RU2737904C1

RU2737904C1 - Emulsions production device

Info

Publication number: RU2737904C1
Application number: RU2020107233A
Authority: RU
Inventors: Антон Евгеньевич Лебедев; Татьяна Михайловна Сибрина
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2020-12-04

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention is intended to produce stable emulsions and can be used in chemical, food and other industries. Emulsions production device comprises loading and unloading devices, vertical housing with cover, vertical shaft with disc and conical nozzle arranged on it, on inner surface of which ribs are installed, coaxially to conical nozzle there is a reflector, and under housing there is emulsion collection tank equipped with pump and connected by pipeline with receiving chamber, in upper part of reflector are made in horizontal circular rows through holes, and from its outer side, in the zone of through holes, a coaxial cylindrical distributing jacket is attached, which is interconnected in the upper part with a device for loading one of the liquids and having swirlers and distribution rings inside, which are arranged between horizontal annular rows of through holes.

EFFECT: technical result of the invention is to qualitatively disperse and mix drops of initial liquids and obtain a stable homogeneous emulsion.

1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение предназначено для получения стойких эмульсий и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.The proposed invention is intended to obtain stable emulsions and can be used in chemical, food and other industries.

Известен центробежный диспергатор-смеситель, включающий корпус, патрубки подвода и отвода обрабатываемой среды, закрытое лопастное колесо и расположенные концентрично колесу перфорированные кольца, на периферии лопастного колеса концентрично жестко закреплены два перфорированных кольца с радиальным зазором относительно располагающегося между ними, установленного неподвижно на корпусе перфорированного кольца. [Патент РФ на полезную модель №81098, МПК B01J 19/00, опубл. 10.03.09 БИ №7].Known centrifugal disperser-mixer, which includes a housing, pipes for supply and removal of the medium to be treated, a closed impeller and perforated rings located concentrically to the wheel, two perforated rings are concentrically rigidly fixed on the periphery of the impeller with a radial clearance relative to the perforated ring located between them, fixed on the housing of the perforated ring ... [RF patent for useful model No. 81098, IPC B01J 19/00, publ. 10.03.09 BI # 7].

К недостаткам данного устройства следует отнести невысокую степень диспергирования и перемешивания исходных жидкостей, приводящие к недостаточной стойкости получаемой эмульсии.The disadvantages of this device include the low degree of dispersion and mixing of the initial liquids, leading to insufficient stability of the resulting emulsion.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является агрегат для получения эмульсий, содержащий устройства загрузки и выгрузки, вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, вертикальный вал с размещенным на нем диском, и конической насадкой, на внутренней поверхности которой установлены ребра, внутри конической насадки соосно размещен отражатель, состоящий из набора горизонтальных колец, расстояния между которыми возрастает пропорционально уменьшению объемной плотности потока по его сечению, а под корпусом расположена емкость для сбора эмульсии, снабженная насосом и соединенная трубопроводом с приемной камерой [Патент РФ 2441694, МПК B01F 3/08, опубл. 10.02.12 БИ №4].Closest to the proposed invention is a unit for producing emulsions, containing loading and unloading devices, a vertical cylindrical body with a cover, a vertical shaft with a disk placed on it, and a conical nozzle, on the inner surface of which ribs are installed, a reflector is coaxially placed inside the conical nozzle, consisting from a set of horizontal rings, the distance between which increases in proportion to a decrease in the volumetric flow density over its cross section, and under the body there is a tank for collecting the emulsion, equipped with a pump and connected by a pipeline to the receiving chamber [RF Patent 2441694, IPC B01F 3/08, publ. 02/10/12 BI No. 4].

