RU2205681C2 - Device for mixing immiscible liquids - Google Patents

Device for mixing immiscible liquids Download PDF

Info

Publication number
RU2205681C2
RU2205681C2 RU2001106437A RU2001106437A RU2205681C2 RU 2205681 C2 RU2205681 C2 RU 2205681C2 RU 2001106437 A RU2001106437 A RU 2001106437A RU 2001106437 A RU2001106437 A RU 2001106437A RU 2205681 C2 RU2205681 C2 RU 2205681C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode system
dispersion medium
liquid
supply system
dispersed phase
Prior art date
Application number
RU2001106437A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001106437A (en
Inventor
В.В. Власов
Н.Н. Фомина
Ю.М. Знамцев
Original Assignee
Балаковский институт техники, технологии и управления
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Балаковский институт техники, технологии и управления filed Critical Балаковский институт техники, технологии и управления
Priority to RU2001106437A priority Critical patent/RU2205681C2/en
Publication of RU2001106437A publication Critical patent/RU2001106437A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2205681C2 publication Critical patent/RU2205681C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: liquid mixing apparatus; microbiological, chemical, petrochemical, food-processing, fuel and other industries. SUBSTANCE: proposed device has reservoir filled with dispersed medium. Dispersed phase supply system is provided with capillary tube for drop delivery of liquid which is immersed in dispersed medium. Electrode system located inside reservoir filled with dispersed medium is made in form of parallel blade-shaped current- carrying plates arranged vertically in rows connected with different poles of voltage source by rows. EFFECT: enhanced efficiency; reduced power requirements and usage of materials. 3 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к аппаратам для перемешивания жидких сред и может найти применение при смешении несмешивающихся или плохо смешивающихся жидкостей в микробиологической, химической, нефтехимической, пищевой, топливной и других областях промышленности, а также при проведении научных исследований. The proposed device relates to apparatus for mixing liquid media and may find application in the mixing of immiscible or poorly miscible liquids in microbiological, chemical, petrochemical, food, fuel and other industries, as well as in scientific research.

Известно вибрационное перемешивающее устройство, содержащее шток и установленный на нем перемешивающий орган, выполненный в виде диска с отверстиями (а. с. СССР 688212). Недостатками такого устройства являются: наличие механических узлов; сложность конструкции; высокая материалоемкость; полидисперсность получаемой эмульсии. Known vibration mixing device containing a rod and mounted on it a mixing body, made in the form of a disk with holes (a. With. USSR 688212). The disadvantages of such a device are: the presence of mechanical components; design complexity; high material consumption; polydispersity of the resulting emulsion.

Известно устройство для получения эмульсии, содержащее сопловый блок, патрубки для подвода газа и жидкости, кожух с дозвуковым соплом и автономный источник газа (а. с. СССР 1407524). Недостатками такого устройства являются: сложность конструкции; высокая материалоемкость; необходимость автономного источника газа; полидисперсность получаемой эмульсии. A device for producing an emulsion is known, comprising a nozzle block, nozzles for supplying gas and liquid, a casing with a subsonic nozzle, and an autonomous gas source (A.S. USSR 1407524). The disadvantages of this device are: design complexity; high material consumption; the need for an autonomous gas source; polydispersity of the resulting emulsion.

Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемому устройству является установка для приготовления водотопливной эмульсии, содержащая систему подачи жидкости, систему электродов, подсоединенных к разноименным полюсам источника постоянного напряжения (а. с. SU 1690828). Недостатками этой установки являются: наличие специального смесителя для смешивания топлива с водой и предварительного диспергирования, насоса для подачи эмульсии в специальный диспергатор для окончательного диспергирования, сложность конструкции. Closest in technical essence to the proposed device is a plant for preparing a water-fuel emulsion containing a fluid supply system, a system of electrodes connected to opposite poles of a constant voltage source (a.s. SU 1690828). The disadvantages of this installation are: the presence of a special mixer for mixing fuel with water and preliminary dispersion, a pump for feeding the emulsion into a special dispersant for final dispersion, and the complexity of the design.

