Способ акустической обработки многофазного продукта и устройство для его осуществления



Способ акустической обработки многофазного продукта и устройство для его осуществления
Способ акустической обработки многофазного продукта и устройство для его осуществления
Способ акустической обработки многофазного продукта и устройство для его осуществления
Способ акустической обработки многофазного продукта и устройство для его осуществления
Способ акустической обработки многофазного продукта и устройство для его осуществления
Способ акустической обработки многофазного продукта и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2457896:

Аникин Владимир Семенович (RU)
Аникин Владимир Владимирович (RU)

Изобретение относится к акустическим способам воздействия на многокомпонентную и многофазовую смесь твердых, жидких и газовых продуктов и может использоваться для тепломассоэнергообмена, эмульгирования и термообработки в нефтяной и пищевой промышленности. В потоке многофазного продукта организуют вихревые и струйные процессы. Газ или пар вводят через газоструйные генераторы. Осуществляют обработку многофазных сред - газовзвесей, пузырьковых жидкостей, газо- и парожидкостных потоков, смесей взаимонерастворимых жидкостей, многофазной полидисперсной смеси. Газовзвеси подают в обрабатываемый поток через газоструйный генератор. Технический результат состоит в высокой интенсивности акустической обработки за счет эффективного взаимодействия волнового газового потока с многофазной дисперсной системой продукта. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к акустическим (ультразвуковым) способам воздействия на многокомпонентную и многофазную смесь твердых, жидких и газовых составляющих обрабатываемого продукта в механофизико-химических процессах тепломассоэнергообмена, диспергирования, эмульгирования, термообработки и подобных им.

Описание уровня техники

Известны способы изменения физико-химических свойств продуктов путем воздействия колебательными процессами волновых излучателей с различными колебательными устройствами, в которых волновая энергия ведет к изменению свойств исходного продукта. Волновое излучение может быть от твердой поверхности генераторов (пьезокерамические и магнитострикционные излучатели), в жидкости при кавитации и в газоструйных генераторах. Известен способ интенсификации химических реакций (патент РФ 2232629, 7B01J 19/10, опубликован 20.07.04), в котором звуковую энергию - источник ионизации молекул продукта - вводят в жидкую среду в области контакта реагентов в реакционной камере, а звуковые преобразователи заданных частот и энергий расположены в потоке реагентов. Недостатками этого метода является необходимость использования специальных генераторов и излучателей, передача энергии большой интенсивности от которых ограничена. Известен способ приготовления жидких кормов и установка для его осуществления (патент РФ 2316227, А23K 1/00, A23N 17/00, от 21.04.2006), в котором приготовление гуминовых кислот и гуматов из торфа или бурого угля осуществляют путем кавитационного диспергирования торфа или бурого угля в водном растворе щелочей до полного выхода гуминовых кислот с последующим получением гуматов. Из множества устройств, использующих кавитационные процессы в жидкости, известен как наиболее эффективный способ интенсификации тепломассообмена (патент РФ 2268772, 7 B01F 11/02, от 21.01.2004), в котором осуществляется резонансное возбуждение вихревых потоков, взаимодействующих друг с другом в вихревых трубах, сообщенных между собой. Недостатком кавитационных способов является невозможность достижения больших интенсивностей звуковой энергии, необходимой в большей части технологий преобразования продуктов. Наиболее близкие по технической сущности и достигнутому результату устройство деструкции углеводородов и способ его применения в качестве деструктора углеводородов путем акустического резонансного возбуждения вихревых потоков продуктов (патент РФ 2392046, 7B01F 11/02, от 25.01.2008 прототип), в котором кроме кавитационного процесса используются газоструйные генераторы, настроенные на заданные частоты. С помощью вихревых и струйных процессов в потоке многофазного продукта, в которые газ вводится через газоструйные генераторы, возможно достижение высокой интенсивности акустической обработки и получения веществ с новыми свойствами.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание такого способа акустического воздействия на поток многофазного продукта, в котором

- создается интенсивность волновой энергии, достаточная для достижения деструкции дисперсно-агрегатного состояния продукта и необходимого преобразования химических связей;

- используется акустическая кавитация в вихревом или струйном потоке за счет энергии газоструйных генераторов;

- используется тепломассоэнергообменный процесс потока для проведения преобразований продукта.

