Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Кавитационный смеситель, содержащий цилиндрическую проточную камеру с патрубками подвода и отвода среды и установленный в ней подвижный в осевом направлении кавитатор в виде усеченного конуса, обращенный меньшим основанием навстречу потоку, отличающийся тем, что он снабжен полым коническим насадком, размещенным в проточной камере за кавитатором, насадок обращен своим большим основанием в сторону кавитатора, при этом диаметр большего основания насадка равен диаметру проточной камеры.

2. Кавитационный смеситель по п. 1, отличающийся тем, что диаметр меньшего основания конического насадка составляет 0,6-1,2 диаметра большего основания кавитатора.

Текст

Изобретение относится к устройствам для получения эмульсий, суспензий в гидродинамическом кавитационном поле и может найти применение в пищевой, химической, нефтехимической, целлюлознобумажной и других о траслях промышленности. Известен кавитационный гидродинамический аппарат, содержащий проточную камеру с патрубками подвода и отвода обрабатываемой среды, и установленный в ней подвижный в осевом направлении конусообразный кавитатор [1]. Данным устройством не достигается высокая эффективность перемешивания. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для гидродинамической распушки волокна, содержащее цилиндрическую проточную камеру с патрубками подвода и отвода обрабатываемой среды и установленный в ней подвижный в осевом направлении кавитатор в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием навстречу потоку [2]. Однако использование известного устройства для гидродинамической распушки волокна не позволяет изменением скорости потока добиться необходимого гидростатического давления в нем для образования роста кавитационных пузырьков, высокой интенсивности кавитационного поля, и, следовательно, достичь высокой эффективности перемешивания. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования кавитационного смесителя путем сочетания полых конических элементов в конструкции, чем обеспечивается создание сплошного кавитационного поля повышенной эрозионной активности обрабатываемой среды, благодаря чему повышается эффективность перемешивания. Поставленная задача решается тем, что кавитационный смеситель, содержащий цилиндрическую проточную камеру с патрубками подвода и отвода среды и установленный в ней подвижный в осевом направлении кавитатор в виде усеченного конуса, обращенный меньшим основанием навстречу потоку, согласно изобретению, снабжен полым коническим насадком. размещенным в проточной камере за кавитатором, насадок обращен своим большим основанием в сторону кавитатора, при этом диаметр большего основания конического насадка равен диаметру проточной камеры. В кавитационном смесителе диаметр меньшего основания конического насадка составляет 0.6-1,2 диаметра большего основания кавитатора. Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез смесителя. Кавитационный смеситель состоит из цилиндрической проточной камеры 1, в которой, например, на штоке 2 установлен кавитатор 3, выполненный в виде усеченного конуса и обращенный меньшим основанием навстречу потоку. За кавитатором 3 в проточной камере 1 размещен полый конический насадок 4, обращенный своим большим основанием в сторону кавитатора 3. При этом диаметр большего основания насадка 4 равен диаметру проточной камеры 1. Для подвода в смеситель и отвода из него обрабатываемой среды служат, соответственно, патрубок 5 и патрубок 6. Кроме того, диаметр меньшего основания конического насадка 4 составляет 0,6-1,2 диаметра большего основания кавитатора 3. Кавитационный смеситель работает следующим образом. Обрабатываемая среда через патрубок подвода 5 поступает в проточную камеру 1 и натекает на размещенный в ней конусообразный кавитатор 3, обращенный меньшим основанием навстречу потоку, за которым образуются перемещающиеся кавитационные каверны, генерирующие поле кавитационных пузырьков, насыщающих поток среды по всему объему проточной камеры 1 смесителя. Поскольку за кавитатором 3 в проточной камере 1 размещен полый конический насадок 4, обращенный своим большим основанием в сторону кавитатора 3, а диаметр большего основания насадка 4 равен диаметру проточной камеры 1, двухфазный поток, содержащий распределенные навигационные пузырьки, попадает на вход насадка 4. В насадке 4 за счет поджатия скорость потока существенно возрастает, что вызывает дальнейшее понижение в нем гидростатического давления. При таких условиях кавитационные пузырьки не охлопываются, а начинают увеличиваться в объеме до выхода из насадка 4, образуя на выходе устойчивый двухфазный поток с достаточно крупными кавитационными пузырьками. Схлопываясь, кавитационные пузырьки образуют пульсирующие ударные волны и кумулятивные микроструи, оказывающие интенсивное перемешивающее и эрозионное воздействие на обрабатываемую среду. При этом, на размеры кавитационных пузырьков оказывает влияние как время пребывания в зоне пониженного давления, так и соотношение размеров выходного отверстия насадка 4 и кавитатора 3. Перемещая кавитатор 3, закрепленный, например, на штоке 2 вдоль оси проточной камеры 1, можно изменять расстояние от кавитатора 3 до насадка 4, регулируя таким образом "время жизни" кавитационного пузырька. Оптимальный размер выходного отверстия насадка 4 находится в пределах 0,6-1,2 диаметра большего основания конуса кавитатора 3. Кроме того, при таком размещении устраняется кавитационный износ рабочей камеры 1 смесителя. Этот эффект достигается благодаря тому, что вытекающий из насадка двухфазный поток попадает вобьем обрабатываемой среды в виде струи, в которой и происходит схлопывание кавитационных пузырьков, а окружающая струю прослойка среды предохраняет стенки проточной камеры 1 от эрозии и, следовательно, предотвращает загрязнение продукта материалами кавитационной эрозии. Применение заявляемого технического решения для получения эмульсий, суспензий в гидродинамическом кавитационном поле позволяет повысить эффективность перемешивания путем создания сплошного кавитационного поля высокой эрозионной активности.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Cavitation mixer

Автори англійською

Koziuk Oleh Viacheslavovych, Lytvynenko Oleksandr Anatoliiovych

Назва патенту російською

Кавитационный смеситель

Автори російською

Козюк Олег Вячеславович, Литвиненко Александр Анатольевич

МПК / Мітки

МПК: D21B 1/00, B01F 5/00

Мітки: змішувач, кавітаційний

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/2-1017-kavitacijjnijj-zmishuvach.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Кавітаційний змішувач</a>

Подібні патенти