Кавитационный смеситель Советский патент 1981 года по МПК B01F7/04 B01F11/02 

устройством, а перемешивающее устройство снабжено жестко закрепленным на концах лопасти цилиндром, при этом корпус выполнен с кольцевой щелью, расположенной за лопастями. Кроме того, приводной вал выполнен разрезным.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого кавитационного смесителя; на фиг. 2 - схема обтекания суперкавитирующего профиля лопасти при продольных колебаниях вала в сечении.

Смеситель состоит из корпуса 1, патрубка 2 подачи основного технологического продукта, патрубков 3 подачи подмещиваемых веществ, разрезанного вала 4 с колебательным устройством 5.

На валу 4 укреплено лопастное колесо с лопастями 6 суперкавитирующего профиля. Лопасти б охвачены снаружи цилиндром 7, расположенным в цилиндрической проточной части 8 непосредственно перед кольцевой щелью 9 в корпусе 1, охваченной снаружи коллектором 10 для подмешиваемых веществ.

Работает кавитационный смеситель следующим образом.

При вращении вал 4 колеблется вдоль своей оси с частотой, кратной его оборотам, при помощи колебательного устройства 5. При этом за лопастями 6 суперкавитирующего профиля образуются каверны, в полости которых через кольцевую щель 9 в корпусе 1 из коллектора 10 по патрубкам 3 подается подмешиваемое вещество. Основной поток подается через патрубок 2 корпуса 1. Причем при продольном движении вала 4 навстречу основному потоку осевая скорость относительно лопастей, как показано на фиг. 2, увеличивается на АУо, а угол атаки лопастей а уменьшается на Да и, следовательно, размеры каверны уменьщаются, при движении вала в обратную сторону угол атаки увеличивается и размеры каверн также -увеличиваются. Кроме того, при движении вала 4 навстречу потоку цилиндр 7 открывает кольцевую щель 9, увеличивая подачу подмешиваемого вещества, а при движении в обратную сторону перекрывает кольцевую щель, уменьшая или прекращая совсем подачу подмешиваемого вещества. Порция подмешиваемого вещества, поступивщего в каверну быстро попадает в зону замыкания, которая находится на небольшом расстоянии от щели (когда щель открыта полностью, угол атаки наименьший и каверна небольшая).

В зоне смыкания каверны происходит интенсивное макросмешение за счет вихревых пелен, образующихся за любыми лопастными мешалками, и микрокинетическое смешение за счет интенсивных микровихрей, образующихся при схлопывании с кумулятивными микроструйками кавитационных пузырьков.

При движении вала назад и увеличении размеров каверны количество кавитационных пузырьков увеличивается, процесс смешения интенсифицируется вследствие турбулизации основного и подмешиваемого потоков за счет пульсаций. Основной поток пульсирует за счет изменения размера каверн, а следовательно, проходного гидравлического сечения, а подмешиваемый из-за

полного или частичного перекрытия кольцевой щели 9 цилиндром 7.

Причем, если частота колебаний вдла, а следовательно, и лопастей суперкавитирующего профиля совпадает с собственной частотой колебаний каверны, затраты энергии на создание каверн определенных размеров снижаются в 1,3-1,5 раза по сравнению со стационарным режимом за счет уменьшения кавитационного сопротивления, причем одновременно увеличивается количество кавитационных пузырьков.

Создаваемый пульсируюший режим развитой кавитации позволяет не только интенсифицировать процессы смешения, но и

снизить удельные энергетические затраты на смешение при сохранении высокой степени гомогенизации и диспергирования.

Положительньш эффект от использования предлагаемого кавитационного смесителя выразится в значительной интенсификации процесса смешения за счет пульсационного и кавитационного воздействия на смешиваемые вещества, а также в снижении удельных энергетических затрат за

счет работы в режиме резонансно с собственной частотой колебаний каверн.

Формула изобретения

1. Кавитационный смеситель, содержащий корпус с патрубками подачи компонентов и устройство для перемешивания, выполненное в виде вала с закрепленными на нем лопастями, имеющими суперкавитирующий профиль, отличающийся тем, что, с целью уменьшения удельных энергетических затрат и увеличения степени гомогенизации и диспергирования за счет кавитации и пульсации, приводной вал снабжен колебательным устройством, а перемешиваюшее устройство снабжено жестко закрепленным на концах лопастей цилиндром, при этом корпус выполнен с кольцевой щелью, расположенной за лопастями.

2. Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что приводной вал выполнен разрезным.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе .

1.Авторское свидетельство СССР № 593724, кл. В GIF 7/04, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 551998, кл. D 21С 9/10, 1975 (прототип).

fJodava ocHoSf/ого продукта

floffovo nodfteu/t/Saeffoso /eu ecmfff

Выход смеси

Фиг.