Перемешивающее устройство

 

ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с рубашкой, патрубг ки ввода и вывода продуктов, полый шток с поршнем и перфорированными дисками, имеющими форму усеченных сфер, и электромеханический привод. отличающееся тем, что, с.целью повышения качества вспенивания и производительности устройства , каждая пара перфорированных дисков снабжена прикрепленными к полому штоку биморфными пьезокерамическими элементами, выполненными в виде двух пластин с обкладками, электрически соединенными в противофазе с источником асимметричного пилообразного напряжения посредством переменного резистора, при этом один из пьезокерамических элементов каждой пары перфорированных дисков подключен к источнику напряжения посредствомконденсатора. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1084059

3(59 В 01 F 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ( (21) 3526845/23-26 (22) 16. 12 ° 82 (46) 07. 04. 84. Бюл.913 (72) А.и. Вайдакавичюс, А.Л. Казилюнас, Ю.К. Стравинскас и М.А.Шламас (71) Фабрика шелковых тканей "Кауно аудиняй (53) 66.063(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И38433, кл. В 01 F 11/00, 1974 (54)(57) ПЕРЕИЕШИВАЮЩБЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с рубашкой, патруб.ки ввода и вывода продуктов, полый шток с поршнем и перфорированными дисками, имеющйми форму усеченных сфер, и электромеханический привод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с. целью повышения качества вспенивания и производительности устройства, каждая пара перфорированных дисков снабжена прикрепленными к полому штоку биморфными пьезокерами.ческими элементами, выполненными в виде двух пластин с обкладками, электрически соединенными в противофазе с источником асимметричного пилообразного напряжения посредст1 вом переменного резистора, при этом один из пьезокерамических элементов каждой пары перфорированных дисков подключен к источнику напряжения посредством конденсатора.

С:: г ь

Ю

ОО ьф

CO

Сд сО

1084059 сится к текстильа именно к устовления пенных м к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство предварительного вспенивания, включающий корпус. с рубашкой, патрубки ввода и вывода продуктов, полый шток с поршнем и перфорированными дисками, имеющими форму усеченных сфер, и электромеханический привод 1 1

1О

Однако при скоростном перемешивании в турбулентном режиме вспенивания степень дисперсности пены неодинакова, что определяет ее сравнительно низкую устойчивость, а следовательно не обеспечивается получение четкого контура рисунка на ткани, Кроме того, процесс получения пены сравнительно длителен (40-55 мин).

Целью изобретения является повышение качества вспенивания и произво дительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в перемешивающем устройстве содержашем корпус с рубашкой, патрубки ввода и вывода продуктов, полый шток с поршнем и перфорированными дисками, имеющими форму усеченных сфер, и электромеханический привод, каждая пара перфориро ванных дисков снабжена прикрепленными к полому штоку биморфными пьезоке рамическими элементами, выполненными

3 в виде двух пластин с обкладками, электрически соединенными в противофазе с источником асимметричного пилообразного напряжения посредством переменного резистора, при этом один из пьезокерамических элементов каждой пары перфорированных дисков подключен к источнику напряжения посредством конденсатора.

20

35

45

Такое выполнение устройства позволяет достичь условий, при которых печатные пены характеризуются вщ окой степенью монодисперсности и эф- 50 фективностью дробления пузырьков газовой фазы до указанной степени диспер..ности, что в конечном итоге позволяет повысить качество вспенивания и в несколько раз сократить 55 время получения печатных пен не применяя мощных скоростных мешалок пропеллерного или турбинного типа.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 крепление перфорированных дисков к полому штоку и электрическая схема (увеличено); на фиг.3 — разрез

А-А на фиг.1.

Устройство для приготовления пенных печатных красок для печатания текстильных материалов содержит корпус 1 емкости (фиг.1), снабженный рубашкой, и помещенный в нем полый шток 3. На полом штоке 3 прикреплен поршень 4 и перфорированные диски 5, имеющие, например, форму усеченных сфер. В верхней части устройства расположен электромеханический привод, содержащий, например, соленоидные катушки б и подпружиненный магнитный сердечник 7, который жестко соединен со штоком 3.

