SU1084059A1 - Перемешивающее устройство - Google Patents

Abstract

ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с рубашкой, патрубг ки ввода и вывода продуктов, полый шток с поршнем и перфорированными дисками, имеющими форму усеченных сфер, и электромеханический привод. отличающеес  тем, что, с.целью повышени  качества вспенивани  и производительности устройства , кажда  пара перфорированных дисков снабжена прикрепленными к полому штоку биморфными пьезокерамическими элементами, выполненными в виде двух пластин с обкладками, электрически соединенными в противофазе с источником асимметричного пилообразного напр жени  посредством переменного резистора, при этом один из пьезокерамических элементов каждой пары перфорированных дисков подключен к источнику напр жени  посредствомконденсатора. S

Description

СХ) 4

О

сл

со

Изобретение относитс  к текстильной пром1 1шленности, а именно к устрой :твам дл  приготовлени  пенных печатных красок.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство предварительного вспенивани , включающий корпус с рубащкой, патрубки ввода и вывода продуктов, полый шток с поршнем и перфорированными дисками, имеющими форму усеченных сфер, и электромеханический привод LI

Однако при скоростном перемешиваНИИ в турбулентном режиме вспенивани  степень дисперсности пены неодинакова , что определ ет ее сравнительно низкую устойчивость, а следовательно не обеспечиваетс  получение четкого контура рисунка на ткани. Кроме того, процесс получени  пены сравнительно длителен (40-55 мин).

Целью изобретени   вл етс  повышение качества вспенивани  и произво дительности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в перемешивающем устройстве содержащем корпус с рубашкой, патрубки ввода и вывода продуктов, полый шток с поршнем и перфорированными дисками, имеющими форму усеченных сфер, и электромеханический привод, кажда  пара перфорированных дисков снабжена прикрепленными к полому штоку биморфными пьезоке рамическими элементами, выполненными в виде двух пластин с обкладками, электрически соединенными в противофазе с источником асимметричного пилообразного напр жени  посредством переменного резистора, при этом один из пьезокерамических элементов каждой пары перфорированных дисков подключен к источнику напр жени  посредством конденсатора.

Такое выполнение устройства позвол ет достичь условий, при которых печатные пены характеризуютс  вьзрокой степенью монодисперсности и эффективностью дроблени  пузырьков газовой фазы до указанной степени диспер.ности, что в конечном итоге позвол ет повысить качество вспенивани  и в несколько раз сократить врем  получени  печатных пен не примен   мощных скоростных мешалок пропеллерного или турбинного типа.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2-крепление перфорированных дисков к полому штоку и электрическа  схема (увеличено); на фиг.З - разрез А-А на фиг.1.

Устройство дл  приготовлени  пенных печатных красок дл  печатани  текстильных материалов содержит корпус 1 емкости (фиг.1), снабженный рубашкой , и помещенный в нем полый шток 3. На полом штоке 3 прикреплен поршень 4 и перфорированные диски 5, имеющие, например, форму усеченных сфер. В верхней части устройства расположен электромеханический привод, содержащий, например , соленоидные катушки 6 и подпружиненный магнитный сердечник 7, который жестко соединен со штоком 3.

Перфорированные диски 5 (фиг.2) к полому штоку 3 прикреплены посредством пластин 8 и 9, образующих биморфные пьезокерамические элементы, обкладки 10 которых электрически соединены в противофазе с источником 11 асимметричного пилообразного напр жени  посредством переменного резистора 12. Один из пьезокерамических элементов каждой пары перфорированных дисков 5, например нижний , подключен к источнику 11 посредством переменного конденсатора С / , Биморфные пьезокерамические элементы во врем  работы служат дл  резкого увеличени  степени дисперсности пены . В верхней части полого штока 3 имеютс  окна 13 (фиг.1). В крьш1ке 14 корпуса 1 емкости имеетс  патрубок 15 дл  подачи необходимых компонентов , а в низу - патрубок 16 дл  отвода печатных пен. В крьппке 14 корпуса емкости 1 могут быть вмонтированы следующие элементы: смотровое окно дл  определени , например, цвета или объема смеси, патрубок дл  подачи и создани  регулируемого давлени  (или вакуума), газа внутри корпуса емкости 1, датчик и/или предохрнительньй клапан давлени  и др.

Полость между рубашкой 2 и корпусо емкости 1 заполнена хладоносителем 1 служащим дл  охлаждени  вспениваемой массы 18.