Поставленная задача решается с помощью тепломассоэнергообменного процесса методом акустического резонансного возбуждения одного или нескольких потоков, создаваемых в струйных камерах или вихревых трубах, газовый ввод в которые составляющей смеси обрабатываемого продукта выполнен в виде газоструйных генераторов. Предлагаемый способ ввода газовой составляющей за счет большой акустической мощности газоструйных генераторов приводит к интенсивной акустической кавитации жидкой составляющей продукта. В газовой и жидкой фазах продукта возникают пульсирующие сверхдавления, приводящие к диспергированию, эмульгированию и другим процессам. За счет большой площади соприкосновения акустической волны газового потока с жидким и твердым компонентами обрабатываемого продукта, возможна передача энергии большой интенсивности. Основной проблемой передачи волновой энергии большой интенсивности (10 Вт/см2 и более) от излучающей поверхности в жидкость является эффект появления "кавитационного облака" на границе сред, препятствующего передачи энергии. Поэтому необходим способ передачи в жидкость и дисперсный твердый продукт энергии большой интенсивности, что осуществляется в предлагаемом способе с помощью газоструйных генераторов.

Для осуществления настоящего способа обработки многофазного продукта предлагается устройство интенсификации тепломассоэнергообмена, состоящее из одной и более камер, в которых обрабатываемый в потоках продукт диспергируется, эмульгируется и другое за счет волновой энергии большой интенсивности газоструйных генераторов. При этом потоки могут быть как струйные [6] с камерой смешения, так и вихревые [5] с вихревыми трубами. Между жидкой фазой потока и газовой, особенно при вихревом движении, создается большая площадь соприкосновения, увеличивающаяся в процессе взаимодействия за счет диспергирования в возникающих сверхдавлениях волнового кластерного процесса кавитации [3]. Твердая фаза продукта так же за счет сверхдавлений подвергается диспергированию и различным преобразованиям исходного вещества. Так, например, при обработке вихревого водо-торфяного потока, активированного выходным воздушным или паровым потоком газоструйного генератора с интенсивностью ультразвука более 10 Вт/см2, получается ценное вещество, содержащее гуминовые кислоты и другие органические и минеральные компоненты, доступные для питания растений. Основной задачей разработки устройства обработки многофазного продукта является достижение максимальной интенсивности ультразвука в рабочих камерах, достаточной для деструкции обрабатываемого продукта. Для решения этой задачи осуществляется максимальная мощность ультразвукового воздействия на рабочий поток, что достигается усилением кавитационных процессов в жидкости акустической кавитацией за счет энергии газоструйных ультразвуковых генераторов. Использование вихревых рабочих потоков и усиление кавитационных процессов за счет технологии множества соприкасающихся вихревых потоков позволяет достичь усиления и синхронизации ультразвуковых колебаний и кластерного волнового процесса. Собственная частота устройства должна соответствовать рабочей, при которой достигается требуемое преобразование продукта. Достигаемая высокая интенсивность ультразвукового излучения способствует достижению высокой кумуляции энергии в пузырьках [4] и кавитационной ионизации. Вихревой поток дает возможность увеличить интенсивность кавитационных процессов во внешних слоях вихря за счет большого центробежного ускорения, примерно равного a~1500 g, приводящего к увеличению давления в потоке и сепарации пузырьков в центр вихря с образованием газового столба. Для достижения равномерности процесса кавитационной ионизации в центрах рабочих камер с вихревыми трубами располагаются цилиндрические вытеснители переменного сечения, позволяющие строить зоны различной интенсивности. Большая интенсивность требуется в области ввода продукта, где достигается начальная деструкция вещества.

