Роторно-пульсационный аппарат

Изобретение относится к оборудованию для получения дисперсных систем, преимущественно "жидкость-жидкость", и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности. Роторно-пульсационный аппарат содержит рабочую камеру с устройством ввода контактирующих фаз в виде инжекционного узла смешения, сопло которого расположено непосредственно в камере аппарата, патрубок вывода эмульсии, ротор и крышку, при этом периферийная часть ротора имеет коаксиальные цилиндры, расположенные концентрично по отношению к коаксиальным цилиндрам крышки, цилиндры ротора и крышки имеют радиальные прямоугольные каналы, а центральная часть ротора имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и, по крайней мере, с двумя концентричными кольцевыми выступами на боковой поверхности, боковые поверхности коаксиальных цилиндров ротора и крышки имеют криволинейную выпукло-вогнутую форму, а на углубленной поверхности усеченного корпуса центральной части ротора выполнены щелевые канавки. Центральная часть ротора выполнена с возможностью отсоединения от основной части ротора. Техническим результатом изобретения является повышение однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для получения дисперсных систем, преимущественно "жидкость - жидкость", и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известен роторно-импульсный аппарат (а.с №725691 от 05.04.1980), который состоит из корпуса с размещенными на нем патрубком ввода одного из компонентов, кольцевых коллекторов, имеющих патрубки ввода другого компонента и патрубки вывода готовой смеси. В корпусе находятся коаксиально расположенные цилиндры ротора и статора, имеющие продольные прорези для прохода обрабатываемой среды. В торцевой стенке ротора имеются отверстия, сообщающиеся с прорезями. Соответственно в торцевой поверхности статора также имеются отверстия, сообщающиеся с кольцевыми коллекторами.

Однако в известном аппарате диспергирование осуществляется в одну стадию, непосредственно в прорезях ротора и статора, что не может обеспечить однородности получаемой эмульсии.

Известен роторно-пульсационный аппарат для получения дисперсных систем, преимущественно "жидкость-жидкость" (а.с. №2299091 от 20.05.2007), включающий рабочую камеру с устройством ввода контактирующих фаз и патрубком вывода эмульсии, концентрично установленными в камере ротором и статором, имеющими радиальные каналы. Особенность заключается в том, что устройство ввода фаз представляет собой инжекционный узел смешения, сопло которого располагается непосредственно в камере аппарата, центральная часть ротора выполнена в форме усеченного конуса, имеющего углубление в вершине и, по крайней мере, два концентричных кольцевых выступа на боковой поверхности.

Однако использование данного устройства не позволяет повысить однородность получаемой эмульсии и высокую степени ее дисперсности в случае высокой вязкости исходных компонентов.

Техническим результатом является повышение однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности.

Указанная задача решается тем, что в роторно-пульсационном аппарате, содержащем рабочую камеру с устройством ввода контактирующих фаз в виде инжекционного узла смешения, сопло которого расположено непосредственно в камере аппарата, патрубок вывода эмульсии, ротор и крышку, при этом периферийная часть ротора имеет коаксиальные цилиндры, расположенные концентрично по отношению к коаксиальным цилиндрам крышки, цилиндры ротора и крышки имеют радиальные прямоугольные каналы, а центральная часть ротора имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и, по крайней мере, с двумя концентричными кольцевыми выступами на боковой поверхности, согласно изобретению, боковые поверхности коаксиальных цилиндров ротора и крышки имеют криволинейную выпукло-вогнутую форму. Кроме того, на углубленной поверхности усеченного корпуса центральной части ротора выполнены щелевые канавки. Кроме того, центральная часть ротора выполнена с возможностью отсоединения от основной части ротора.

Известно, что достижение высокой степени дисперсности эмульсий связано с увеличением относительных скоростей взаимодействующих фаз. В данной конструкции такой эффект достигается за счет выполнения боковых поверхностей коаксиальных цилиндров ротора и крышки криволинейной выпукло-вогнутой формой. Наличие на поверхности усеченного корпуса центральной части ротора щелевых канавок приводит к дополнительному диспергированию компонента эмульсии на мелкие капли, размер которых зависит от геометрических параметров щелевых канавок. Подобрать требуемые параметры для конкретной эмульсии можно посредством отсоединения центральной части ротора от основной и последующей ее заменой на другую, имеющую канавки с другими геометрическими параметрами. Таким образом, создаются необходимые условия для повышения однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности.

Конструкция роторно-пульсационного аппарата поясняется чертежом, где на фиг. приведен поперечный разрез устройства.

