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, с концентрично установленными в ней ротором и статором с радиальными каналами. Центральная часть ротора имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и, по крайней мере, с двумя концентричными кольцевыми выступами на боковой поверхности. На внутренней поверхности усеченного конуса центральной части ротора установлены лопасти. Технический результат: повышение однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности за счет увеличения относительных скоростей взаимодействующих фаз. 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.

Известен роторно-импульсный аппарат (а.с. СССР № 725691, кл. B01F 7/28, 1975 г.), который состоит из корпуса с размещенным 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 данном 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" (патент 2299091, кл. B01F 7/28, 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 степень ее дисперсности в случае высокой вязкости исходных компонентов.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности.

Поставленная задача достигается 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, с концентрично установленными в ней ротором и статором с радиальными каналами, при этом 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, что на внутренней поверхности усеченного конуса центральной части ротора установлены лопасти.

Известно, что достижение высокой степени дисперсности эмульсий связано с увеличением относительных скоростей взаимодействующих фаз. В данной конструкции такой эффект достигается за счет наличия лопастей на внутренней поверхности усеченного конуса центральной части ротора.

Лопасти при вращении ротора способствуют дополнительному диспергированию компонента эмульсии на мелкие капли, размер которых зависит от геометрических параметров лопастей, гидродинамических параметров потока, мощности привода и скорости вращения статора. 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. 1 приведен поперечный разрез устройства, а на фиг. 2 – сечение ротора с лопатками.

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 ротора 7 имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и кольцевые выступы на боковой поверхности. На внутренней поверхности усеченного конуса закреплены одним из известных способов лопасти 8. 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 11 в обечайке рабочей камеры.

Аппарат работает следующим образом. В центральную часть 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. Часть потока ударяется о поверхность углубления в центральной части ротора 7, струя дробится на капли, которые после отражения подхватываются потоком второго компонента и взаимодействуют с лопастями 8. При этом имеет место двойной эффект. Во-первых, происходит ударное воздействие на поток при контакте с поверхностью лопасти, приводящее к интенсификации пульсаций давления, что обеспечивает дробление одного из компонентов на более мелкие капли, которые после отражения подхватываются потоком второго компонента. Во-вторых, вращение лопастей 8 приводит к закручиванию потока эмульсии, при этом 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. Такой двойной эффект обеспечивает эффективное многоступенчатое предварительное дробление одного из компонентов на более мелкие капли и позволяет получать достаточно однородный состав эмульсии.

Далее, проходя через периодически перекрывающиеся каналы в цилиндрах 9 ротора и цилиндрах 10 статора, эмульсия подвергается совместному действию знакопеременного давления, микротечений и развитой турбулентности. Под их воздействием происходит окончательное тонкое диспергирование и образуется эмульсия требуемого качества, которая выводится из аппарата через патрубок 11.

Применение данного технического решения позволит повысить степень однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности путем дополнительного гидродинамического воздействия на компоненты эмульсии за счет установки лопастей на внутренней поверхности усеченного конуса в центральной части ротора.

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, с концентрично установленными в ней ротором и статором с радиальными каналами, при этом 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 на внутренней поверхности усеченного конуса центральной части ротора установлены лопасти.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для выдачи смеси материалов для ухода за полостью рта. В одном аспекте изобретение может представлять собой выдачное устройство (400), содержащее корпус (410), имеющий первую резервуарную камеру (430), содержащую первый материал (431) для ухода за полостью рта, и вторую резервуарную камеру (440), содержащую второй отличающийся материал (441) для ухода за полостью рта; смесительную камеру (450), расположенную в корпусе, смесительный винт (470), расположенный в смесительной камере и имеющий приводное устройство (471) для вращения смесительного винта; первое подающее отверстие (434) для введения первого материала для ухода за полостью рта в смесительную камеру и второе подающее отверстие (444) для введения второго материала для ухода за полостью рта в смесительную камеру, выдачной наконечник (460) для выдачи смеси первого и второго материалов для ухода за полостью рта, при этом вращение смесительного винта затягивает первый и второй материалы для ухода за полостью рта в смесительную камеру и выталкивает смесь первого и второго материалов для ухода за полостью рта из наконечника.