Особенности изобретения будут дополнительно понятны из нижеследующего описания прилагаемых чертежей.

Краткое описание чертежей

Для описания изобретения прилагаются чертежи, на которых

фиг.1 - схема цилиндра вихревой трубы с вводом, выполненным в виде газоструйного генератора;

фиг.2 - схема водогазового эжектора с ультразвуковыми газоструйными генераторами;

фиг.3 - частотная характеристика устройства с вводом газообразного продукта, выполненного в виде газоструйного генератора акустических колебаний;

фиг.4 - фотография начальной области рабочей камеры ультразвукового реактора с газоструйным генератором;

фиг.5 - схема деструкции нефти с ультразвуковым газоструйным реактором;

фиг.6 - схема получения ультрадисперсной эмульсии торфа (УДЭТ) с ультразвуковым газоструйным реактором.

Осуществление изобретения

Способ интенсификации тепломассоэнергообмена в механофизико-химическом процессе превращений методом акустического воздействия на поток многофазного продукта осуществляется в реакторе с ультразвуковыми газоструйными генераторами. На фиг.1 условно показана схема вихревой трубы 3 с тангенциальными входами соплами ввода жидкого продукта 1 и газовой составляющей 4. Вихревая труба 3 вместе с вытеснителем 2 для усиления вихревых процессов могут быть выполнены с переменными образующими границ. Газ поступает под давлением от внешнего источника, например насоса, компрессора, вначале в газоструйный генератор 4 (на схеме разновидность генератора Гартмана [1]) и далее через сопло в вихревую камеру. Дисперсный твердый продукт поступает либо в смеси с жидкой фазой через сопло 1, либо с газовой фазой через вход 4. В случае наличия жидкой фазы в вихревой трубе осуществляется мокрый помол (уменьшение размера частиц твердой фазы). При отсутствии жидкой фазы в вихревой трубе осуществляется сухой помол твердого компонента продукта, который может вводиться как через сопло 1, так и через газоструйный генератор 4. На фиг.2 показана схема эжектора с камерой смешения 3, газоструйными генераторами 4 и газовыми входами 1, 2. В таком эжекторе осуществляется лучшее растворение газов в жидкости. При турбулентном движении в камерах потока продукта в жидкости возникают кавитационные процессы, которые усиливаются акустической кавитацией за счет энергии газоструйных генераторов. Акустическая мощность газоструйного генератора Гартмана , где dc - диаметр сопла в сантиметрах, P - давление газа в килограммах силы на сантиметр в квадрате [2, стр.172] при рабочем давлении P=3 атм из формальных преобразований

.

В рабочих цилиндрах интенсивность ультразвука из-за эффекта рассеивания будет ниже этой величины. Геометрией рабочих камер и осевых вытеснителей можно создавать зоны различной интенсивности. Таким образом интенсивность ультразвука на выходе газоструйного генератора намного больше достигаемой интенсивности в гидродинамических кавитаторах, в которых в среднем I=2 Вт/см2. Поэтому эффективность обработки многофазного продукта при таком способе намного выше. На фиг.3 приведена частотная характеристика устройства с вводом газообразного продукта, выполненного в виде газоструйного генератора акустических колебаний с частотой 19,5 кГц. В диапазоне 42-50 кГц видна часть частотной характеристики основного гидродинамического процесса кавитации. Видно, что мощность (квадрат амплитуды) газоструйного процесса на порядок превышает гидродинамический процесс. При такой интенсивности возникают большие локальные давления порядка тысяч атмосфер (сверхдавления), что приводит к деструкции обрабатываемого вещества, в жидкости при захлопывании пузырьков газа образуются сферические ударные волны [3, 4]. Установлено, что усиление сверхсжатия происходит при увеличении интенсивности акустической волны, при использовании пара, когда минимизируется торможение жидкости, достигается большая кинетическая энергия жидкости, а также в кластерном пузырьковом процессе. Сверхсжатие усиливается в жидкости с тяжелыми молекулами (органика) и при низких температурах.

