Способ получения эмульсий

 

Изобретение относится к технике смешения реагентов и может быть использовано в различных химических технвлогиях, в частности при приготовлении водотопливных эмульсий. Целью изобретения является повышение интенсивности диспергирования и перемешивания. Способ получения эмульсий включает кавитационную обработку смешиваемых материалов при постоянной cкopoctи их протекания через кавитатор. На каверну по всему объему воздействуют вибрацией с частотой, равной или кратной частоте колебаний хвостовой части каверны. 1 ил,. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)5 В 01 F 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4805313/26 (22) 23.03,90 (46) 23.02.92, Бюл,№7 (71) Институт технической теплофизики

АН УССР (72) Ф.С.Добкин и А.Ф.Немчин (53) 66.063 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 781240, кл, D21 В 1/36, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ (57) Изобретение относится к технике смешения реагентов и может быть использоваИзобретение относится к технике смешивания реагентов и может быть использовано в различных областях химической технологии, в частности, для приготовления водотопливных эмульсий.

Известен способ получения эмульсий, согласно которому на, перемешиваемые компоненты накладывают вибрацию, а затем эмульсию подвергают кавитационной обработке, f

Недостатком этого способа является низкое качество эмульгирования. Параметры вибрационных воздействий являются переменными величинами, так как они зависят от гидродинамических характеристик потока перемешиваемых компонентов, которые в процессе эмульгирования могут изменяться, т,е. вибрационное воздействие нерегулируемое, а размером дисперсной фазы и качеством эмульгирования управлять нельзя. Кавитация в этом способе является дополнИтельным фактором, способствующим интенсификации смешения. Действие вибрации и кавитации является набором после Ы 1713628 А1 но в различных химических технвлогиях, в частности при приготовлении водотопливных эмульсий. Целью изобретения является повышение интенсивности диспергирования и перемешивания. Способ получения эмульсий включает кавитационную обработку смешиваемых материалов при постоянной скорости их протекания через кавитатор. На каверну по всему объему воздействуют вибрацией с частотой, равной или кратной частоте колебаний хвостовой части каверны, 1 ил,. 1 табл. довательного действия двух независимых интенсифицирующих факторов, Известен способ, согласно которому обработку компонентов смеси производят сначала путем образования кавитационной каверны, а затем воздействуют на,смесь гидроударом, В этом способе кавитационная суперкаверна существует периодически, т.е. диспергирующее действие ка вита ции производится перибдически при существовании суперкаверны, Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ, согласно которому смешение производят путем кавитационной обработки, которая создается при протекании через кавитатор потока обрабатываемой среды с постоянной скоростью.

Недостаток известного способа — относительно низкое качество эмульгирования, так как диспергирование компонентов смеси производится одним интенсифицирующим фактором — кавитацией.

1713628

Цель изобретения — повышение интенсивности диспергирования и перемешивания.

Указанная цель достигается тем, что сначала осуществляют кавитационную обработку смешиваемых материалов при постоянной скорости последних, а затем воздействуют на весь объем каверны вибрацией с частотой, равной или кратной частоте колебаний хвостовой части каверны.

При обтекании кавитатора потоком перемешиваемых компонентов за ним образуется каверна, которая существует постоянно, Хвостовая часть каверны распадается на поле кавитационных пузырьков, которые, схлопываясь, осуществляют кавитационную обработку путем образования сверхскоростных кумулятивных микроструек. Причем, чем меньше размер кавитационного пузырька, тем больший кумулятивный эффект он создает при схлопывании. Наложение на весь объем суперкаверны вибрации с частотой равной или кратной частоте колебаний хвостовой части суперкаверны стимулирует увеличение количества отрывающихся от суперкаверны кавитационных пузырьков более мелких размеров. Возникает резонанс. При этом увеличивается кинетическая энергия, генерируемая суперкаверной в поток, возрастает кумулятивный эффект, образующийся при схлопывании мелких кавитационных пузырьков, Кинетическая энергия кавитационного пузырька от совместного одновременного действия кавитации и вибрации больше, чем кинетическая энергия того же пузырька от последовательного воздействия вибрации и кавитации, Отличия предлагаемого способа заключаются в том, что на смесь перемешиваемых компонентов, образованную под действием постоянно существующей суперкаверны, и саму суперкаверну воздействуют вибрацией, что приводит к повышению качества эмульгирования.

На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа, На столе вибратора 1 электродинамического вибростенда устанавливается кронштейн 2, в котором закрепляется рабочий участок эмульгатора 3, соединенный гибкими резиновыми муфтами 4 с входным трубопроводом 5 и выходным эмульсионным трубопроводом 8. Во входном трубопроводе

5 установлен суперкавитатор 6.

Устройство работает следующим образом.

При движении перемешиваемых компонентов по входному трубопроводу за супер10 кавитатором 6 образовывается суперкаверна 7, от которой открываются кавитационные пузырьки. Включается вибростенд, Частота колебаний стола вибростенда устанавливается равной часто15 те отрыва пузырьков. На суперкаверну накладываются вынужденные колебания, увеличивается число отрывающихся кавитационных пузырьков на 15%. Полученная эмульсия поступает в эмульсионныйтрубоп20 ровод.

Устройство выполнено в виде действующего макета. При получении водотопливной эмульсии в трубопровод 5 подают 10 воды и 90о дизельного топлива под давлением

25 1,5 атм при 18 С. Устанавливается кавитатор — суперкавитационная крыльчатка, профиль-клин, относительный шаг лопасти

1. При.числе кавитации 0,5 частота колебаний хвостовой части суперкаверны состав30 ляет 46 Гц, Включается вибростенд и устанавливаются частота и ускорение вибрации.

Результаты опытов приведены в таблице, 35 Положительный эффект заключается е снижении размера частиц дисперсной фазь. и равномерном распределении дисперсноР фазы в дисперсной среде.

40 Формула изобретения

Способ получения эмульсий, включаю. щий кавитационную обработку смешивае. мых материалов при постоянной скорост их протекания через кавитатор, о т л и ч а ю.

45 шийся тем, что, с целью повйшени интенсивности диспергирования и перемешивания, воздействуют на каверну по всем объему вибрацией,с частотой, равной ил кратной частоте колебаний хвостовой част

50 каверны.

1713628

30

Составитель Ф.Добкин

Техред М,Моргентал Корректор M,Ïîæî

Редактор А,Козориз

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

Заказ 646 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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