Изобретение относитс к устройствам дл обработки жидких систем (растворов, эмульсий, суспензий и т.д.) в гидродинамическом кавитационном поле с целью интенсификации технологических процессов и повышени качества продукции в химической пищевой, целлюлозно-бумажной и строительной промышленности. Известен гидродинамический кавитационный реактор дл размола волокнистой массы, состо щий из проточной камеры с установленными в ней кавитаторами , выполненными в виде усечен ных конусов СОНедостаток указанного устройства заключаетс в невысокой интенсивности перемешивани . Наиболее близким к предлагаемому . вл етс кавитационный реактор, содержащий цилиндрический корпус с установленным в нем соосно на стержне кавитатором, выполненным в виде усеченного конуса, патрубки подачи и от вода смеси t2J. Недостаток известного устройства состоит в невысокой интенсивности перемешивани , так как оно работает в одном заданном режиме, определенном заданной стационарной скоростью течени смеси и геометрией проточиной камеры корпуса и кавитатора. В результате этого качество смеси получаетс недостаточно высоким. Цель изобретени - интенсификаци перемешивани и повышение ка .чества смеси. Поставленна цель достигаетс тем, что кавитационный реактор, содержащий цилиндрический корпус с пат рубками подачи и отвода смеси и установленный в нем коаксиально стержень с закрепленным на его свободном конце кавитатором, выполненным в виде усеченного конуса, снабжен цилинд рической мембраной, размещенной коаксиально между кавитатором и корпусом и образуклцей с последним коль7 цевую герметичную камеру, и пневмоисточником , соединенным с камерои посредством трубопровода с золотниKOBbiM устройством. На чертеже изображен предлагаемый кавитационный реактор, общий вид. Кавитационный реактор состоит из -цилиндрического корпуса 1, патрубThe invention relates to devices for treating liquid systems (solutions, emulsions, suspensions, etc.) in a hydrodynamic cavitation field in order to intensify technological processes and improve product quality in the chemical food, pulp and paper and construction industries. A known hydrodynamic cavitation reactor for grinding pulp, consisting of a flow chamber with cavitators installed in it, made in the form of truncated cones, and the residue of this device consists of a low mixing intensity. Closest to the proposed. is a cavitation reactor containing a cylindrical body with a cavitator coaxially mounted on the rod, made in the form of a truncated cone, supply nozzles and t2J mixture water. A disadvantage of the known device consists in a low mixing intensity, since it operates in one predetermined mode, determined by a given stationary flow rate of the mixture and the geometry of the housing chamber and the cavitator. As a result, the quality of the mixture is not high enough. The purpose of the invention is to intensify the mixing and increase the quality of the mixture. The goal is achieved by the fact that a cavitation reactor, containing a cylindrical body with the nozzles for supplying and discharging the mixture and coaxially mounted therein the rod with a cavitator fixed at its free end, made in the form of a truncated cone, is provided with a cylindrical membrane placed coaxially between the cavitator and the body and the formation of the latter with a collet sealed chamber, and a pneumatic source connected to the chambers through a pipe with a ZOBbiM device. The drawing shows the proposed cavitation reactor, a General view. Cavitation reactor consists of a-cylindrical housing 1, pipe
ков подачи 2 и отвода 3 смеси. Внутри корпуса 1 соосно расположен на стержне 4 кавитатор 5, выполненныйfeed 2 and outlet 3 mixtures. Inside the housing 1 coaxially located on the rod 4, the cavitator 5, made