Для реализации описанного способа интенсификации тепломассоэнергообмена в качестве частного случая исполнения представляется однокамерная конструкция устройства, изображенная на фиг.4. Устройство состоит из корпуса цилиндрической рабочей камеры 3 (отодвинута вправо), вытеснителя 2, крышки 5 с соплом жидкого продукта 1 и соплом газоструйного генератора 4. В начальной части вытеснитель (частично выкручен) имеет кольцевую часть большего диаметра, в результате чего образуется локальная кольцевая область вихревой камеры, где интенсивность ультразвука выше областей ниже по потоку. Эта большая начальная интенсивность ультразвука вызывает первоначальную деструкцию продукта, за счет механофизического воздействия. Для увеличения интенсивности ультразвука и интегрального воздействия на обрабатываемый поток количество рабочих камер проектируется исходя из оптимальных условий производительности одной камеры и условия суммарной производительности устройства. Критерием выбора среднего диаметра рабочей камеры является достижение максимума центробежного ускорения, которое можно увеличить, уменьшая диаметр камеры. Однако при этом увеличивается гидравлическое сопротивление потоку, поэтому существует наилучшая геометрия, когда достигается максимум центробежного ускорения.

Способ интенсификации тепломассоэнергообмена с газоструйным генератором позволяет, в связи с достижением высокой интенсивности ультразвука, строить технологии переработки нефти. На фиг.5 представлена схема деструкции нефти, позволяющая уменьшить ее вязкость, увеличить выход светлых фракций при крекинге, а также уменьшить отложения на стенках труб при транспортировке. Нефть поступает в реактор, в котором на газоструйный генератор подается углеводородный газ из дегазатора, в который поступает обработанная нефть из реактора. В дегазаторе регулируется объем дегазируемого продукта и давление газа.

На фиг.6 представлена схема получения ультрадисперсной эмульсии торфа (УДЭТ). По входу жидкого продукта подается водная смесь с торфом. На газоструйный генератор подается воздух или пар. В результате достигается мокрый помол торфа с дисперсностью 1 мкм. В результате полученное новое вещество становится в форме биодоступных органических соединений и микроэлементов, включает гуминовые кислоты, фульвокислоты и, таким образом, становится ценным удобрением. Кроме этого УДЭТ может использоваться при приготовлении кормов, а также в медицине.

В литературе до настоящего времени авторами не обнаружены описания устройств, осуществляющих обработку многокомпонентного многофазного потока гидродинамической кавитацией и акустической кавитацией за счет газоструйных генераторов. Это позволяет сделать заключение, что заявляемое техническое решение соответствует первому условию патентоспособности изобретения - новизна. Исследования, проведенные авторами в поисках аналогов, экспериментов с аналогами вихревых устройств, промышленными испытаниями устройств интенсификации тепломассообменных процессов и прототипа, позволяют сделать заключение, что достигаемые интенсивности ультразвука и получаемые сверхдавления в волновом кластере не доступны в других разработках. Например, получение гуматов из торфа возможно только в щелочной среде, если использовать гидродинамический кавитатор (патент РФ 2316227). В отличие от этого, как видно из вышеизложенного, заявляемое устройство обеспечивает обработку многофазного продукта при высокой интенсивности ультразвука (до сотен Вт/см2), что дает возможность проводить различные механофизико-химические преобразования продукта, получать новые вещества. Технические решения, достигающие этот результат, не вытекают явным образом из известного на сегодняшний день уровня техники, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует второму условию патентоспособности изобретения - изобретательский уровень. Изготовленные опытные образцы проходили испытания в нефтяных технологиях, в пищевой промышленности, также получена ультрадисперсная эмульсия торфа, которая легко усваивается растениями. Поэтому заявляемое техническое решение соответствует третьему условию патентоспособности изобретения - промышленная применимость.