В состав роторно-пульсационного аппарата входит цилиндрическая рабочая камера 1, имеющая крышку 2 с размещенным на ней устройством для ввода контактирующих фаз 3. Устройство выполнено в виде инжекционного узла смешения, имеет центральный патрубок 4, расположенный соосно с ним канал 5, оканчивающийся соплом 6. Через патрубок 4 и канал 5 в зону смешения подаются компоненты эмульсии. Непосредственно в камере 1 расположен ротор 7, вращение которого производится от привода (не показан). Центральная часть 8 ротора 7 имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и кольцевые выступы на боковой поверхности. Периферийная часть ротора 7 имеет три коаксиальных цилиндра 9 с радиальными прямоугольными каналами для прохода обрабатываемой среды. На крышке 2 концентрично по отношению к цилиндрам 9 ротора 7 расположены два цилиндра 10, которые также имеют радиальные прямоугольные каналы, а боковые поверхности коаксиальных цилиндров 9 и 10 имеют криволинейную выпукло-вогнутую форму и образуют криволинейные продольные каналы 11. Вывод готовой эмульсии производится через тангенциальный патрубок 12 в обечайке рабочей камеры. Кроме того, на углубленной поверхности усеченного корпуса центральной части 8 ротора 7 выполнены щелевые канавки 13. Кроме того, центральная часть 8 ротора 7 выполнена с возможностью отсоединения от основной части ротора 7.

Аппарат работает следующим образом. В центральную часть 8 вращающегося ротора 7 через канал 5 и патрубок 4 инжекционного узла смешения 3 поступают исходные компоненты эмульсии. Первый выходит из сопла 6 в виде расширяющейся затопленной струи, увлекая за собой часть потока второго компонента. Ударяясь о поверхность углубления в центральной части 8 ротора 7, струя дробится на капли, которые после отражения подхватываются потоком второго компонента и вновь ударяются о поверхность концентрических кольцевых выступов. Такое многоступенчатое предварительное дробление одного из компонентов позволяет получать достаточно однородный состав эмульсии. Далее, проходя через периодически перекрывающиеся каналы в цилиндрах 9 ротора и цилиндрах 10 крышки 2, эмульсия подвергается совместному действию знакопеременного давления, микротечений и развитой турбулентности. При движении эмульсии по криволинейным продольным каналам 11 происходит увеличение относительных скоростей взаимодействующих фаз и возрастание интенсивности пульсаций скорости и давления, что в свою очередь обеспечивает максимальное диспергирование одной из фаз и однородного ее распределения в объеме другой. Под их воздействием происходит окончательное тонкое диспергирование и образуется эмульсия требуемого качества, которая выводится из аппарата через патрубок 12.

Кроме того, струя, выходящая из сопла 6, при взаимодействии с щелевыми канавками 13 на углубленной поверхности усеченного корпуса центральной части 8 ротора 7 дробится на более мелкие капли, которые после отражения подхватываются потоком второго компонента, что позволяет повысить степень однородности состава эмульсии. Геометрические параметры щелевых канавок 13 определяются экспериментальным путем в зависимости от свойств компонентов эмульсии, конструктивных параметров аппарата и гидродинамических условий процесса. Для получения качественной эмульсии подбор требуемых параметров канавок 13 осуществляется путем замены центральной части 8 ротора 7.

Применение данного технического решения позволит повысить степень однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности за счет дополнительного гидродинамического воздействия на компоненты эмульсии за счет дополнительного диспергирования жидкости при взаимодействии с щелевыми канавками на поверхности усеченного конуса в центральной части ротора и при движении по криволинейным каналам, образованным вогнуто-выпуклыми боковыми стенками коаксиальных цилиндров ротора и крышки.

1. Роторно-пульсационный аппарат, содержащий рабочую камеру с устройством ввода контактирующих фаз в виде инжекционного узла смешения, сопло которого расположено непосредственно в камере аппарата, патрубок вывода эмульсии, ротор и крышку, при этом периферийная часть ротора имеет коаксиальные цилиндры, расположенные концентрично по отношению к коаксиальным цилиндрам крышки, цилиндры ротора и крышки имеют радиальные прямоугольные каналы, а центральная часть ротора имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и, по крайней мере, с двумя концентричными кольцевыми выступами на боковой поверхности, отличающийся тем, что боковые поверхности коаксиальных цилиндров ротора и крышки имеют криволинейную выпукло-вогнутую форму, а на углубленной поверхности усеченного корпуса центральной части ротора выполнены щелевые канавки.

2. Роторно-пульсационный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что центральная часть ротора выполнена с возможностью отсоединения от основной части ротора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для измельчения твердой компоненты пульп и может быть использовано для переработки золошлаковых материалов в процессе их утилизации.

Изобретение относится к агрегату для смешения сыпучих материалов и может быть использовано в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для получения стабильных дисперсных систем с жидкой фазой. Роторно-пульсационный аппарат содержит электродвигатель с регулируемой частотой вращения, привод-мультипликатор.

Изобретение относится к устройствам для получения стабильных дисперсных систем с жидкой фазой и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для создания колебаний в жидкой проточной среде и может быть использовано для проведения различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов в системах «жидкость-жидкость».

Изобретение относится к центробежному массообменному аппарату, предназначенному для проведения процессов, осложненных химическими превращениями, как в системах "жидкость-твердое", так и в системах "жидкость-жидкость" и может быть использовано в химической, фармацевтической, биотехнологической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к смешению сыпучих сред и предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к смешению сыпучих материалов и предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к роторным устройствам для перемешивания сыпучих и жидких сред, диспергирования и гомогенизации суспензий и может найти применение в производстве лакокрасочных материалов.

