Смесительное устройство для смешивания жидких или пастообразных ингредиентов в потоке жидкости

 

Изобретение относится к области гидравлики, реологии, гидродинамики. Смесительное устройство состоит из подводящей и отводящей магистралей эжектора с конфузором, узла подачи жидких и пастообразных ингредиентов. Жидкие и пастообразные ингредиенты размещены в отдельной емкости, которая установлена в герметичном корпусе с крышкой. Установлена полая игла, жестко связанная с эжектором в зоне выходного сечения конфузора эжектора. Емкость для размещения жидких и пастообразных ингредиентов выполнена в виде блока-капсулы, состоящего из жесткого каркаса, эластомерного материала и выходной горловины с запорным узлом. Игла выполнена полой с острой оконечностью, диаметр и длина иглы соответствуют заранее установленному расходу жидких и пастообразных ингредиентов. Запорный узел представляет собой прорывную мембрану, герметично установленную на торце горловины блока-капсулы. Каркас блока-капсулы выполнен в виде конструкции с равномерно распределенными по окружности тремя лучами. Техническим результатом является повышение интенсивности и быстроты процесса смешивания жидких и пастообразных ингредиентов в потоке жидкости, получение смесей с определенной малой концентрацией подмешиваемой среды (ингредиента) в заданный объем жидкости, расширение спектра возможных ингредиентов для смешивания, в том числе паст, наполненных высокомолекулярными полимерами, вязкими жидкостями с особыми физико-механическими свойствами (тиксотропия и т.п.). 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области гидравлики, реологии, гидродинамики и может быть использовано в различных областях промышленности (химическая, легкая, пищевая промышленность, коммунальное хозяйство, пожаротушение и т.п.), особенно в тех случаях, когда требуется интенсивное и равномерное перемешивание жидких и пастообразных сред (ингредиентов) в жидкости за относительно малое время.

Известны технические решения по смешиванию жидких ингредиентов в потоке жидкости (патент N 2022630 РФ и др.).

Наиболее близким к заявляемому является устройство по патенту US 5053206 A, кл. В 01 F 1/00, 01.10.91 г., которое содержит эжектор с конфузором, подводящую и отводящую магистрали, узел подачи ингредиентов в виде герметичного корпуса с крышкой, имеющего линию подвода жидкости из подводящей магистрали к корпусу.

Отсутствие раздельного хранения смешиваемой жидкой среды (ингредиента) с потоком в трубе, непосредственное взаимодействие потока с жидким ингредиентом, особенно с такими, которые могут вступать в физико-химическое взаимодействие, приводящее к изменениям их структуры, делает невозможным использование этого технического решения в ряде случаев смешения жидких ингредиентов. Особенно неблагоприятно непосредственное соединение пастообразных ингредиентов (высокомолекулярных полимеров), которые при соединении с жидкой средой из-за своей гигроскопичности склонны к комкованию.

Предлагаемое смесительное устройство лишено отмеченных недостатков и направлено на повышение интенсивности и быстроты процесса смешивания жидких или пастообразных ингредиентов в потоке жидкости, получения смесей с определенной малой концентрацией подмешиваемой среды (ингредиента) в заданный объем жидкости, расширения спектра возможных ингредиентов для смешивания, в том числе паст, наполненных высокомолекулярными полимерами, вязкими жидкостями с особыми физико-химическими свойствами (тиксотропия и т.п.).

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - конструктивная схема горловины блок-капсулы; на фиг.3 - конструктивная схема смесительного устройства, выполненного в виде двух модулей-смесителей.

Устройство состоит из подводящего патрубка 1, эжектора 3 с конфузором 4, магистрали 5 подвода жидкости из основного потока и подачи ее в корпус 9 с крышкой 6, в который помещен блок-капсула 7, полой иглы 8, жестко соединенной с корпусом эжектора в области выходного сечения конфузора. На входе и выходе магистрали потока жидкости установлены краны 2 и 11, которые соединены общей тягой 10.

На горловине 13 блок-капсулы герметично установлена прорывная мембрана 15.

Каркас 12 блок-капсулы представляет собой конструкцию с равномерно распределенными по окружности тремя лучами.

Устройство работает следующим образом.

Поток жидкости поступает в подводящую магистраль 1 и далее, минуя кран 2, поступает в конфузор 4 эжектора 3, где за счет поджатия потока жидкости происходит увеличение его скорости и, соответственно, понижение статического давления. Перед эжектором 3 отбирается жидкость и по магистрали 5 поступает в корпус 6 с установленной в нем блок-капсулой 7 с исходным жидким или пастообразным ингредиентом, которая своей горловиной через иглу (нож), прорвав мембрану 15, состыковывается с эжектором 3.

Обтюрирующая втулка 14 с мембраной 15 фиксируется на горловине 13 блока-капсулы 7 крышкой 16.

В случае, когда требуется заменить блок-капсулу 7 в процессе работы смесительного устройства без его остановки, или, когда используется другой ингредиент в процессе одновременного смешения разных ингредиентов, предлагаемое устройство выполняется из двух (и более) идентичных модулей - смесителей, работающих по описанному выше принципу.

Формула изобретения

1. Смесительное устройство, включающее в себя эжектор с конфузором, узел подачи жидких пастообразных ингредиентов, подводящую и отводящую магистрали, отличающееся тем, что жидкие и пастообразные ингредиенты размещены в отдельной емкости, которая установлена непосредственно в герметичном корпусе с крышкой, установлена игла, жестко связанная с эжектором в зоне выходного сечения конфузора эжектора, причем емкость для размещения жидких и пастообразных ингредиентов выполнена в виде блока-капсулы, состоящего из жесткого каркаса, эластомерного материала и выходной горловины с запорным узлом, игла выполнена полой с острой оконечностью, диаметр и длина иглы соответствуют заранее установленному расходу жидких и пастообразных ингредиентов, запорное устройство представляет собой прорывную мембрану, герметично установленную на торце горловины блока-капсулы.

2. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что каркас блока-капсулы выполнен в виде конструкции с равномерно распределенными по окружности тремя лучами.

3. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде двух и более аналогичных устройств, соединенных параллельно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3