Таким образом, применение заявляемого устройства позволяет интенсифицировать тепломассоэнергообмен, проводить деструкцию многокомпонентных многофазных продуктов при меньших энергетических и трудовых затратах.

Источники информации

1. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике, Пер. с нем., 2 изд. М., 1957. 368 с.

2. Ультразвук: Маленькая энциклопедия. - М.: Сов. Энциклопедия, 1979 - 400 с.

3. Taleyarkhan, R., Block, R., Lahey (Jr.) R., R.I.Nigmatulin, and Y. Xu, Nuclear Emissions During Self-Nucleated Cavitation, Physics Review Letters, 96, 034301, 2006.

4. Р.Нигматулин. Кавитационный кластер паровых микропузырьков как нано-термоядерная бомба. Доклад на конференции по механике сплошной среды, посвященной 100-летию академика Л.И.Седова, 12-13 ноября 2007 г.

5. Патент РФ №2392046 от 25.01.2008. Устройство деструкции углеводородов.

6. Патент РФ №77176 от 12.02.2008. Эжектор с газоструйными ультразвуковыми генераторами.

1. Способ тепломассоэнергообмена путем акустического воздействия на многокомпонентную и многофазовую смесь твердых, жидких и газовых составляющих обрабатываемого продукта, для чего организуются вихревые и струйные процессы в потоке многофазного продукта, отличающийся тем, что газ или пар вводится через газоструйные генераторы, что дает возможность достижения высокой интенсивности акустической обработки за счет эффективного взаимодействия волнового газового потока с многофазной дисперсной системой продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляется тепломассоэнергообмен многофазных сред - газовзвесей, пузырьковых жидкостей, газо- и парожидкостных потоков, смесей взаимонерастворимых жидкостей, многофазной полидисперсной смеси.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что газовзвеси подаются в обрабатываемый поток через газоструйный генератор.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляется тепломассоэнергообмен для полидисперсной водо-торфяной смеси с образованием гуминовых кислот.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток из газоструйного генератора поступает в вихревой или струйный потоки.

6. Устройство тепломассоэнергообмена, состоящее из рабочих камер, отличающееся тем, что ввод газа, пара или газовзвеси в обрабатываемый поток осуществляется через газоструйные генераторы.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что рабочие камеры объединяются на выходе потока в общей камере озвучивания.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что интенсивность акустической обработки потока усиливается за счет синхронизации волновых кластерных процессов в рабочих камерах, достигаемой геометрией камер с частичным соприкосновением потоков.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что интенсивность акустической обработки потока усиливается за счет проектирования собственной частоты устройства равной заданной, при которой достигается наибольшая деструкция продукта.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в рабочих камерах достигается интенсивность ультразвука, достаточная для получения потока полидисперсной водо-торфяной смеси с образованием вещества с гуминовыми кислотами.

11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в вихревых потоках обрабатываются пищевые продукты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ультразвуковой обработке жидкости и может использоваться при производстве чернил, красок, фармацевтических композиций, проведения различных химических реакций и образования эмульсий.

Изобретение относится к устройствам для создания импульсных колебаний в проточной жидкой среде и может быть использовано для проведения процессов эмульгирования, абсорбции и др.

Изобретение относится к строительной технике, а именно к устройствам для механической активации суспензий с волокнистыми материалами. .

Смеситель // 2393914
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения эмульсий и суспензий с однородным высокодисперсным составом. .

Изобретение относится к акустическим способам воздействия на смеси углеводородов. .

Изобретение относится к ультразвуковым устройствам для приготовления суспензий, смесей, гомогенизированных пищевых продуктов и может использоваться в пищевой промышленности.

Изобретение относится к устройству для обработки жидких сред и может быть использовано для диспергирования различных веществ, нерастворимых в воде, для эмульгирования и деэмульгирования эмульсий, для ускорения протекания химических реакций, проходящих в жидкой фазе и т.д.