В качестве базовых компонентов дл  получени  устойчивых пен можно использовать например, карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), концентрацией 5,3% и расплав моноэтаноламида. Промежуток между пустотелой штан 3 и перфорированными дисками 5 может быть покрыт, например, гибким сетчатым материалом 19, отверсти  (глазки) в котором не превышают 0,4 мм. Устройство работает следующим об зом, Компоненты вспенизаемой массы 18 (фиг.1) через патрубок 15 в крышке 14 заливаютс  во внутреннее простра ство емкости 1, после чего включают с  электромеханический привод, расположенный в верхней части устройст источник 11 асимметричного пилообра ного напр жени  и источник сжатого газа (не пок.азан). Электромеханический привод (кату ка 6 и сердечник 7) сообщает возвра но-поступательные движени  полому штоку 3. При движении вверх газ над вспениваемой массой 13 сжимаетс  и через окна 13 и внутреннюю полость штанги 3 поступает в нижнюю ча.сть емкости 1, а затем, проход  через отверсти  перфорированных дисков 5 и разбива сь на мелкие (1-2 мм) пузырьки , проникает сквозь вспениваемую массу 18. Одновременно масса 1 и газ через зазор между поршнем 4 и стенкой прорываютс  из верхней части емкости 1 в зону пониженного давлени . При обратном движении полого штока 3 газожидкостна  среда, сжима ма  поршнем 4, через окна 13 выбрасываетс  в газовую полость емкости 1 и через зазор между поршнем 4 и стенкой корпуса 1 снова продавливае с  в верхнюю ее часть. Диски 5 при возвратно-поступательном движении к леблютс  и распыл ют газона мелкие (1-2 мм) пузырьки, дополнительно перемешива  компоненты вспениваемой массы 18. Таким образом, газ и жидкость эффективно перевешиваютс  по всему объему емкости 1. Одновременно с работой электроне- 50 ханического привода (катушки 6 и сердечника 7) напр жение,подаваемое на биморфные пьезокерамические элементы, приводит в синхронное колебание перфорированные диски 5 55 в плоскости, параллельной направлению движени  газожидкостной среды. В этот момент на газожйдкостную сре94 ду действуют две равные и ггротивоположно направленные силы. При смещении вибрирующих дисков 5 друг к другу пузырьки (диаметром 1-2 мм) газожидкостной среды стрем тс  мгновенно освободитьс  с помощью вибраций слоев жидкости от воздействи  равнодействующих сил и мгновенно разрушаютс  на большое количество мельчайших пузырьков (диаметром 25-85 мкм), т.е. при вибрации перфорированных дисков друг против друга увеличиваетс  степень дисперсности пены. При смещении вибрирующих перфорированных дисков 5 друг от друга относительно соседних пар по высоте дисков 5 равнодействующие силы еще боле.е диспергируют газожидкостную среду. Получение предложенным устройством мельчайших пузырьков (25-85 мкм) объ сн етс  еще и тем, что биморфные пьезокерамические элементы вместе с дисками 5 колеблютс  с частотой 500-1200 ,амплитудой 0,05-0,6 мм. При этом электромеханический приво/; (катушка 6 и сердечник 7) одновременно колеблет гюлый шток 3 с частотой 4-10 , амплитудой 8-10 мм. Возникновение высокой степени дисперсности обусловлено зависимостью сил поверхностного нат жени  и сил, действующих на пузырьки со стороны жидкости (сплошной фазы). Пузырьки размером 1-2 мм способны деформироватьс  поэтому при дополнительной вибрации дисков 5 движение пузырьков тер ет стационарный и пр молинейный характер. Это приводит к снижению коэффициента сопротивлени , т.е. к разрушению пузырьков. При массовом движении диспергированных пузырьков силы взаимодействи  между ними во врем  вибраций дисков 5 значительно измен ютс , и происходит их дробление на мельчайшие пузырьки, радиус которых в несколько дес тков раз меньше, чем радиус отверстий в перфорированных диска х 5. Кроме того, при наложении дополни ельных вибрационных колебаний уДель-на  объемна  поверхность контакта фаз ( газ - жидкость) резко измен етс . Путем изменени  переменным ре зистором 12 тока, подаваемого на пьеэокерамические элементы, и подбором соответственной величины конденсатора C-j можно создать оптимальньш режим работы устройства дл . каждой из опре деленных рецептур, и тем самым снизить расход составл ющих компонентов (кроме красител ). Частоту и/или амплитуду колебаний дисков 5 можно измен ть на ходу, т.е. без остановки устройства можно регулировать величи разрушени  жидкостной пленки. Герметичность узла сочленени  при вода с корпусом устройства, позвол ет работать при повышенном или пониженном давлении, поскольку в нем отсутствуют сальниковые уплотнени  на выходе полого штока 3 и нет возможпопасть в вспенива ности их частичкам мую смесь, а газы (могут быть и опас ные газы) не просачиваютс  наружу. Высокий КПД предлагаемого устройс вё на создание колебаний дисков 5 определ ет сравнительно малые энергозатраты по сравнению с известными устройствами того же назначени . Кроме того, дл  приготовлени  пенных красок можно использовать ж дкости с различным удельным весом. Вспененные печатные краски дл  печатани  текстильных материалов выгружают через патрубок 16. Охлаждение провод т по известной технологии. Как показали опытные испытани , использование предлагаемого устройства позволит получить в течение 20 мин пузырьки диаметром 25-85 мкм, а в течение 30 мин - диаметром 25-35 мкм, что определ ет высокую устойчивоЪть пены, а тем самым получение четко.го контура рисунка на ткани. Испытани  предлагаемого устройства показали, что при набивке т иацетатной ткани на машине с ротационными сетчатьй и шаблонами в результате сокращени  времени приготовлени  пенных печатных красок дл . печатани  текстильных материалов в 2,2 раза и замены импортного загустител  Манутекс PC полиакрнламидом или КМЦ достигаетс  экономический эффект в размере 62,3 тыс.руб. в год (испытани  проводили в сравнении с базовым объектом - скоростной пропеллерной мешалкой, примен емой дл  получени  пенных красок).

:i-.|

fr. j Htf

IT

Claims (1)

1. ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, _: содержащее корпус с рубашкой, патрубки ввода и вывода продуктов, полый штоке поршнем и перфорированными дисками, имеющими форму усеченных сфер, и электромеханический привод, о т л и ч ающе е с я тем, что, с. целью повышения качества вспенивания и производительности устройства, каждая пара перфорированных дисков снабжена прикрепленными к полому штоку биморфными пьезокерамическими элементами, выполненными в виде двух пластин с обкладками, электрически соединенными в противофазе с источником асимметричного пилообразного напряжения посредством переменного резистора, при этом один из пьезокерамических элементов каждой пары перфорированных дисков подключен к источнику напряжения посредством конденсатора.

   I