Задачей данного изобретения является создание устройства позволяющего качественно диспергировать и перемешивать капли исходных жидкостей, что позволит получить стойкую эмульсию.The objective of this invention is to create a device that allows you to qualitatively disperse and mix droplets of starting liquids, which will allow you to get a stable emulsion.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для получения эмульсий, содержащем устройства загрузки и выгрузки, вертикальный корпус с крышкой, вертикальный вал с размещенным на нем диском, и конической насадкой, на внутренней поверхности которой установлены ребра, соосно конической насадке размещен отражатель, а под корпусом расположена емкость для сбора эмульсии, снабженная насосом и соединенная трубопроводом с приемной камерой, в верхней части отражателя выполнены горизонтальными кольцевыми рядами сквозные отверстия, а с его внешней стороны, в зоне сквозных отверстий, прикреплена соосная цилиндрическая распределительная рубашка, сообщающаяся в верхней части с устройством загрузки одной из жидкостей и имеющая внутри завихрители и распределительные кольца, которые размещены между горизонтальными кольцевыми рядами сквозных отверстий.The task is achieved by the fact that in a device for producing emulsions containing loading and unloading devices, a vertical housing with a cover, a vertical shaft with a disk placed on it, and a conical nozzle, on the inner surface of which ribs are installed, a reflector is placed coaxially with the conical nozzle, and under the body is a container for collecting the emulsion, equipped with a pump and connected by a pipeline to the receiving chamber, in the upper part of the reflector there are horizontal circular rows of through holes, and from its outer side, in the area of through holes, a coaxial cylindrical distribution jacket is attached, communicating in the upper part with the device loading one of the liquids and having inside swirlers and distribution rings, which are located between the horizontal annular rows of through holes.

На фиг. 1 показано устройство для получения эмульсий.FIG. 1 shows a device for producing emulsions.

Устройство для получения эмульсий содержит устройства загрузки 1 и 2 и выгрузки 3, вертикальный корпус 4 с крышкой 5. Во внутреннем объеме вертикального корпуса установлен вертикальный вал 6 с размещенным на нем диском 7 и конической насадкой 8. На внутренней поверхности конической насадки 8 установлены ребра 9, соосно конической насадке 8 размещен отражатель 10, а под корпусом расположена емкость 11 для сбора эмульсии, снабженная насосом 12 и соединенная трубопроводом 13 с приемной камерой 14.The device for producing emulsions contains devices for loading 1 and 2 and unloading 3, a vertical body 4 with a cover 5. In the internal volume of the vertical body there is a vertical shaft 6 with a disk 7 and a conical nozzle 8. On the inner surface of the conical nozzle 8 ribs 9 are installed , a reflector 10 is located coaxially to the conical nozzle 8, and a container 11 for collecting the emulsion is located under the body, equipped with a pump 12 and connected by a pipeline 13 to the receiving chamber 14.

В верхней части отражателя 10 выполнены горизонтальными кольцевыми рядами сквозные отверстия 15, а с его внешней стороны, в зоне сквозных отверстий 15, прикреплена соосная цилиндрическая распределительная рубашка 16, сообщающаяся в верхней части с устройством загрузки 2 одной из жидкостей и имеющая внутри завихрители 17 и распределительные кольца 18, которые размещены между горизонтальными кольцевыми рядами сквозных отверстий 15.In the upper part of the reflector 10, through holes 15 are made in horizontal annular rows, and on its outer side, in the area of through holes 15, a coaxial cylindrical distribution jacket 16 is attached, communicating in the upper part with the loading device 2 of one of the liquids and having inside swirlers 17 and distribution rings 18, which are located between the horizontal annular rows of through holes 15.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Несмешиваемые жидкости поступают из устройств загрузки 1 и 2 во внутренний объем устройства.Immiscible liquids come from loaders 1 and 2 into the internal volume of the device.

Первая жидкость из устройства загрузки 2 равномерно распределяется по соосной цилиндрической распределительной рубашке 16 и выходит из сквозных отверстий 15 равномерным слоем на поверхность отражателя 10.The first liquid from the loading device 2 is evenly distributed along the coaxial cylindrical distribution jacket 16 and comes out from the through holes 15 in a uniform layer onto the surface of the reflector 10.