Смеситель // 2362617
Изобретение относится к устройствам для приготовления суспензий, эмульсий, растворов, разрушения взвешенных фаз, интенсификации химических реакций путем воздействия на жидкость энергией акустического излучения.

Изобретение относится к смешиванию жидких и порошкообразных веществ, обладающих текучестью, и может использоваться в химической, лакокрасочной, пищевой промышленности.

Изобретение относится к способам интенсификации процессов массообмена, в которых в качестве интенсифицирующего фактора используется звук

Изобретение относится к устройствам для измельчения и смешивания фаз в водных дисперсных системах типа гидрозолей, прямых и обратных эмульсий, а также изменения физико-химического состояния воды, водных коллоидных и истинных растворов с использованием кавитации

Изобретение относится к области гидродинамики и касается способа возбуждения акустических колебаний в текучей среде и устройства для его осуществления

Изобретение относится к получению обратных (олеофильных) эмульсий и может применяться в энергетике, на транспорте и в строительстве, а также для получения эмульсионных продуктов питания из растительных жиров

Изобретение относится к области кавитационной обработки жидких сред, а также сред, где удельное содержание воды или иной жидкой фазы превышает 65-70% от общей массы

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для кавитационной обработки тяжелых топлив или жидких пищевых продуктов, приготовления высококачественных водо-топливных эмульсий для дизелей, топок ТЭЦ и котельных; обеззараживания питьевой воды и жидких продуктов питания и напитков; приготовления высококачественных красок, смазок, пищевых, кормовых, фармацевтических и иных подобных эмульсий и суспензий; в химической промышленности для интенсификации химических реакций и получения новых соединений; в первичной нефтепереработке для увеличения выхода светлых нефтепродуктов; для приготовления стойких буровых растворов и других аналогичных технологий