Перфорированные диски 5 (фиг.2) к полому штоку 3 прикреплены посредством пластин 8 и 9, образующих биморфные пьезокерамические элементы, обкладки 10 которых электрически соединены в противофазе с источником

11 асимметричного пилообразного напряжения посредством переменного резистора 12. Один из пьезокерамических элементов каждой пары перфорированных дисков 5, например нижний, подключен к источнику 11 посредством переменного конденсатора С 2

Биморфные пьезокерамические элементы во время работы служат для резкого увеличения степени дисперсности пены. В верхней части полого штока

3 имеются окна 13 (фиг,1). В крьппке

14 корпуса 1 емкости имеется патрубок 15 для подачи необходимых компонентов, а в низу — патрубок 16 для отвода печатных пен. В крышке 14 корпуса емкости 1 могут быть вмонти" рованы следующие элементы: смотровое окно для определения, например, цвета или объема смеси, патрубок для подачи и создания регулируемого давления (или вакуума), газа внутри корпуса емкости 1, датчик и/или предохранительный клапан давления и др.

Полость между рубашкой 2 и корпусом емкости 1 заполнена хладоносителем 17, служащим для охлаждения вспениваемой массы 18.

В качестве базовых компонентов для получения устойчивых пен можно использовать например, карбоксиметилцеллю10840

Одновременно с работой электроме- Я ханического привода (катушки 6-и сердечника 7) напряжение, подаваемое на биморфные пьезокерамические элементы, приводит в синхронное колебание перфорированные диски 5 SS в плоскости, параллельной направлению движения газожидкостной среды.

В этот момент на газожидкостную сре3 лозу (KNU), концентрациеи 3, 5i. и расплав моноэтаноламида.

Промежуток между пу< тотелой штангой

3 и перфорированными дисками 5 может быть покрыт, например, гибким сетчатым материалом 19, отверстия (глазки) в котором не превышают

0,4 мм.

Устройство работает следующим образом. 10

Компоненты вспениваемой массы 18 (фиг . 1) через патрубок 15 в крышке

14 заливаются во внутреннее простран-. ство емкости 1, после чего пключаются электромеханический привод, расположенный в верхней части устройства, источник 11 асимметричного пилообразного напряжения и источник сжатого газа (не показан).

Электромеханический привод (катуш-20 ка 6 и сердечник 7) сообщает возвратно-поступательные движения полому штоку 3. При движении вверх газ над . ьспениваемой массой 18 сжимается и через окна 13 и внутреннюю полость штанги 3 поступает в нижнюю часть емкости 1, а затем, проходя через отверстия перфорированных дисков 5 и разбиваясь на мелкие (1-2 мм) пузырьки, проникает сквозь вспениваемую массу 18. Одновременно масса 1Ц и газ через зазор между поршнем 4 и стенкой прорываются из верхней части емкости 1 в зону пониженного давления.

При обратном движении полого штока 3 газожидкостная среда, сжимаемая поршнем 4, через окна 13 выбрасывается в газовую полость емкости

1 и через зазор между поршнем 4 и стенкой корпуса 1 снова продавливает40 ся в верхнюю ее часть. Диски 5 при возвратно-поступательном движении колеблются и распыляют газ на мелкие (1-2 мм) пузырьки, дополнительно перемешивая компоненты вспениваемой

45 массы 18. Таким образом, газ и жидкость эффективно перемешиваются по всему объему емкости 1.

59 4 ду действуют две равные и противоположно направленные силы. При смещении вибрирующих дисков 5 друг к другу пузырьки (диаметром 1-2 мм) газожидкостной среды стремятся мгновенно освободиться с помощью вибраций слоев жидкости от воздействия равнодействующих сил и мгновенно разрушаются на большое количество мельчайших пузырьков (диаметром 25-85 мкм), т.е. ири вибрации перфорированных дисков друг против друга увеличивается степень дисперсности пены. При смещении вибрирующих перфорированных дисков

5 друг от друга относительно соседних пар по высоте дисков 5 равнодействующие сипы еще более диспергируют газожидкостную среду.