Цель предлагаемого технического решения - упрощение конструкции путем исключения смесителя для смешивания топлива с водой и предварительного диспергирования, насоса для подачи эмульсии в специальный диспергатор для окончательного диспергирования, повышение энергетического КПД и обеспечение возможности перемешивания несмешивающихся или плохо смешивающихся жидкостей с высокой степенью монодисперсности. The purpose of the proposed technical solution is to simplify the design by eliminating a mixer for mixing fuel with water and preliminary dispersion, a pump for feeding the emulsion to a special dispersant for final dispersion, increasing energy efficiency and providing the possibility of mixing immiscible or poorly miscible liquids with a high degree of monodispersity.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник высокого напряжения, систему подачи жидкости, система электродов выполнена в виде вертикально расположенных двумя и более рядами параллельных друг другу лезвиеобразных токопроводящих пластин, соединенных порядно с разноименными полюсами источника электрического напряжения, размещена внутри емкости, заполняемой диэлектрической жидкостью, являющейся дисперсионной средой, а система подачи жидкости, являющейся дисперсной фазой, содержит капиллярную трубку, погруженную в емкость. This goal is achieved by the fact that in the device containing the high voltage source, the fluid supply system, the electrode system is made in the form of vertically arranged two or more parallel parallel to each other blade-shaped conductive plates connected in sequence with the opposite poles of the voltage source, placed inside the tank, filled dielectric fluid, which is a dispersion medium, and the fluid supply system, which is a dispersed phase, contains a capillary tube female in capacity.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение отличается тем, что устройство содержит емкость, заполняемую дисперсионной средой, система электродов размещена внутри указанной емкости и выполнена в виде вертикально расположенных двумя и более рядами параллельных друг другу лезвиеобразных токопроводящих пластин, соединенных порядно с разноименными полюсами источника электрического напряжения, а система подачи жидкости содержит капиллярную трубку, с помощью которой жидкость поступает каплями, причем капилляр погружен в дисперсную среду, что соответствует критерию " новизна". Compared with the prototype, the proposed technical solution is characterized in that the device contains a capacitance filled with a dispersion medium, the electrode system is placed inside the specified capacitance and made in the form of vertically arranged two or more parallel parallel to each other blade-shaped conductive plates connected in sequence with unlike poles of the voltage source and the fluid supply system contains a capillary tube, with which the fluid flows in drops, the capillary being immersed in dispersed medium that meets the criterion of "novelty."

Выделенные признаки с их функциями не выявлены в других технических решениях, что соответствует критерию "существенные отличия". The distinguished features with their functions are not identified in other technical solutions, which meets the criterion of "significant differences".

Положительным эффектом при осуществлении заявляемого технического решения будет получение монодисперсной эмульсии при малых затратах энергии. A positive effect in the implementation of the proposed technical solution will be to obtain a monodisperse emulsion at low energy costs.

Использование предлагаемого технического решения, то есть устройства для перемешивания несмешивающихся жидкостей, позволит повысить качество получаемых эмульсий при малой материало- и энергоемкости. The use of the proposed technical solution, that is, a device for mixing immiscible liquids, will improve the quality of the resulting emulsions with low material and energy consumption.

Устройство для перемешивания несмешивающихся жидкостей схематически изображено на фиг.1. Оно содержит емкость (1), заполненную диэлектрической жидкостью, которая служит дисперсионной средой, систему подачи жидкости (2) с капиллярной трубкой (3), являющуюся дисперсной фазой, систему электродов (4) и источник электрического напряжения (5), причем система электродов (4) выполнена в виде вертикально расположенных двумя и более рядами параллельных друг другу лезвиеобразных токопроводящих пластин, соединенных порядно с разноименными полюсами источника. A device for mixing immiscible liquids is shown schematically in figure 1. It contains a container (1) filled with a dielectric fluid, which serves as a dispersion medium, a fluid supply system (2) with a capillary tube (3), which is a dispersed phase, an electrode system (4) and an electric voltage source (5), the electrode system ( 4) is made in the form of vertically arranged two or more rows parallel to each other of blade-like conductive plates connected in sequence with unlike poles of the source.

Конструктивно, как показано на фиг.2, система электродов может быть установлена, например, в каркас из диэлектрического материала, содержащий две пластины: верхнюю (6) - со сквозными отверстиями и нижнюю (7) - с глухими отверстиями, в отверстия вставляются лезвийные электроды (8), пластины крепятся к колонкам (9), между пластинами установлены направляющие линейки (10) для создания направленного потока жидкости. Structurally, as shown in figure 2, the electrode system can be installed, for example, in a frame made of dielectric material containing two plates: the upper (6) with through holes and the lower (7) with blind holes, blade electrodes are inserted into the holes (8), the plates are attached to the columns (9), guides (10) are installed between the plates to create a directed fluid flow.

На фиг.3 изображен возможный вариант конструкции лезвийного электрода. В трубку (1) из диэлектрического материала, разрезанную вдоль, тупым концом вставлена тонкая металлическая пластина - лезвие (2), острый край которой выведен наружу. Пластина фиксируется в трубке кольцами (3) из диэлектрического материала. Figure 3 shows a possible design of the blade electrode. A thin metal plate, a blade (2), the sharp edge of which is brought out, is inserted into a tube (1) made of dielectric material, cut lengthwise, with a blunt end. The plate is fixed in the tube with rings (3) of dielectric material.

Работа устройства основана на использовании эффекта электрогидродинамики, изучающей движение жидких диэлектриков в электрическом поле. Сущность данного ЭГД-эффекта заключается в том, что наличие в жидком диэлектрике неоднородного электрического поля вызывает появление так называемых "пондеромоторных" сил, приводящих к возникновению локально-конвективного ускорения элементарных объемов жидкой среды, следствием чего является возникновение конвективных течений жидкого диэлектрика в межэлектродном пространстве (см. Тамм И. В. Основы теории электричества. - М.: Наука, 1976; Нагорный B. C. Электрофлюидные преобразователи. -Ленинград: Судостроение, 1987). The operation of the device is based on the use of the electrohydrodynamic effect, which studies the motion of liquid dielectrics in an electric field. The essence of this EHD effect is that the presence of an inhomogeneous electric field in a liquid dielectric causes the appearance of the so-called "ponderomotive" forces, which lead to the appearance of locally convective acceleration of elementary volumes of a liquid medium, which results in the appearance of convective flows of a liquid dielectric in the interelectrode space ( see Tamm I. V. Fundamentals of the theory of electricity. - M .: Nauka, 1976; Nagorny BC Electrofluid converters. -Leningrad: Shipbuilding, 1987).

В предлагаемом устройстве ЭГД-эффект используется следующим образом. В емкость (1) с диэлектрической жидкостью (например, трансформаторным маслом) с помощью системы подачи жидкости (2), содержащей капиллярную трубку (3), погруженную в дисперсионную среду, каплями подается дисперсная фаза (например, вода). Под действием напряжения, подаваемого на систему электродов (4), от источника (5), возникает сильное резко неоднородное электрическое поле, приводящее к возникновению конвективного потока диэлектрической жидкости от острия лезвийных электродов. Поток диэлектрической жидкости ускоряется в электрическом поле, увлекает капли воды в направляющий канал, где одновременно происходит их диспергирование под действием электрического поля и последующее перемешивание компонентов в емкости. Последовательное размещение лезвийных электродов рядами приводит к увеличению силового ЭГД-воздействия на диэлектрическую жидкость. In the proposed device, the EHD effect is used as follows. In a container (1) with a dielectric fluid (for example, transformer oil) using a fluid supply system (2) containing a capillary tube (3) immersed in a dispersion medium, a dispersed phase (for example, water) is supplied dropwise. Under the action of the voltage supplied to the electrode system (4), from the source (5), a strong sharply inhomogeneous electric field arises, leading to the appearance of a convective flow of dielectric fluid from the tip of the blade electrodes. The flow of dielectric fluid is accelerated in an electric field, carries water droplets into the guide channel, where they are dispersed under the influence of an electric field and the subsequent mixing of the components in the tank. The sequential placement of the blade electrodes in rows leads to an increase in the force EHD effect on the dielectric fluid.

Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения перед аналогами состоят в следующем:
1) Отсутствие механических узлов;
2) Простота конструкции устройства;
3) Возможность перемешивания несмешивающихся или плохо смешивающихся жидкостей и последующего диспергирования дисперсной фазы, то есть для получения эмульсии.
Thus, the technical and economic advantages of the invention over analogues are as follows:
1) Lack of mechanical components;
2) The simplicity of the design of the device;
3) The possibility of mixing immiscible or poorly miscible liquids and subsequent dispersion of the dispersed phase, that is, to obtain an emulsion.

Claims (3)

1. Устройство для перемешивания несмешивающихся жидкостей, содержащее систему подачи жидкой дисперсной фазы, систему электродов, источник электрического напряжения и емкость, заполненную дисперсионной средой, отличающееся тем, что система подачи дисперсной фазы снабжена капиллярной трубкой для капельной подачи жидкости, погруженной в дисперсионную среду, а система электродов размещена внутри емкости с дисперсионной средой и выполнена в виде вертикально расположенных двумя или более рядами параллельно друг другу лезвиеобразных токопроводящих пластин, соединенных порядно с разноименными полюсами источника электрического напряжения. 1. A device for mixing immiscible liquids containing a liquid dispersed phase supply system, an electrode system, an electric voltage source and a container filled with a dispersion medium, characterized in that the dispersed phase supply system is provided with a capillary tube for dropping a liquid supply immersed in a dispersion medium, and the electrode system is placed inside a container with a dispersion medium and is made in the form of blade-shaped currents vertically arranged in two or more rows parallel to each other rovodyaschih plates connected to opposite poles poryadno source voltage. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроды каждого ряда расположены в шахматном порядке относительно электродов соседних рядов. 2. The device according to claim 1, characterized in that the electrodes of each row are staggered relative to the electrodes of adjacent rows. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что система электродов ограничена направляющими поверхностями для направления потока жидкости. 3. The device according to p. 1 or 2, characterized in that the electrode system is limited by the guide surfaces for directing the fluid flow.
RU2001106437A 2001-03-07 2001-03-07 Device for mixing immiscible liquids RU2205681C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001106437A RU2205681C2 (en) 2001-03-07 2001-03-07 Device for mixing immiscible liquids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001106437A RU2205681C2 (en) 2001-03-07 2001-03-07 Device for mixing immiscible liquids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001106437A RU2001106437A (en) 2003-03-20
RU2205681C2 true RU2205681C2 (en) 2003-06-10

Family

ID=29209376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001106437A RU2205681C2 (en) 2001-03-07 2001-03-07 Device for mixing immiscible liquids

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2205681C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Parhizkar et al. Preparation of monodisperse microbubbles using an integrated embedded capillary T-junction with electrohydrodynamic focusing
US10155179B2 (en) Systems and methods for unipolar separation of emulsions and other mixtures
EP2411133B1 (en) Droplet generator
CA1145709A (en) Separation of emulsions with electric field
CN110793967A (en) Device and method for testing electrostatic coalescence microscopic characteristics of liquid drops in flowing process
Oddershede et al. Singularity during the onset of an electrohydrodynamic spout
KR101598847B1 (en) Device for micro droplet electroporation via direct charging and electrophoresis, apparatus therefor and method therefor
CA3164469A1 (en) Device for treatment of liquids and the method of treatment of liquids with use of this device
RU2205681C2 (en) Device for mixing immiscible liquids
RU96124488A (en) METHOD AND DEVICE FOR TRANSFER OF MATERIAL FROM A VOLUME MEDIA
Shen et al. Mass transfer in a reciprocating plate extraction column—effects of mass transfer direction and plate material
DE1464037B2 (en) Method and device for feeding an electrothermal jet propulsion system with propellants
KR850001031A (en) Dispersion Method and Dispersion Device of Conductive Liquid
US10786757B2 (en) Compact electrocoalescer with conical frustum electrodes
KR870008625A (en) Method and device for isolating spray source from high voltage of electrostatic spray when using electrically conductive spray
RU2197333C2 (en) Electrostatic liquid sprayer
CN114007747A (en) Microfluidic dielectrophoretic droplet extraction
CN220143060U (en) Micro-droplet generation device and application equipment
SU1510861A1 (en) Apparatus for dehydration of petroleum and petroleum products
KR880000057B1 (en) A microdroplet mixing device of pulse column for solvent extraction
SU1386228A1 (en) Method and apparatus for suppressing foam
US20220355257A1 (en) Emulsion Formation Assisted by Corona Discharge and Electrohydrodynamic Pumping
He et al. Liquid-liquid dispersion under pulsed electric fields in a horizontal cell
CN117463255A (en) Micro-droplet generation device and method based on corona discharge
RU2136346C1 (en) Oil emulsion treatment process