Изобретение относится к технике диспергирования жидкостей и может быть использовано при приготовлении различных мелкодисперсных жидких сред, например топливо-воздушных смесей, гомогенных и мелкодисперсных эмульсий и суспензий. Устройство включает корпус 1, в котором выполнена вихревая камера 2 в виде усеченного конуса. Камера 2 имеет тангенциально расположенный вход 3 активного диспергирующего компонента-газа (АДК-г). Патрубок 4 подачи пассивного диспергируемого компонента-жидкости (ПДК-ж) расположен по оси камеры 2 и жестко укреплен в основании 5 корпуса 1. Свободный конец 6 патрубка 4 расположен снаружи камеры 2. На свободном конце 6 патрубка 4 укреплен акустический ультразвуковой излучатель 7 (АУЗИ). Сверху корпуса 1 расположен отражатель 8 АДК-г, который выполнен в виде эквидистантных проточек пилообразного профиля 9 верхней части корпуса 1. В выходном отверстии 10 корпуса 1 расположена направляющая трубка 11 для выхода АДК-г. Вихревая камера 2 имеет кольцеобразное выходное отверстие 12, образованное внутренней поверхностью направляющей трубки 11 АДК-г и наружной цилиндрической поверхностью патрубка 4 подачи ПДК-ж. АУЗИ 7 выполнен в виде насадки с конической 13 и цилиндрической 14 частями и с центральным сквозным отверстием 15. В цилиндрической части 14 АУЗИ 7 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 16, расположенный по диаметру АУЗИ 7. На конической части 13 АУЗИ 7 расположена кольцевая проточка 17 пилообразного профиля. Сверху центрального сквозного отверстия 15 АУЗИ 7 расположен регулятор расхода ПДК-ж, выполненный в виде винта 18 с коническим окончанием резьбовой части 19. Объемная зона ультразвукового диспергирования компонентов (0З-УЗ-ДК) образована за счет возбуждения устойчивых ультразвуковых колебаний АДК-г между АУЗИ 7 и отражателем 8 АДК-г. Патрубок 4 в зоне кольцеобразного выходного отверстия 12 имеет, по меньшей мере, одно дополнительное крепление 20 к стенке направляющей трубки 11 АДК-г и к стенке корпуса 1. Дополнительное крепление 20 может быть выполнено, например, в виде четырех радиальных крестообразных цилиндрических вставок 21 с проточками, укрепленными в отверстиях 22 корпуса 1 с помощью винтов 23. Техническим результатом изобретения является повышение энергетики процесса создания ОЗ-УЗ-ДК при повышении устойчивости работы устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области кавитационной обработки жидких сред, где удельное содержание воды или иной жидкой фазы превышает 30-35% от общей массы. Способ одновременной ультразвуковой кавитационной обработки объемов жидких сред включает их размещение в рабочей жидкости в ванне прямоугольной формы, при этом материал объемов с жидкими средами имеет удельное акустическое сопротивление, равное или близкое удельному акустическому сопротивлению рабочей жидкости. В рабочей жидкости создается стоячая акустическая волна от всех стенок и дна ванны, которые выполнены в виде упругих мембран, имеющих свою резонансную частоту, равную первой гармонике, причем противоположные стенки прямоугольной ванны имеют равные частоты первой гармоники, при этом длина a и ширина ванны b выбираются кратными четверти длины волны, возбуждаемой в рабочей жидкости боковыми стенками ванны: где c - скорость звука в рабочей жидкости, м/с; fi - частоты первых гармоник боковых стенок ванны, Гц; k=2,4… - целое число, высота уровня рабочей жидкости h выбирается кратной четверти длины волны, которая возбуждается дном ванны, при этом частоты fi колебаний кратны между собой с коэффициентом k. Способ позволяет эффективно обрабатывать одновременно несколько различных или одинаковых составов жидких сред и может применяться для приготовления индивидуальных кремов с субмикронным размером дисперсной фазы. 8 ил., 3 табл.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания бетонной смеси и может быть использовано в промышленности строительных материалов для производства многокомпонентных смесей. Вибрационный смеситель содержит камеру смешивания с окнами загрузки и выгрузки материалов, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями. В нижней и верхней частях камеры смешивания по центру жестко закреплены два: нижний и верхний вибраторы, выполненные в корпусах с возбуждением колебаний посредством нижнего, среднего и верхнего кривошипно-шатунных механизмов и с функцией создания эффекта наложения вибрационных полей в центре камеры смешивания от нижнего и верхнего вибраторов. Корпусы вибраторов выполнены в виде металлических гофрированных оболочек, представляющих собой гофрированные тонкостенные тела вращения и выполненных с возможностью создания трех одинаковых по амплитуде и различных по частоте вибрационных полей, два из которых соответствуют в совокупности, а третье - в отдельности, по форме гофрированному контуру данных тел вращения с разнонаправленными колебаниями. Внутри металлической гофрированной оболочки нижнего вибратора, выполненного с функцией возбуждения двух одинаковых по амплитуде и различных по частоте вибрационных полей посредством нижнего и среднего кривошипно-шатунных механизмов, по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплен диск с цилиндрическим выступом, выполненным с возможностью вставки и закрепления по внутреннему диаметру пружины, установленной с функцией