Изобретение относится к технологии получения нанопорошков феррита кобальта в микромасштабном реакторе. Способ заключается в подаче исходных компонентов - смеси растворов солей кобальта и железа в соотношении компонентов, отвечающих стехиометрии CoFe2O4, и раствора щелочи в соотношении с растворами солей, обеспечивающем кислотность среды в диапазоне от 7 до 8, отвечающей условиям соосаждения компонентов, при этом растворы исходных компонентов подают в виде тонких струй диаметром от 50 до 1000 мкм со скоростью от 1,5 до 20 м/с, сталкивающихся в вертикальной плоскости под углом от 30° до 160°, при температуре в диапазоне от 20°С до 30°С, и давлении, близком к атмосферному, причем соотношение расходов исходных компонентов задают таким образом, что при столкновении струй образуется жидкостная пелена, в которой происходит смешивание и контакт растворов исходных компонентов.

Изобретение может быть использовано в производстве простейших взрывчатых веществ для обеспечения неслеживаемости пористой гранулированной аммиачной селитры. Способ получения эмульсионного состава включает введение анионного поверхностно-активного вещества, в качестве которого применяется 70% раствор алкилбензосульфоната кальция в изобутиловом спирте в количестве 6-6,5 мас.%, в дизельное топливо, взятое в количестве 80 мас.%.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, гомогенизации, эмульгирования жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических, тепломассообменных процессов в системах "жидкость-жидкость".

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для приготовления водотопливных эмульсий для котельных промышленных предприятий, судовых энергетических установок (главных двигателей, газотурбинных, вспомогательных котлов).

Изобретение относится к устройствам для смешения жидких материалов и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности, а также при водоподготовке для очистки природных и сточных вод.

Изобретение относится к системам топливоподготовки котельных мазутов и может быть использовано для получения высококачественной водотопливной эмульсии (ВТЭ) для сжигания ее в котельных установках.

Изобретение относится к смесителю-отстойнику. Способ функционирования смесителя–отстойника включает этапы: смешивания - смешивание в каждом блоке обеспечивают турбулентными завихрениями, создаваемыми обеспеченным источником давления высоким расходом текучей среды, входящей в подающий конец для смешивания, и одновременно высоким расходом текучей среды, проходящей от блока к блоку в направлении подающего конца для перемещения, так что обеспечено перемещение плотной и легкой текучих сред от блока к блоку в направлении от подающего конца для смешивания к подающему концу для перемещения; отстаивания - отстаивание плотной текучей среды в каждом блоке обеспечивают, когда прекращен поток текучей среды в смеситель-отстойник и из него; перемещения - перемещение легкой текучей среды выполняют путем введения в смеситель-отстойник на его подающем конце для перемещения текучей среды с подходящим расходом от низкого до умеренного с обеспечением потока текучей среды в направлении подающего конца для смешивания и с перемещением легкой текучей среды в смесителе-отстойнике только от блока к блоку.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов в системах "жидкость-жидкость".

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, тепломассообменных процессов в системах "жидкость - жидкость".

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических, тепломассообменных процессов в системах "жидкость - жидкость".

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в двухтопливных системах питания автотракторных дизелей при смешивании минерального и растительного компонентов смесевого топлива. Ультразвуковой смеситель компонентов дизельного смесевого топлива содержит излучатель 1 высокочастотных колебаний в виде дисковых пьезоэлементов 7, размещенных в направляющих 8 крепежного приспособления 9, расположенного в полости корпуса 2 смесителя, имеющего два входных 4, 5 и один выходной 3 каналы и электронный блок управления 6, формирующий импульсы напряжения высокочастотных колебаний и электрически соединенный с излучателем 1. Питание электронного блока управления осуществляется постоянным током 12 В. Под действием высокочастотных колебаний минеральный и растительный компоненты, поступающие через входные каналы в полость корпуса смесителя, тщательно смешиваются и приготовленное смесевое топливо через выходной канал отводится из полости смесителя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для получения дисперсных систем, преимущественно жидкость-жидкость, и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности. Роторно-пульсационный аппарат содержит рабочую камеру с устройством ввода контактирующих фаз в виде инжекционного узла смешения, сопло которого расположено непосредственно в камере аппарата, патрубок вывода эмульсии, ротор и крышку, при этом периферийная часть ротора имеет коаксиальные цилиндры, расположенные концентрично по отношению к коаксиальным цилиндрам крышки, цилиндры ротора и крышки имеют радиальные прямоугольные каналы, а центральная часть ротора имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и, по крайней мере, с двумя концентричными кольцевыми выступами на боковой поверхности, боковые поверхности коаксиальных цилиндров ротора и крышки имеют криволинейную выпукло-вогнутую форму, а на углубленной поверхности усеченного корпуса центральной части ротора выполнены щелевые канавки. Центральная часть ротора выполнена с возможностью отсоединения от основной части ротора. Техническим результатом изобретения является повышение однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх