Волновой гомогенизатор

 

Изобретение относится к пищевой, микробиологической , косметической, нефтехимической и другим отраслям промышленности и может быть использовано для получения коплоидно-монодисперсных систем. Цель изобретения - повышение качества конечного продукта за счет интенсификации воздействия волновой энергии на обрабатываемую среду. Волновой гомогенизатор содержит приемную и сливную емкости, насос с приводом и гомогенизирующую головку. Гомогенизирующая головка состоит из корпуса 8 с центральным входным 9 и выходным 10 каналами, обтекателя 16 и пластинчатого излучателя 18. Обтекатель установлен с образованием кольцевого канала 11 с внутренней поверхностью корпуса. Гомогенизирующая головка выполнена с коаксизльно установленной относительно ее корпуса тороидальной камерой 12 с кольцевым каналом 13 для входа и выхода продукта Кольцевой канал 13 гидравлически связан с кольцевым каналом 11. Тороидальная камера в сечении , проходящем через ось корпуса, имеет эллиптическую форму. Поверхность обг кзтеля 16 гомогенизирующей головки, направленная назстречу входному каналу, выполнена в виде паг ;олоида вращения а его противоположная поверхность выполнена в виде полусферы 1 злф-лы. б ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4832718/13 (22) 30.0590 (46) 30.12.93 áþ)). М 48-47 (75) Ганиев РФ„Муфазалов P.LU. Захаров Ю.П„

Гранова ГН„Зуев Н.В. (73) Научно-производственная фирма "Волнотех" (64) волновой гомогянизлтсн (57) Изобретение относится к пищевой, микробиологической, косметической, нефтехимической и другим отраслям промышленности и может быть использовано дпя получения коппоидно-монодисперсных систем. Цель изобретения — повышение качества конечного продукта за счет интснсификации воздействия волновой энергии на обрабатываемую среду. Волновой гомогенизатор содержит приемную и спивную емкости, насос с приводом и гомогенизирующую головку Гомогенизирующая (19) Я (11) 183961(, АЗ (51) 5 A 01 J 11 16 В 01 9 300 головка состоит из корпуса 8 с центральным входным 9 и выходным 10 каналами, обтекателя 16 и пластинчатого излучателя 18. Обтекатель установлен с образованием кольцевого канала 11 с внутренней поверхностью корпуса. Гомогенизируккцая головка выполнена с коаксиально установленной относительно ее корпуса тороидальной камерой 12 с кольцевым каналом 13 для входа и выхода продукта Кольцевой канал 13 гидравлнчески связан с кольцевым каналом 11, Тороидапьная камера в сечении, проходящем через ось корпуса, имеет элпиптическу,о форму. Г1оверхность об .отеля 16 гомогенизирующей головки, направлен(.ая навстречу входному каналу, выполнена в виде па . олоида вращен щ а его противоположная лове,)х)(ость выполнена в виде полусферы 1 зл.ф-лы 6 ил.

1839612

Изобретение относится к пищевой. микробиологической, фармацевтической, химической, нефтехимической и другим отраслям промышленности и может быть использовано для получения каллаидна-мокодисперсных систем.

Аналогом изобретения является гамогениэатор, включающий приемную и сливную емкости, насос с приводом и гомогенизирующую головку |13.

Недостатком аналога является низкое качество гомогениэации конечного продукта из-за отсутствия волновой энергии для воздействия на обрабатываемую среду.

Прототипом изобретения является гомогениэатор, включающий приемную и сливную емкости, насос с приводом и гомогенизирующую головку, включающую корпус с входным и выходным патрубками, обтекатель, установленный с образованием кольцевого канала с внутренней поверхностью корпуса, и пластинчатый излучатель (2), Недостатком прототипа является низкое качества гомагенизации из-эа слабого волнового воздействия ка обрабатываемую среду, В предложенном волновом гомогенизаторе устраняются укаэанные кедостатки аналога и прототипа.

