SU716576A1

SU716576A1 - Ультразвуковое устройство дл обработки суспензий и эмульсий

Info

Publication number: SU716576A1
Application number: SU782585474A
Authority: SU
Inventors: Константин Иванович Жаворонок; Юрий Васильевич Малахов; Аубакир Ашубаевич Байшулаков; Мэлс Шаутенов
Original assignee: Институт Металлургии И Обогащения Ан Казахской Сср
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1980-02-29

Description

I

Изобретение относитс к устройствам дл получени высокодисперсных суспензий и эмульсий и может быть использовано в обогащении полезных ископаемых, в химической , пищевой промыщленности, а также в других отрасл х промышленности, где осуществл ютс гомогенизаци и массообмен.

Известен ультразвуковой гидродинамический излучатель вихревого типа, включающий вихревую камеру, образованную корпусом входными тангенциальными и осевыми отверсти ми и крышкой с выходным отверстием , в вихревой камере этого устройства за счет взаимодействи вращающегос и осевого потоков жидкости возникают пульсации и акустические колебани , под действием которых осуществл етс процесс диспергировани 1.

Однако такой излучатель не обеспечивает тонкой дисперсности эмульсии вследствие того, что кавитаци , вл юща с основцым диспергирующим фактором при получении частиц малых (единиц микронов) размеров, в этом аппарате развита недостаточно .

Известен также ультразвуковой излучатель , содержащий корпус, эжектор, тангенциальный вкладыщ с многозаходной ленточной резьбой, крышку корпуса с соплом и кольцевой магнит 2.

В этом излучателе степень дисперсности получаемого Продукта несколько выще за счет дополнительной магнитной обработки в вихревой камере, однако она недостаточно высока.

Известно устройство дл получени тонкодисперсных суспензий и эмульсий, которое содержит корпус с выходным щтуцером , крыщку с входным щтуцером, вкладыш с многозаходной спиральной нарезкой и осевым отверстием, вихревую камеру с внутренней параболической поверхностью и концентратором на выходе из вихревой камеры 3.

Claims

Недостатком этого устройства также вл етс незначительна интенсивность процесса диспергировани , что выражаетс в получении широкого спектра диспергированных частиц и наличии отдельных частиц крупных размеров (более 100 мк). Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату вл етс ультразвуковой гидродинамический излучатель вихревого типа, который содержит корпус, вкладыш с .многозаходной спиральной нарезкой и осевым отверстием , вихревую камеру, эжектор и патрубки входа и выхода компонентов 4. Однако и Вэтом аппарате не устранены принципиальные недостатки, характерные дл всех известных устройств - низка степень дисперсности и проскок через аппарат крупных (более 100 мк) частиц,, имеющий место при работе с в зкими веществами . Это характеризует устройство как малоэффектив«ое и неприемлемое дл получени высокодисперсных эмульсий, в особенности , в зких трудноэмульгируемых веществ, и вл етс следствием недостаточного развити кавитации в вихревых гидродинамических аппаратах, работающих обычно в производственных услови х при давлении 0,15-0,4 МПа., Цель изобретени - интенсификаци процесса обработки за счет дополнительной паровой кавитации. Это достигаетс тем, что в устройстве, содержащем корпус, вкладыш с многозаходной спиральной нарезкой и осевым отверстием, вихревую камеру, эжектор и патрубки входа и выхода компонентов, вих .рёва камера снабжена патрубком дл подачи перегретого пара и коаксиально установленным распределителем, выполненным в виде перфорированного стакана с отверстием в днище, соединенном с выходным патрубком. Струи жидкости, введенные под давлением 0,2-0,4 МПа в вихревую камеру через нарезку вкладыща тангенциально, закручиваютс и образуют вихревой поток. При взаимодействии этого потока с осевым потоком, вход щим в вихревую камеру через центральное отверстие вкладыша, возникают сильна турбулизаци жидкости и акустические колебани , в результате чего осуществл 1етс грубое диспергирование труднорастворимых веществ. Через распределитель, сообщающийс с патрубком подачи перегретого пара, в вихревую камеру поступают быстро конденсирующиес пузырьки перегретого пара. Обычно примен емые ультразвуковые гидродинамические аппараты вихревого типа работают на частотах 5-20 кГц. Этим частотам соответствуют определенные размеры пузырьков, резонирующих и . захлопывающихс под действием упругих колебаний среды. Размеры отверстий предлагаемого устройства,, работающего в спектре частот 5-20 кГц, выбраны в пределах 0,3-1 мм в соответствии с подачей в вихревую камеру именно таких пузырьков (размером равным и меньще кавитационного). Это обеспечивает оптимальный режим работы предлагаемого устройства. Таким образом, в объеме вихревой камеры , во-первых, возникает парова кавитаци , котора также способствует диспергированию труднорастворимого вещества, вовторых , под действием акустических колебаний захлопывание паровых пузырьков происходит более интенсивно вследствие суммарного действи сил конденсации и акустического сжати . Следовэтельно, в предлагаемом устройстве в вихревой камере достигаетс более развитый .кавитационный режим, что интенсифицирует процесс эмульгировани и повышает степень дисперсности эмульсий. На чертеже показано предлагаемое устройство . Устройство состоит из корпуса 1 с входным патрубком 2, распределител в виде перфорированного стакана 3 с отверсти ми 4 в стенках и дне, вихревой камеры 5 с выходг , ным патрубком 6, соединенным с отверстием в дне стакана, вкладыща 7 с многозаходиой спиральной нарезкой 8, эжектора 9, вход щего в отверстие 10. Вихрева камера сообщена с патрубком подачи перегретого пара 11. Устройство работает следующим образом. Эмульгирующа жидкость (вода в случае приготовлени водных эмульсий) под давлением, создаваемым насосом, поступает в корпус 1 устройства и по многозаходной спиральной нарезке 8, а также через осевое отверстие 10 подаетс .в вихревую камеру 5. Эмульгируема жидкость подаетс через эжектор 9. Она может быть также подана в качестве компонента в смеси с эмульгирующейжидкостью через патрубок 2. В вйхревой камере 5 при взаимодействии струй жидкости, введенных тангенциально , с осевым потоком возникают турбулизаци и акустические колебани , способствующие процессу диспергировани . Через патрубок 11 и далее через отверсти 4 в вихревую камеру подаетс под давлением перегретый вод ной пар в виде быстро конденсирующихс пузырьков, способствующих развитию в вихревой камере кавитации и усилению диспергирующего эффекта. Формула изобретени Ультразвуковое устройство дл обработки суспензий и эмульсий, содержащее цилиндрический корпус, вкладыш с многозаходной спиральной Нарезкой и осевым отверстием , вихревую камеру, эжектор и патрубк и входа и выхода компонентов, отличающеес тем, что, с целью интенсификации процесса обработки за счет дополнительной паровой кавитации, вихрева камера снабжена патрубком дл подачи перегретотого пара и коаксиально установленным распределителем , выполненным в виде перфорированного стакана с отверстием в днище, соединенным с выходным патрубком.

Источники информации, прйн т ыё во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 101980, кл. В 06 В 1/20, 1963.
2.Авторское свидетельство СССР № 243984, кл. В 06 В 1/20, 1967.
3.Авторское свидетельство СССР

№ 421349, кл. В 01 F 11/02, 1972.
4.«Применение ультразвука дл интенсификации процессов эмульгировани . Сб. статей, 1971, с. 13(прототип).