волны, создающие значительные градиенты напр жений, что.приводит к увеличению гомогенизации смеси, интен822 в виде усеченного конуса, а также цилиндрическа упруга мембрана 6, установленна в корпусе 1 соосно с образованием кольцевой герметичной камеры 7. Полость камеры 7 соединена трубопроводом 8 через золотниковое устройство 9, имеющее привод, например электродвиг.атель 10, с пневматическим источником. Кавитациойный реактор работает следующим образом. Поток обрабатываемой смеси под давлением с большой скоростью через вхоцной патрубок 2 поступает в корпус 1, обтека кавитатор 5, укрепленный на стержне 4. Да кавитатором 5 образуетс кавитационна каверна, при смыкании которой возникают пол микррпузырьков. Схлопыва сь, микропузырьки образуют кумул тивные микроструи со скорост ми 250-300 м/с и ударными местными давлени ми до 1 1/Па, которые оказывают диспергирующее , перемешивающее, активизирующее воздействие на обрабатываемую смесь. Сжатый воздух и вакуум подвод тс от пневматического источника к золотниковому устройству 9. При вращении электродвигателем 10 золотникового устройства 9 сжатый воздух и вакуум подаютс поочередно по трубопроводу 8 в полость камеры 7. При поступлении в камеру 7 сжатого воздуха упруга мембрана 6, деформиру сь, сужает проточную часть корпуса, в которой размещен кавитатор 5. В результате этого скорость обтекани кавитатора 5 потоком обрабатываемой смеси возрастает , что приводит в свою очередь к развитию кавитационных влений, увеличиваетс кавитационна каверна, возрастает количество активных микропузырьков . Расширение активной кавйтационной зоны продолжаетс до того момента, когда упруга мембрана 6 достигнет кавитатора 5 и произойдет перекрытие проточной части корпуса реактора. При этом подача обрабатываемой смеси в кавитационную зону прекращаетс и происходит полное схлопывание всей кавйтационной каверны, сопровождаемое гидроударом в торцовую часть кавитатора 5 потока , заполн ющего полость каверны. В результате гидроудара в обрабатываемой среде возникают ударные сификации процесса -перемешивани , к повьшению качества смеси. -Подача вакуума в полость камеры 7 возвращает упругую мембрану 6 в исходное положение . В течение этого цикла проис ходит возобновление подачи обрабатываемой смеси и образование кавитационной каверны, котора при расширении проточной части корпуса 1 реактора уменьшаетс в размерах и в KO це цикла достигает своего первоначал ного размера. Обработанна смесь выво дитс из реактора через патрубок 3 отвода смеси. Работа кавитационного реактора в пульсирующем режиме развитой кавитации с наложением на смесь гидроударных волн интенсифицирует процесс перемешивани , позвол ет повысить качество смеси, увеличива степень диспергировани и гомогенизации. Применение предлагаемого кавита .цйонного реактора в качестве эмульгатора позволит за счет высокой интенсивности кавитационно-гидроударных влений эмульгировать почти до 90% всех частиц до размеров пор дка 0,1 мкм, т.е. получать коллоидный раствор. Он может найти применение в строительной промышленности в качестве активизатора цементного моло ка. Высокое качество получаемой сме си, дополнительное диспергирование цементных зерен и слипшихс комков способствует более полной гидратаци цемента, равномерному распределению воды вокруг зерен цемента, увеличению числа коллоидных частиц в единице объема и, в конечном счете, приводит к повьшшнию прочности бетона на активизированном цементе на 50-55%. В качестве базового объекта дл сравнени выбран акустический активизатор цемента непрерывного действи АЦ-3. При равных с АЦ-3 энергозатратах на активизацию цементного молока производительность кавитационного реактора на 60-70% выше, а металлоемкость на40-50% ниже; Прочность бетона, приготовленного на активизированном в кавитационном реакторе цементном молоке, првьш1аетс на 50-55%, что на 10-15% выше по сравнению с бетоном, прошедшим активизацию в АЦ-3. Это позволит сократить расход цемента на 5%,не ухудша технических показателей бетона. . Предлагаемый кавитационный реактор более прост по кЬнструкции и менее подвержен абразивному износу, чем активизатор АЦ-3. В таком реакторе отсутствует унос мелких частиц цемента отработанным воздухом, что характерно дл работы АЦ-3. Экономический эффект от использовани изобретени в промьшшенности строительных материалов дл приготовлени цементного молока и на его основе бетонов составит 1,6 руб./м готового продукта.waves that create significant stress gradients, which leads to an increase in the mixture homogenization, intensity 822 in the form of a truncated cone, as well as a cylindrical elastic membrane 6 installed in the housing 1 coaxially with the formation of an annular sealed chamber 7. The cavity of the chamber 7 is connected by pipeline 8 through a spool valve 9, having a drive, for example an electric motor. 10, with a pneumatic source. Cavitation reactor operates as follows. The flow of the processed mixture under pressure at high speed through the inlet pipe 2 enters the housing 1, the flow around the cavitator 5, mounted on the rod 4. Yes, the cavitator 5 forms a cavitation cavity, which, when closed, causes the floor of micro bubbles. Shattering microbubbles form cumulative micro jets with speeds of 250-300 m / s and shock local pressures up to 1 1 / Pa, which have a dispersing, mixing, activating effect on the mixture being processed. Compressed air and vacuum are supplied from the pneumatic source to the spool device 9. When the electric motor 10 of the spool device 9 rotates, the compressed air and vacuum are alternately fed through the pipeline 8 into the cavity of the chamber 7. When the compressed air enters the chamber 7, the elastic membrane 6 deforms, deforms, the flow part of the body in which the cavitator 5 is placed. As a result, the speed of flow of the cavitator 5 by the flow of the processed mixture increases, which in turn leads to the development of cavitation phenomena, increases cavitation cavity, the number of active microbubbles increases. The expansion of the active cavitation zone continues until the moment when the elastic membrane 6 reaches the cavitator 5 and the flow through part of the reactor vessel is blocked. At the same time, the supply of the treated mixture to the cavitation zone is stopped and the entire cavitation cavity completely collapses, followed by a hydraulic shock in the front part of the cavitator 5 of the flow filling the cavity of the cavity. As a result of a water hammer in the treated medium, shock sifikation of the process — mixing, occurs, to improve the quality of the mixture. - The vacuum in the cavity of the chamber 7 returns the elastic membrane 6 to its original position. During this cycle, the supply of the processed mixture is resumed and the cavitation cavity is formed, which, when expanding the flow through part of the reactor housing 1, is reduced in size and reaches its original size in the KO cycle. The treated mixture is discharged from the reactor through the outlet 3 of the mixture. The operation of the cavitation reactor in the pulsed mode of developed cavitation with the imposition of hydrostatic waves on the mixture intensifies the mixing process, improves the quality of the mixture, increasing the degree of dispersion and homogenization. The application of the proposed cavitating reactor as an emulsifier will, due to the high intensity of the cavitation hydropercussion phenomena, emulsify up to 90% of all particles to sizes of the order of 0.1 μm, i.e. get a colloidal solution. It can be used in the construction industry as a cement milk activator. The high quality of the resulting mixture, the additional dispersion of cement grains and stuck together lumps contributes to a more complete hydration of cement, an even distribution of water around the cement grains, an increase in the number of colloidal particles per unit volume and, ultimately, leads to an increase in concrete strength on the activated cement by 50- 55%. Acoustic cement activator of continuous action AC-3 was chosen as a base object for comparison. With energy consumption equal to AC-3 for activating cement milk, the capacity of the cavitation reactor is 60–70% higher, and the metal consumption is 40–50% lower; The strength of concrete prepared on cement milk activated in a cavitation reactor is 50–55%, which is 10–15% higher than concrete that has been activated in AC-3. This will reduce cement consumption by 5% without deteriorating the technical performance of concrete. . The proposed cavitation reactor is simpler in design and less susceptible to abrasive wear than the AC-3 activator. In such a reactor, there is no entrainment of fine cement particles with exhaust air, which is typical for AC-3 operation. The economic effect from the use of the invention in the construction materials for the preparation of cement milk and on its basis of concrete will be 1.6 rubles / m of the finished product.