Цель изобретения — повышение качества конечного продукта за счет интенсификации воздействия волновой энергии на обрабатываемую среду.

Поставленная цель достигается тем, чта волновой гомогениэатор, включающий приемную и сливную емкости; насос с приводам, гомогекизирующую головку, включающую корпус с входным и выходным патрубками, обтекатель, установленный с образованием кольцевого канала с внутренней поверхностью корпуса, и пластинчатый излучатель, гамогениэирующая головка выполнена с коаксиально установленной относительно ее корпуса тараидальной камерой с кольцевым ртвератием для входа и выхода продукта, гидравлически связанным с кольцевым каналом, образованным поверхностью обтекателя и внутренней поверхностью корпуса гомогенизирующей головки, при этом в сечении, проходящем через ось корпуса, тороидальная камера имеет эллиптическую форму, Кроме того, поверхность обтекателя гомогенизирующей головки,. направленная навстречу входному патрубку, выполнена в виде параболоида вращения, а его противоположная поверхность — в виде полусферы, B предложенном волновом гомогенизатаре в отличие от прототипа гомогенизирующая головка выполнена в виде тороидальной резонансной камеры. Это обусловлено тем, что тораидальная резонансная камера с кольцевым соплам способна генерировать акустическую энергию большой мощности и высокой каправленность1о излучения в широком диапазоне частот.

Форма выполнения абтекателя в виде парабалоида вращения обусловлена тем, 1О что параболоидная поверхность абтекателя служит для формирования кальцеобраэного потока на входе в тораидальную резонансную камеру. Обтекатели, выполненные в виде параболоида в дозвуковых потоках, 15 имеют наимекьшие гидравлические сопротивления, Кольцевой канал, совмещенный с входным каналом от тораидальной камеры, обусловлен геометрией (конфигурацией)

20 тораидальной резонансной камеры.

Форма выполнения обратной поверхности обтекателя в виде полусферы обусловлена необходимостью создания эоны разрежения, которая способствует увеличению амплитуды колебания волн.

Волны, генерируемые тараидальной резонансной камерой и пластинчатым гидродинамическим излучателем, взаимодействуют, при этом в жидкой среде возникают нелиней3О ные эффекты (сверхсуммаркь!й эффект). Одним из них является эффект гидроакустической и гидродинамической кавитации,. Ка витация в свою очередь способствуетт повышению степени дисперснасти, 35 На фиг. 1 изображена принципиальная схема волнового гамагенизатара; ка фиг. 2 — волковая гомогенизирующая головка, разрез; ка фиг. 3 — сечение А — А на фиг, 2; на фиг.

4 — сечение Б-Б ка фиг. 2; на фиг, 5 — сечение

4Π — В на фиг.2; на фиг. 6 — вид Г на фиг.2.

° Волковой гамагенизатар включает (см. фиг. 1) приемную емкость 1, насос 2 с приводом, волновую гомагенизирующую головкуЗ, сливную емкость 4, Приемная емкость

1 соединена с приемным патрубкам 5 насоса 2. Волновал гамогенизирующая головка

3 установлена ка кагнетательнай линии 6 насоса 2 и выходом соединена через трубопровод 7 са сливной емкостью 4.

5о Гамагенизирующая головка 3 (см. фиг.

2) имеет корпус 8 с центральным входным 9 и выходным 10 каналами, кольцевой канал

11,.тараидальную резонансную камеру 12.

Тороидалькая резонансная камера 12 имеет кольцевой совмещенный входной и выходной канал 13 с активной кольцевой кромкой

14, Па оси устройства коаксиально центральному входному каналу 9 ка центрирующих ребрах 15 установлен обтекатель 16, Поверхность Д абтекателя 16, каправлек1839612

20

35 е

40 ная навстречу потоку, выполнена в виде параболоида и образует с корпусом 1 кольцеобразное сопло. Rротивоположная поверхность Е обтекателя 16 выполнена в виде полусферы. Корпус 1 имеет технологический разъем 17. В центральном выходном канале 10 установлен пластинчатый гидродинамический излучатель 18.