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

Изобретение относится к способу получения пастообразных моющих и чистящих композиций. Описан способ получения пастообразной моющей композиции, включающий примешивание/смешивание частиц моющей композиции с жидкостью, используя статор/роторную установку смешивания для получения пастообразной моющей композиции, в которой статорная часть установки включает чашу/емкость, которая может удерживаться потребителем, а также способ предварительной обработки предмета одежды/ткани.

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно энергетического и химического, и предназначено для получения тонкодисперсных стойких эмульсий, в том числе - водотопливных.

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 способам для разрыхления, растаривания, перемешивания сыпучих материалов в гибкой таре: контейнерах, мешках, Биг-бэгах многоразового использования.

Изобретение принадлежит области машиностроения и относится к перемешивающим устройствам. Оно может быть применено в химической, строительной, пищевой промышленности как устройство, необходимое для интенсификации тепломассообменных процессов, для выравнивания концентраций и температур во всем объеме жидкости.

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

Миксер для смешивания по меньшей мере двух текучих компонентов содержит корпус (3) миксера, который имеет выпускное отверстие (7) для компонентов, имеющий по меньшей мере один смешивающий элемент (4), расположенный в корпусе (3) миксера, для смешивания компонентов, имеющий по меньшей мере два отдельных впускных канала (5, 6), через которые компоненты могут быть введены в область смешивающего элемента (4) отдельно друг от друга, при этом каждый впускной канал (5, 6) выполнен с возможностью взаимодействия, с обеспечением уплотнения, с одним соответствующим выпускным каналом (84, 921) контейнера (8) для хранения или камеры (91, 92), и при этом по меньшей мере один из впускных каналов (5) выполнен на конце, предназначенном для взаимодействия с выпускным каналом (84), в виде протыкающего элемента (51) для открытия соединительного потока между контейнером (8) для хранения или камерой (91, 92) и данным впускным каналом (5).

Изобретение относится к устройству для перемешивания жидкого вещества и твердого вещества в виде скапливающихся частиц, содержит бак (200), в котором расположена лопастная мешалка (800), вращающаяся вокруг оси (810), причем мешалка оборудована направляющей поток трубой (210), а бак (200) также содержит статическое препятствие (830), в основном центрованное вокруг упомянутой оси, в продолжении мешалки.

Изобретение относится к способу изготовления однофазной фазостабильной жидкости. Способ заключается в том, что на первом этапе смешивают липофильную жидкость с гидрофильной жидкостью так, что образуется смесь жидкостей, на втором этапе статическое давление смеси устанавливают ниже давления пара по меньшей мере одной из жидкостей так, что, посредством так называемой интенсивной кавитации, образуются кавитационные пузыри, и на третьем этапе кавитационные пузыри схлопываются, причем образуется однофазная фазостабильная жидкость.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в двухтопливных системах питания автотракторных дизелей при смешивании минерального и растительного компонентов смесевого топлива.

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

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 может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен насос-дозатор смесевого топлива, содержащий корпус 1, окно 2 входа основного и дополнительного топлив, окно 3 выхода смесевого топлива, вращающуюся шестеренную пару 4, каналы подвода основного 5 и дополнительного 6 топлив. Окно 2 входа имеет форму прямоугольника, длина горизонтальной стороны которого равна ширине зубьев вращающейся шестеренной пары 4. В окне 2 входа вертикально установлена подвижная заслонка 7 с возможностью перемещения вдоль горизонтальной стороны окна 2, за счет чего осуществляется дозирование соотношения основного и дополнительного топлив в объеме смесевого топлива. Технический результат - повышение точности и оперативности регулирования состава смесевого топлива, повышение однородности смеси. 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, с концентрично установленными в ней ротором и статором с радиальными каналами. Центральная часть ротора имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и, по крайней мере, с двумя концентричными кольцевыми выступами на боковой поверхности. На внутренней поверхности усеченного конуса центральной части ротора установлены лопасти. Технический результат: повышение однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности за счет увеличения относительных скоростей взаимодействующих фаз. 2 ил.

Наверх