свободного сжатия/разжатия в стакане. К центру верхней внутренней части стакана жестко закреплен шатун с приводом от среднего кривошипно-шатунного механизма, а к центру верхней внешней части - толкатель, жестко закрепленный другим концом к внутренней верхней части металлической гофрированной оболочки корпуса нижнего вибратора и выполненный с функцией возбуждения колебаний от верхней части корпуса нижнего вибратора через шатун посредством среднего кривошипно-шатунного механизма. Диск нижнего вибратора выполнен с возможностью возбуждения колебаний центральной части корпуса нижнего вибратора с помощью четырех толкателей, верхней частью симметрично закрепленных к нижней части диска, а нижней частью соединенных в узел подвижного шарнира шатуна нижнего кривошипно-шатунного механизма. Внутри металлической гофрированной оболочки верхнего вибратора по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплен диск с направляющей стойкой. К центру внутренней части стакана жестко закреплен шток, а к центру внешней части - толкатель, жестко закрепленный другим концом к внутренней части, образующей наименьшую из гофр металлической гофрированной оболочки верхнего вибратора, и выполненный с функцией возбуждения колебаний от наименьшей из гофр корпуса верхнего вибратора. По внешней цилиндрической части стакана симметрично закреплены четыре выступа, функцией которых является передача возвратно-поступательного движения на диск верхнего вибратора, выполненных с возможностью однородного распределения вибрационного поля от наименьшей из гофр верхней металлической гофрированной оболочки к месту закрепления корпуса верхнего вибратора посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешней образующей верхней металлической гофрированной оболочки в момент сжатия пружины до упора в резиновые прокладки. Между корпусами нижнего и верхнего вибраторов по диаметрам впадин, образованных наименьшими из гофр металлических гофрированных оболочек нижнего и верхнего корпусов вибраторов, по центру закреплена пружина, функцией которой является создание совокупного трехчастотного вибрационного поля, соответствующего спирально-винтовой форме пружины. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств, повышение интенсивности процесса перемешивания компонентов смесей, а также повышение производительности вибрационного смесителя. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания бетонной смеси и может быть использовано в промышленности строительных материалов для производства многокомпонентных смесей. Вибрационный смеситель содержит камеру смешивания с окнами загрузки и выгрузки материалов, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями. В нижней и верхней частях камеры смешивания по центру жестко закреплены два: нижний и верхний вибраторы, выполненные в корпусах с возбуждением колебаний посредством нижнего и верхнего кривошипно-шатунных механизмов и с функцией создания эффекта наложения вибрационных полей в центре камеры смешивания от нижнего и верхнего вибраторов. Корпуса вибраторов выполнены в виде одинаковых металлических гофрированных оболочек, представляющих собой гофрированные тонкостенные тела вращения и выполненных с возможностью создания двух одинаковых по амплитуде и различных по частоте вибрационных полей, каждое из которых соответствует по форме гофрированному контуру данных тел вращения, с разнонаправленными колебаниями. Внутри каждой из оболочек по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплены диски с направляющими стойками, функцией которых является создание устойчивых направленных поступательных движений штоков от поступательной пары. Диски нижнего и верхнего вибраторов выполнены с цилиндрическими выступами, функцией которых является возможность вставки и закрепления по внутреннему диаметру пружин, установленных с функцией свободного сжатия/разжатия в стаканах. К центрам внутренних частей стаканов жестко закреплены штоки, к центру внешних частей - толкатели, жестко закрепленные другим концом к внутренним частям, образующим наименьшие из гофр металлических гофрированных оболочек, и выполненные с функцией возбуждения колебаний от наименьших из гофр корпусов вибраторов. По внешним цилиндрическим частям стаканов симметрично закреплены по четыре выступа, функцией которых является передача возвратно-поступательных движений на диски, выполненных с возможностью однородного распределения вибрационных полей от наименьших из гофр металлических гофрированных оболочек к местам закрепления корпусов посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешних образующих металлических гофрированных оболочек в момент сжатия пружин до упора в резиновые прокладки, выполненные с функцией смягчения соударения выступов с дисками. Между корпусами нижнего и верхнего вибраторов по диаметрам впадин, образованных наименьшими из гофр металлических гофрированных оболочек нижнего и верхнего корпусов вибраторов, по центру закреплена пружина, функцией которой является создание совокупного двухчастотного вибрационного поля, соответствующего спирально-винтовой форме пружины. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств, повышение интенсивности процесса перемешивания компонентов смесей, а также повышение производительности вибрационного смесителя. 4 ил.
Наверх