающий 7 и нагнетающий 8 трубопроводы, емкость 9 для второго компонента, сливной трубопровод 10 и трубопровод 11 для вывода готовой смеси. Всасывающий трубопровод 7 имеет ряд отверстий расположенных на разли ных уровнях. Устройство работает следующим образом. Один из компонентов смеси, составляющий больший процент, набивают в резервуар 5, откуда насосом 6 по нагнетающему трубопроводу 8 подают в Кавитационный реактор. При создании скорости выше критической в жидкости находящейся между цилиндрическими об текателями 2, создается первичная кйвитация, при которой за обтекателя ми образуется зона вакуума, где происходит образование каверн (пузыр ков), заполненных парами жидкости И газов, которые затем захлопываются. Второй компонент смеси, составляющий меньший процент, поступает из емкости 9 в отверстия 4 реактора 1, распо ложенные за цилиндрическими обтекате лями 2, и интенсивно смешивается с первым компонентом смеси. Йодача одного из компонентов смеси непосредственно в зону кавитации, образующуюся за цилиндрическими обте кателями, способствует более интенси ному перемешиванию частиц компоненто сиесй. При кавктации в микрообъемах жидкости происходят пульсации давления (давление повышается до десятков тысяч атмосфер), которые дробят частицы смеси на еще более мелкие; происходят термодинамические, электрохимические и другие процессы, интенсифицирующие процесс приготовления смесей. За эллиптическими обтекателями 3 создается вторичная кавитация, которая также интенсифицирует процесс изготовления смесей. Максимальная интенсивность кавитации, т.е. оптимальная длина зоны кавитации за цилиндрическим обтекателем 2, равная 1,5-3,0 его диаметрам, устанавливается путем изменения свободного расстояния между эллиптическими обтекателями за счет их поворота вокруг своих осей на угол от О до , при котором происходит, например, изменение свободного расстояния между ними от максимального до минимального значения и, следовательно, изменение интенсивности смесеобразования. Из кавитационного реактора по сливному трубопроводу 10 смесь поступает в резервуар 5 и при необходимости снова идет на рециркуляцию.Готовая смесь отводится из резервуара 5 по трубопроводу 11. Использование предлагаемого реактора в промышленности не требует больших капитальных затрат и времени на его изготовление. Реактор представляет собой небольшой участок трубы длиной примерно до 1 м, который можно присоединить к существующим линиям как обводный участок, не нарушая существугацего технологического цикла. При использовании кавитационного реактора самостоятельно целесообразно применять насосы объемного типа, так как в них с изменением противодавления подача практически не изменяется. Формула изобретения 1.Кавитационный реактор, содержащий корпус, имеющий в сечении форму прямоугольника, в котором перпендикулярно потоку компонентов установлен цилиндрический обтекатель, отличающийся тем, что, с целью интенсификации перемешивания и повышения качества смеси, он дополнительно снабжен цилиндрическими обтекателями, установленными по сечению корпуса, отношение расстояния между которыми к диаметру обтекателя равно 0,8-1,1, а отношение высоты обтекателя к его диаметру равно 0,8-1,2. 2.Реактор по п. 1, о т л и чающийся тем, что на поверхности обтекателей выполнена насечка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 237817, кл. В 01 F 3/08, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР 393382 кл. D 21 D 1/24, 1972 (прототип).