Получение предложенным устройством мельчайших пузырьков (25-85 мкм) объясняется еще и тем, что биморфные пьезокерамические элементы вместе с дисками 5 колеблются с частотой

500- 1200 с ",амппитудой 0,05-0,6 мм.

При этом электромеханический привод (катушка 6 и сердечник 7) одновременно колеблет полый шток 3 с частотой 4-10 с, амплитудой 8-10 мм.

Возникновение высокой степени дисперсности обусловлено зависимостью сил поверхностного натяжения и сил, действующих на пузырьки со стороны жидкости (сплошной фазы). Пузырьки размером 1-2 мм способны деформироваться поэтому при дополнительной вибрации дисков 5 движение пузырьков теряет стационарный и прямолинейный характер. Это приводит к снижению коэффициента сопротивления, т.е. к разрушению пузырьков. При массовом движении диспергированных пузырьков силы взаимодействия между ними во время вибраций дисков 5 значительно изменяются, и происходит их дробление на мельчайшие пузырьки, радиус которых в несколько десятков раз меньше, чем радиус отверстий в перфорированных дисках 5.

Кроме того, при наложении дополнительных вибрационных колебаний удельная объемная поверхность контакта фаз { газ — жидкость) резко изменяется.

Путем изменения переменным резистором 12 тока, подаваемого на пьеэокерамические элементы, и подбором соответственной величины конденсатора

1084059

С можно создать оптимальный режим работы устройства для каждой из определенных рецептур, и тем самым снизить расход составляющих компонентов (кроме красителя). Частоту и/или 5 амплитуду колебаний дисков 5 можно изменять на ходу, т.е. без остановки устройства можно регулировать величину разрушения жидкостной пленки.

Герметичность узла сочленения при- 1о вода с корпусом устройства позволяет работать при повышенном или пониженном давлении, поскольку в нем отсутствуют сальниковые уплотнения на выходе полого штока 3 и нет возмож-,15 ности их частичкам попасть в вспениваеГ мую смесь, а газы (могут быть и опасные. газы) не просачиваются наружу.

Высокий КПД предлагаемого устройст-20 ва на создание колебаний дисков 5" определяет сравнительно малые энергозатраты по сравнению с известными устройствами того же назначения.

Кроме того, для приготовления пен- 25 ных красок можно использовать жидкости с различным удельным весом.

Вспененные печатные краски для печатания текстильных материалов выгружают через патрубок 16. Охлаждение проводят по известной технологии. Как показали опытные испытания, использование предлагаемого устройства позволит получить в течение 20 мин пузырьки диаметром 25-85 мкм, а в течение 30 мин — диаметром 25-35 мкм, что определяет высокую устойчивость пены, а тем самым получение четкого контура рисунка на ткани.

Испытания предлагаемого устройства показали, что при набивке триацетатной ткани на машине с ротационными сетчатыми шаблонами в результате сокращения времени приготовления пенных печатных красок для.печатания текстильных материалов в 2,2 раза и замены импортного загустителя

Ианутекс PC полиакриламидом или

КМЦ достигается экономический эффект в размере 62,3 тыс.руб. в год (испытания проводили в сравнении с базовым объектом — скоростной пропеллерной мешалкой, применяемой для получения пенных красок).

1084059 оо, о р ро оьо р ос ооо

eo O ed

%e e Оор

o4e о о р р оооо о

Составитель О. Волошина

Редактор Л, Веселовская ТехредИ.Надь Корректор О. Билак

Заказ 1857/7 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

CIO

4e44ooe еее44а4 ооооо оо о р еееее О о — ррооооооо о доо ер% о оо оооо оор ор оо оо о оооооо

4ОО оо оооооо р оо о рооe ее рор аеее

eo oog оо

= рЪооЪОрр роо Оор о ео

О 0 рорро

Oро/ ор

eeeoe4eeо4"„ р р e eeoc,> оораоо

o+ „o

oo "oo

oo ooo орооо

oogo o oooo о o o oo оо второ оодо <оооо о

oo Og< o рО о ойдо о, о„о оооо

ooooо „оо

44ð о

o ooge

oe eeoooe

ОЯ р 040 оо е р «o+o О о„ о

oooo - ee оо 40оро оооо о оо„ооо

onoO o = р ойдо