Вторая жидкость из устройства загрузки 1 попадает через центральную полость вертикального вала 6 на вращающийся диск 7, захватывается ребрами 9 и движется под действием центробежной силы по внутренней поверхности конической насадки 8. При сходе с края конической насадки 8 жидкость распыляется и образованный дисперсный поток капель взаимодействует с равномерным слоем первой жидкости на поверхности отражателя 10. При таком взаимодействии происходит внедрение капель второй жидкости в слой первой. При ударе капель о слой наблюдается образование и распад на вторичные капли многочисленных всплесков. Вторичные капли и пленки жидкостей от всплесков взаимодействуют с набегающим потоком капель второй жидкости. Все эти процессы способствуют интенсивному диспергированию и перемешиванию, что приводит к образованию однородной стойкой эмульсии.The second liquid from the loading device 1 enters through the central cavity of the vertical shaft 6 onto the rotating disk 7, is captured by the ribs 9 and moves under the action of centrifugal force along the inner surface of the conical nozzle 8. When leaving the edge of the conical nozzle 8, the liquid is sprayed and the formed dispersed stream of drops interacts with a uniform layer of the first liquid on the surface of the reflector 10. With this interaction, drops of the second liquid are introduced into the layer of the first. When droplets hit the layer, numerous bursts are formed and disintegrated into secondary droplets. Secondary droplets and films of liquids from splashes interact with the oncoming flow of droplets of the second liquid. All these processes contribute to intensive dispersion and mixing, which leads to the formation of a homogeneous, stable emulsion.

Благодаря тому, что в верхней части отражателя 10 выполнены горизонтальными кольцевыми рядами сквозные отверстия 15 вытекающая из них жидкость формирует равномерный слой на поверхности отражателя 10 при взаимодействии потока капель, с которой происходит интенсивное диспергирование и перемешивание.Due to the fact that through holes 15 are made in the upper part of the reflector 10 in horizontal annular rows, the liquid flowing from them forms a uniform layer on the surface of the reflector 10 during the interaction of a stream of drops, with which intensive dispersion and mixing occurs.

Стекающий по поверхности отражателя 10 слой жидкости равномерной толщины формируется также за счет того, что с внешней стороны отражателя 10, в зоне сквозных отверстий 15, прикреплена соосная цилиндрическая распределительная рубашка 16, имеющая внутри завихрители 17 и распределительные кольца 18, которые размещены между горизонтальными кольцевыми рядами сквозных отверстий 15. Завихрители 17 формируют на входе из устройства загрузки 2 турбулентный поток, который благодаря наличию распределительных колец 18 разделяется на слои, направляющиеся к горизонтальным кольцевым рядам сквозных отверстий 15.A liquid layer of uniform thickness flowing down over the surface of the reflector 10 is also formed due to the fact that a coaxial cylindrical distribution jacket 16 is attached to the outer side of the reflector 10, in the area of through holes 15, which has swirlers 17 inside and distribution rings 18, which are located between the horizontal annular rows through holes 15. Swirlers 17 form a turbulent flow at the inlet from the loading device 2, which, due to the presence of distribution rings 18, is divided into layers directed to the horizontal annular rows of through holes 15.

Приготовленная эмульсия поступает из нижней части корпуса в емкость 11. Когда емкость заполнится подача жидкостей прекращается и начинается процесс усреднения и дальнейшего смешения. Из емкости 11 эмульсия насосом 12 по трубопроводу 13 поступает в приемную камеру 14, а далее на диск 7, коническую насадку 8, которая ее распыляет. Дисперсный поток ударяется об отражатель 10 и поступает в низ корпуса, а далее в емкость 11. Выгрузка готовой эмульсии происходит через устройство выгрузки 3.The prepared emulsion comes from the bottom of the body into the container 11. When the container is full, the supply of liquids stops and the process of homogenization and further mixing begins. From the container 11, the emulsion by the pump 12 through the pipeline 13 enters the receiving chamber 14, and then to the disk 7, the conical nozzle 8, which sprays it. The dispersed flow hits the reflector 10 and enters the bottom of the housing, and then into the container 11. The finished emulsion is unloaded through the unloading device 3.

Заявленное устройство для получения эмульсий позволяет качественно диспергировать и перемешивать капли исходных жидкостей и получить стойкую однородную эмульсию.The claimed device for producing emulsions allows high-quality dispersion and mixing of drops of initial liquids and obtaining a stable homogeneous emulsion.

Claims

A device for producing emulsions, containing devices for loading and unloading, a vertical body with a cover, a vertical shaft with a disk placed on it and a conical nozzle, on the inner surface of which ribs are installed, a reflector is placed coaxially with the conical nozzle, and a container for collecting emulsion equipped with pump and connected by a pipeline to the receiving chamber, characterized in that in the upper part of the reflector there are horizontal circular rows of through holes, and on its outer side, in the area of through holes, a coaxial cylindrical distribution jacket is attached, communicating in the upper part with a device for loading one of the liquids and having inside swirlers and distribution rings that are located between the horizontal annular rows of through holes.