Кавитационный реактор

 

<1745050

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических Республик

Фг

Ъфс г (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 071077 (21) 2530190/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 07.0881 Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 070881

Р1)М. Кл.з

В 01 F 3/08

Государственны и ком итет

СССР ио делам изобретений. и открытий (5З) УДК 66. 021. 063 (088.8) (72) Авторы изобретения

P .Þ. Акчурин и С. П. Козырев (71) Заявитель

Кировский политехнический институт (54) КАВИТАЦИОННЫЙ РЕАКТОР

ы

Изобретение относится к области получения эмульсий и суспензий в пищевой цромышленности, например при производстве маргарина, сливочного масла и т.д., в молочной промышленности, химической промышленности, в целлюлознО-бумажной промышленности для размола волокнистой массы,в мет "лообрабатывацей про енности 1О для приготовления смазывающих и охлаждающих жидкостей,в лакокрасочной промвиленности,в топливной промышленности для приготовления топливных эмульсий и т.д.

Известен генератор кавитации, 15 содержащий ротор и статор конусообразной формы. Рабочие поверхности ротора и статора выполнены шероховатымц,. например микрозубчатыми (1) .

В данном устройстве интенсивность 20 смесеобраэовання невысокая, так как кавитация возбуждается за счет шероховатостей, создающих незначительную интенсивность кавитации. Кроме того, в данном устройстве нет воэможности регулировать интенсивность процесса образования кавитации и приготовление, смеси.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 30

ы. ы ы.. - --- .ыы-: =.— эффекту является кавитационный реак тор, содержащий корпус, имеющий в сечении форму прямоугольника, в котором перпендикулярно потоку комгюнентов установлен цилиндрический обтекатель, покрытый слоем эластичного. материала (2).

Недостатки этого устройства заключаются в том, что оно не обеспечивает тонкого качественного диспергирования и имеет небольшую производительность, так как содержит обтекатель, создающий крупные кавитационные каверны, которые не способствуют тонкому диспергированию. Кроме того, длина эоны кавитации, а следовательно, и интенсивность процесса обработки волокнистой массы. не регулируются.

Целью изобретения является интен сификация перемешивания и повышение качества смеси.

Поставленная цель достигается тем, что в корпусе кавитационного реактора, имеющего в сечении форму прямоугольника, дополнительно по сече- нию-корпуса установлены цилиндрические обтекатели, отношение расстояния между которыми к диаметру обтекателя

745050 равно 0,8-1,1, а отношение высоты обтекателя к его диаметру равно 0,8-1,2.

На поверхности обтекателей выпол-. нена насечка.

На фиг. 1 представлен кавитационный реактор, разрез; на фиг. 2 — схема устройства для приготовления смеси. 5 . Кавитационный реактор содержит корпус 1, имеющий в сечении форму прямоугольника. В корпусе установлены цилиндрические обтекатели 2, на поверхности которых выполнена на- 10 сечка, и эллиптические обтекатели 3, установленные с возможностью вращения вокруг их продольной оси. Цилиндрические обтекатели установлены перпендикулярно потоку компонентов на расстоянии, отношение которого к диаметру обтекаля равно 0,8-1,1 а отношение высоты обтекателя к его диаметру составляет 0,8-1,2. B корпусе реактора выполнены отверстия 20

4 для подачи второго компонента.

В реакторе может быть установлено несколько рядов цилиндрических обтекателей.

Устройство для приготовления смеси содержит резервуар 5, насос б, всасывающий 7 и нагнетающий 8 трубопроводы, емкость 9 для второго компонента, сливной трубопровод 10 и трубопровод 11 для вывода готовой смеси. 30

Всасывающий трубопровод 7 имеет ряд отверстий, расположенных на различных уровнях.

Устройство работает следующим образом. 35

Один из компонентов смеси, составляющий больший процент, наЛивают в резервуар 5, откуда насосом б по нагнетающему трубопроводу 8 подают в кавитапионный реактор. При создании 4р скбрости выше критической в жидкости, находящейся между цилиндрическими обтекателями 2, создается первичная кавитация, при которой за обтекателями образуется зона вакуума, где происходит образование каверн (пузырь- 4 коп), заполненных парами жидкости и газов, которые затем захлопываются.

Второй компонент смеси, составляющий меньший процент, поступает иэ емкости 9 в отверстия 4 реактора 1, расположенные за цилиндрическими обтекателями 2, и интенсивно смешивается с первым компонентом смеси.

Подача одного из компонентов смеси непосредственно в зону кавитации, 55 образующуюся за цилиндрическими обте- кателями, способствует более интенсивному перемешиванию частиц компонентов - смеси.

При кавитации в микрообъемах жид- р кости происходят пульсации давления (давление повышается до десятков тысяч атмосфер), которые дробят частицы смеси на еще более мелкие; происходят термодинамические, злектрохими- 65 ческие и другие процессы, интенсифицирующие процесс приготовления смесей. 3а эллиптическими обтекателями

3 создается вторичная кавитация, которая также интенсифицирует процесс изготовления смесей. Максимальная интенсивность кавитации, т.е. оптимальная длина зоны кавитации за цилиндрическим обтекателем 2, равная

1,5-3,0 его диаметрам, устанавливается путем изменения свободного расстояния между эллиптическими обтекателями за счет их поворота вокруг своих осей на угол от 0 до 90э, при котором происходит, например, изменение свободного расстояния между кими от максимального до минимального значения и, следовательно, изменение интенсивности смесеобразования.

Из кавитационного реактора по сливному трубопроводу 10 смесь поступает в резервуар 5 и при необходимости снова идет на рециркуляцию.Готовая смесь отводится из резервуара

5 по трубопроводу 11.

Использование предлагаемого реактора в промышленности не требует больших капитальных затрат и времени на его изготовление. Реактор представляет собой небольшой участок трубы длиной примерно до 1 м, который можно присоединить к существующим линиям как обводный участок, не нарушая существующего технологического цикла. При использовании кавитационного реактора самостоятельно целесообразно применять насосы объемного типа, так как в них с изменением противодавления подача практически не изменяется.

Формула изобретения

1. Кавитационный реактор, содержащий корпус, имеющий в сечении фор- му прямоугольника, в котором перпендикулярно потоку компонентов установлен цилиндрический обтекатель, отличающийся тем, что, с целью интенсификации перемешивания и повышения качества смеси, он дополнительно снабжен цилиндрическими обтекателями, установленными по сечению корпуса, отношение расстояния между которыми к диаметру обтекателя равно 0,8-1,1, а отношение высоты обтекателя к его диаметру равно

0,8-1,2.

2. Реактор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что на поверхности обтекателей выполнена насечка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 237817, кл. B 01 F 3/08, 1967.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 393382 кл. D 21 D 1/24, 1972 (прототип).

1 us 1

2 авиа. 2

Составитель Т. Зубарева

Редактор Е.Яковчин Техред A.Áàáèíåö Коррект ор Е. Рошко

Заказ 5924/50 Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, .МосКВа, Ж-35, Раушская наб., д ° 4/5

««««Ъ.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4