RU2690474C1 - Устройство ультразвукового диспергирования - Google Patents
Устройство ультразвукового диспергирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690474C1 RU2690474C1 RU2018130568A RU2018130568A RU2690474C1 RU 2690474 C1 RU2690474 C1 RU 2690474C1 RU 2018130568 A RU2018130568 A RU 2018130568A RU 2018130568 A RU2018130568 A RU 2018130568A RU 2690474 C1 RU2690474 C1 RU 2690474C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- inlet
- input
- unions
- cross
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сверхтонкого измельчения в жидких средах мелкодисперсных материалов и может найти применение в различных технологических процессах медицинской, пищевой, химической промышленности, в частности при изготовлении лакокрасочных материалов. Устройство ультразвукового диспергирования состоит из корпуса с закрытыми торцами, образующего камеру измельчения, в центре которой установлен ультразвуковой вибратор. На открытых торцах корпуса установлены выходные и входные штуцеры. Выходные штуцеры установлены вдоль продольной оси корпуса. Входные штуцеры - вдоль поперечной оси. Ультразвуковой вибратор снабжен двумя высокоамплитудными концентраторами, установленными симметрично друг к другу по обе его стороны. Высокоамплитудные концентраторы закреплены к корпусу мембраной, а их концы образуют зазоры с торцом соответствующего выходного патрубка со стороны его входа. Входные штуцеры выполнены с возможностью регулирования площади их сечения и снабжены механизмом ее регулирования. На каждом выходе устройства дополнительно введены последовательно соединенные датчик температуры, установленный на каждом из выходных штуцеров, и схема сравнения, второй вход которой является технологическим, а выход соединен со входом механизма регулирования площади сечения штуцера. Обеспечивается повышение дисперсности получаемого материала. 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам сверхтонкого измельчения в жидких средах мелкодисперсных материалов и может найти применение в различных технологических процессах в медицинской, пищевой, химической промышленности, в частности, при изготовлении лакокрасочных материалов.
Известно устройство потокового ультразвукового диспергирования [см., например, патент RU 2081705, С1, МПК В02С 19/18 (1995.01), опубл. 20.06.1997], состоящее из корпуса с закрытыми торцами, образующего камеру измельчения, в центре которой установлен ультразвуковой вибратор, на открытых торцах корпуса установлены выходные и входные штуцера, причем выходные штуцера установлены вдоль продольной оси корпуса, а входные штуцера - вдоль поперечной оси, ультразвуковой вибратор снабжен двумя высокоамплитудными концентраторами, установленными симметрично друг другу по обе стороны от ультразвукового вибратора, при этом высокоамплитудные концентраторы закреплены к корпусу мембраной, а конец образует зазор с торцом соответствующего выходного патрубка со стороны его входа, а также последовательно, соединенные смеситель, дисольвер и насос.
Недостатком известного устройства является низкая технологичность процесса диспергирования и дисперсность получаемого после ультразвуковой обработки материала.
Техническим результатом изобретения является повышение процесса диспергирования и дисперсности получаемого после ультразвуковой обработки материала.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве ультразвукового диспергирования, состоящего из корпуса с закрытыми торцами, образующего камеру измельчения, в центре которой установлен ультразвуковой вибратор, на открытых торцах корпуса установлены выходные и входные штуцера, причем выходные штуцера установлены вдоль продольной оси корпуса, а входные штуцера - вдоль поперечной оси, ультразвуковой вибратор снабжен двумя высокоамплитудными концентраторами, установленными симметрично друг другу по обе стороны от ультразвуковоговибратора, при этом высокоамплитудные концентраторы закреплены к корпусу мембраной, а конец образует зазор с торцом соответствующего выходного штуцера со стороны его входа, согласно изобретению, входные штуцера выполнены с возможностью регулирования площади их сечения и снабжены механизмом ее регулирования, на каждом выходе устройства дополнительно введены последовательно соединенные датчик температуры, установленный на каждом из выходных штуцеров, схема сравнения, второй вход которой является технологическим, а выход соединен со входом механизма регулирования площадью сечения штуцера.
Сущность изобретения заключается в том, что входные штуцера выполнены с возможностью регулирования площади их сечения и снабжены механизмом ее регулирования, на каждом выходе устройства дополнительно введены последовательно соединенные датчик температуры, установленный на каждом из выходных штуцеров, схема сравнения, второй вход которой является технологическим, а выход соединен со входом механизма регулирования площадью сечения штуцера.
Известно [см., например, Лузгин В.И., Шестовских А.Е., Петров, Коптяков А.С. Ультразвуковые резонансные излучатели для технологий получения нанодисперсных эмульсий и суспензий. http://elar.urfu.ru/bitstream/10995/36339/1/aptee-2014-14.pdf. Дата обращ. 31.05.2018 г.], что при разрушении поверхности твердых тел под действием кавитации (кавитационная эрозия) происходит нагревание обрабатываемой жидкости и, как следствие, снижается эрозионная активность жидкости. Этим обусловлено снижение эффективности диспергирования. Согласно [см., например, Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Глав. ред. И.П. Голямина. - М. : «Советская энциклопедия», 1979. с. 154-155] эрозионная активность жидкости характеризуется безразмерным коэффициентом, зависящим от параметров звукового поля, физико-химических свойств жидкости и избыточного давления в объеме жидкости, а управление кавитационной эрозией можно осуществить путем изменения соотношений между звуковым и статическим давлением. Изменение этого соотношения может быть достигнутопутем изменения площади сечения входного штуцера или зазора между концом высокоамплитудного конца концентратора и торцом выходного штуцера со стороны его входа [см., например, патент RU 2081705, С1, МПК В02С 19/18 (1995.01). Опубл. 20.06.1997].