Волновой гомогенизатор работает следующим образом.

Многокомпонентный жидкий продукт (далее — продукт) из приемной емкости 1, через приемный патрубок 5. насосом 2 по нагнетательной линии 6 под давлением

10...15 МПа подается в гомогенизирующую головку 3. Продукт через центральный входной канал 9 (см. фиг. 2), обтекая параболоидную поверхность Д обтекателя 16, поступает в кольцевой канал 11, Кольцевой поток продукта, истекая с большой скоростью, поступает по кольцевому каналу 13 в тороидальную камеру 12, повышая в ней давление (на фиг. 2 стрелками указан путь движения продукта). Кольцевой поток продукта, выходящий по кольцевому каналу 13 из тороидальной резонансной камеры 12, с определенной частотой, зависящей от частоты собственных колебаний всей системы, прерывает кольцевую струю, истекающую из кольцевого канала 11. Вследствие чего у активной кольцевой кромки 14 тороидальной камеры 12 генерируются высокочастотные гидродинамические импульсы в виде сжатия и разрежения потока. Под воздействием кольцевого потока, выходящего из торойдальной резонансной камеры, под сферической поверхностью E образуется зона разрежения, которая способствует

Формула изобретения

1. ВОЛНОВОЙ ГОМОГЕНИЗАТОР, содержащий приемную и сливную. емкости, насос с приводом, гомогенизирующую головку, включающую корпус с входным и выходным каналами, обтекатель, установленный с образованием кольцевого канала с внутренней поверхностью корпуса, и пластинчатый излучатель, отличающийся тем, что. с целью повышения качества конечного продукта путем интенсификации воздействия волновой энергии на обрабатываемую среду, гомогениэирующая головка выполнена с коаксиально установленной относительно ее корпуса усилению амплитуды генерируемой волны.

Далее пульсирующий поток по централ ному выходному каналу 10 натекает на пластинчатый гидродинамический излучатель.

При этом на излучателе 18 возбуждаются иэгибные колебания, частота которых зависит от геометрических размеров пластинки, физико-механических свойств материала, скорости истечения и плотности жидкого продукта. Пластинчатые гидродинамические излучатели генерируют волны с частотами 2...35 кГц за счет колеблющейся пластинки в направлении, перпендикулярном ее плоскости.

Обработанный высокочастотный волновой энергией гомогенизированный продукт по трубопроводу 7 поступает в сливную емкость 4.

Таким образом, использование гомогенизирующей головки с тороидальной резо- . нансной камерой в сочетании - с пластинчатым гидродинамическим излучателем способствует повышению эффективности технологического процесса и улучшению качества гомогенизации без дополнительной затраты энергии, что обеспечивает достижение цели изобретения.

Кроме того, гомогенизирующая головка имеет простую конструкцию, обладает надежностью, высокой работоспособностью, технологичностью изготовления и малой энергоемкостью. (56) t. Авторское свидетельство СССР

М 793507, кл. А 01 J 11/36, 1981, 2. Патент ФРГ М 2320609, кл. В 01 F

5/00. 1974. тороидальной камерой с кольцевым отверстием для входа и выхода продукта, гидра влически связанным с кольцевым каналом, образованным поверхностью обтекателя и внутренней поверхностью корпуса гомогенизирующей головки. при этом в сечении, проходящем через ось корпуса. тороидальная камера имеет эллиптическую форму.

2, Гомогенизатор по п.1, отличающийся тем, что поверхность обтекателя гомогенизирующей головки, направленная навстречу входному каналу, выполнена в виде параболоида вращения, а его противоположная поверхность - 8 виде полусферы.

,Э.Э9612

1839б12

Составитель P.Móôàçàëîâ

Техред M.Ìîpãåíòàë Корректор М.Самборская

Редактор С. Кулакова

Заказ 3408

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент",.г, Ужгород, ул, Гагарина, 101