Поэтому, согласно изобретению, входные штуцера выполнены с возможностью регулирования площади их сечения и снабжены механизмом ее регулирования, а на выходных штуцерах установлены датчики температуры. Датчики температуры измеряют температуру обработанного сырья, что соответствует температуре жидкости. При превышении температуры жидкости заданной температуры увеличивают площадь сечения входного штуцера, что приводит к уменьшению избыточного давления в камере. Как известно [см., например, Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Глав. ред. И.П. Голямина. - М. : «Советская энциклопедия», 1979. с. 157] при понижении избыточного давления, особенно при температуре жидкости близкой точке кипения, доминирующий вклад в образование пузырька вносит испарение жидкости и пузырек-зародыш начинает расширяться под действием разности давлений внутри и вне его. Испарение жидкости с поверхности пузырька приводит к охлаждению прилегающих слоев жидкости и пара в пузырьке. Разность температур вызывает поток тепла от жидкости к пузырьку, идущий на испарение жидкости, что обеспечивает рост пузырька и его захлопывание.
В противном случае уменьшают площадь сечения входного штуцера, что приводит к увеличению избыточного давления в камере. При этом конденсация пара на поверхности пузырька приводит к повышению температуры и выравниванию давлений в пузырьке и жидкости, а процесс захлопывания пузырька происходит вследствие отвода тепла из пузырька в жидкость. Этим обеспечивается указанный в изобретении технический результат.
Возможность регулирования площади сечения штуцера может быть осуществлена, например, с помощью диафрагмы, выполненной в соответствии с ГОСТ 8.586.2-2005. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования[см., например, http://docs.cntd.ru/document/1200047567. Дата обращ. 05.06.2018 г.] и установленной в патрубок входного штуцера.
Регулирование площади сечения штуцера может быть осуществлено, например, с помощью реверсивного двигателя [см., например, https://cable.ru/articles/id-1106.php. Дата обращ. 05.06.2018 г.], взаимодействующего с диафрагмой и управляемого по сигналам, формируемым по разности температуры жидкости и заданной температуры.
В качестве датчика температуры может быть использован, например, датчик температуры охлаждаемой жидкости [см., например, https://motorsguide.ru/system/zamena-datchika-temperatury-ohlazhdayushhej-zhidkosti. Дата обращ. 05.06.2018 г.].
На фигуре приведен вариант построения ультразвукового диспергирования с использованием диафрагмы, где обозначено: 1 - корпус, 2 - ультразвуковой вибратор, 3 - высокоамплитудный концентратор, 4 - выходной штуцер, 5 - входной штуцер, 6 - диафрагма, 7 - датчик температуры, 8 - схема сравнения, 9 - механизм управления площадью сечения входного штуцера, 10 - мембрана. Назначение элементов ясны из их названия.
Устройство работает аналогично известному устройству с некоторыми отличиями, которые заключаются в следующем. Датчиками температуры 7, установленными на входных штуцерах, измеряется температура обработанного сырья. Результат измерения поступает на схему сравнения, на второй вход которого поступает заданное значение температуры, в качестве которого может быть использовано, например, значение температуры кипения жидкости, используемой в устройстве. Их можно найти, например, на сайте [см., например, http://infotables.ru/khimiya/12-tablitsa-temperatura-kipeniya-zhidkostej. Дата обращ. 05.06.2018 г.]. В зависимости от результата сравнения механизм управления 9 взаимодействуя с диафрагмой 6 обеспечивает либо увеличение, либо уменьшение площади сечения входного штуцера 5, что приводит соответственно к уменьшению или к увеличению избыточного давления. Этим достигается повышение процесса диспергирования и дисперсности получаемого после ультразвуковой обработки материала.
Claims (1)
- Устройство ультразвукового диспергирования, состоящее из корпуса с закрытыми торцами, образующего камеру измельчения, в центре которой установлен ультразвуковой вибратор, на открытых торцах корпуса установлены выходные и входные штуцеры, причем выходные штуцеры установлены вдоль продольной оси корпуса, а входные штуцеры - вдоль поперечной оси, ультразвуковой вибратор снабжен двумя высокоамплитудными концентраторами, установленными симметрично друг к другу по обе стороны от ультразвукового вибратора, при этом высокоамплитудные концентраторы закреплены к корпусу мембраной, а конец образует зазор с торцом соответствующего выходного патрубка со стороны его входа, отличающееся тем, что входные штуцеры выполнены с возможностью регулирования площади их сечения и снабжены механизмом ее регулирования, на каждом выходе устройства дополнительно введены последовательно соединенные датчик температуры, установленный на каждом из выходных штуцеров, схема сравнения, второй вход которой является технологическим, а выход соединен со входом механизма регулирования площади сечения штуцера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130568A RU2690474C1 (ru) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Устройство ультразвукового диспергирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130568A RU2690474C1 (ru) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Устройство ультразвукового диспергирования |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2690474C1 true RU2690474C1 (ru) | 2019-06-03 |
Family
ID=67037358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018130568A RU2690474C1 (ru) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Устройство ультразвукового диспергирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2690474C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802201C1 (ru) * | 2022-10-31 | 2023-08-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для разделения разноразмерных порошков на фракции |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5035363A (en) * | 1990-07-06 | 1991-07-30 | Thiokol Corporation | Ultrasonic grinding of explosives |
WO1994004275A1 (en) * | 1992-08-26 | 1994-03-03 | Holl Richard A | Methods and apparatus for high-shear material treatment |
RU2081705C1 (ru) * | 1995-04-20 | 1997-06-20 | Некрасов Сергей Геннадьевич | Устройство потокового ультразвукового диспергирования вязких лакокрасочных суспензий |
RU44540U1 (ru) * | 2004-11-05 | 2005-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ультразвуковая техника-инлаб" | Ультразвуковая установка для обработки жидких сред |
CN101676036A (zh) * | 2008-09-18 | 2010-03-24 | 任吉林 | 超声波脉冲射流超细粉碎装置 |
CN102189031A (zh) * | 2010-03-15 | 2011-09-21 | 钦州鑫能源科技有限公司 | 浆体颗粒破碎装置 |
-
2018
- 2018-08-22 RU RU2018130568A patent/RU2690474C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5035363A (en) * | 1990-07-06 | 1991-07-30 | Thiokol Corporation | Ultrasonic grinding of explosives |
WO1994004275A1 (en) * | 1992-08-26 | 1994-03-03 | Holl Richard A | Methods and apparatus for high-shear material treatment |
RU2081705C1 (ru) * | 1995-04-20 | 1997-06-20 | Некрасов Сергей Геннадьевич | Устройство потокового ультразвукового диспергирования вязких лакокрасочных суспензий |
RU44540U1 (ru) * | 2004-11-05 | 2005-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ультразвуковая техника-инлаб" | Ультразвуковая установка для обработки жидких сред |
CN101676036A (zh) * | 2008-09-18 | 2010-03-24 | 任吉林 | 超声波脉冲射流超细粉碎装置 |
CN102189031A (zh) * | 2010-03-15 | 2011-09-21 | 钦州鑫能源科技有限公司 | 浆体颗粒破碎装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802201C1 (ru) * | 2022-10-31 | 2023-08-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для разделения разноразмерных порошков на фракции |
RU2808410C1 (ru) * | 2022-11-07 | 2023-11-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ разделения разноразмерных порошков на фракции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7712353B2 (en) | Ultrasonic liquid treatment system | |
US7673516B2 (en) | Ultrasonic liquid treatment system | |
DE60123773T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zur ultraschallbehandlung einer flüssigkeit | |
KR100845785B1 (ko) | 미세기포 발생장치 및 미세기포 발생방법 | |
RU2690474C1 (ru) | Устройство ультразвукового диспергирования | |
EP2906340B1 (en) | Method for physical and/or chemical processes | |
Cruz et al. | The axial dispersion of liquid solutions and solid suspensions in planar oscillatory flow crystallizers | |
KR102557241B1 (ko) | 울트라 파인 버블 제조기 및 울트라 파인 버블수 제조 장치 | |
Ullah et al. | Filtration of suspensions using slit pore membranes | |
EP2525901A1 (en) | Apparatus and method for producing an emulsion of a fuel and an emulsifiable component | |
US20240189793A1 (en) | Device and method for influencing the flow of a flowable medium through energy intensity zones | |
RU2626355C1 (ru) | Способ смешивания жидких сред | |
EP2247178B1 (en) | An inlet for a tank and a method of supplying liquid food product to a tank | |
JP5297395B2 (ja) | 液滴径予測方法及び液滴径予測シミュレータ | |
RU2746392C1 (ru) | Микрореактор-смеситель со встречными закрученными потоками | |
US1164413A (en) | Apparatus for evaporating or concentrating liquids. | |
RU2810629C1 (ru) | Регулятор расхода | |
CN116568393A (zh) | 用于通过能量强度区影响可流动介质的流动的装置和方法 | |
RU2393914C1 (ru) | Смеситель | |
RU2372974C1 (ru) | Кавитационный мембранный аппарат | |
RU2367507C1 (ru) | Ультразвуковой мембранный элемент | |
CN207659142U (zh) | 一种管形超声分离腔 | |
RU2479343C2 (ru) | Ультразвуковой диспергатор проточного типа | |
Ikonić et al. | Fuzzy modeling of the permeate flux decline during microfiltration of starch suspensions | |
JP2018069135A (ja) | 懸濁液送液分離装置 |