Смеситель

Смеситель

Реферат

 

Изобретение относится к области перемешивания и может быть использовано в нефтехимической, пищевой, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания и гомогенизации. Смеситель содержит корпус с патрубками подвода и отвода и проточной камерой. В проточной камере размещен кавитатор, выполненный в виде ступицы с лопастями. Кавитатор установлен с возможностью вращения. Смеситель снабжен дополнительными подпружиненными лопастями, установленными на ступице перпендикулярно ее оси за основными полостями по ходу потока. Ступица выполнена в виде конуса с основанием, направленным в сторону патрубка отвода. 2 ил.

Изобретение относится к области перемешивания и может быть использовано в нефтехимической, пищевой, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Цель изобретения интенсификация процесса перемешивания и диспергирования. На фиг. 1 представлен общий вид смесителя в разрезе; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1. Смеситель содержит корпус с патрубками подвода 1 и отвода 2 и проточной камерой 3. В проточной камере 3 размещен кавитатор, выполненный в виде ступицы 4 с лопастями 5. Кавитатор установлен с возможностью вращения. Смеситель снабжен дополнительными подпружиненными лопастями 6, установленными на ступице 4 перпендикулярно ее оси за основными лопастями 5 по ходу потока. Ступица 4 выполнена в виде конуса с основанием, направленным в сторону патрубка 2 отвода. Смеситель работает следующим образом. Поток обрабатываемой смеси поступает через патрубок подвода 1 в проточную камеру 3, где за счет уменьшения сечения скорость смеси увеличивается и составляет 7-8 м/с. При попадании на лопасти 5 кавитатора поток смеси закручивается, приводя во вращение кавитатор. При вращении ступицы 4 кавитатора на лопасти 6 действуют центробежные силы и они выдвигаются из ступицы 4, сжимая пружины 7. При уравновешивании центробежных сил и силы, возникающей при сжатии пружин 7, лопасти 6 занимают устойчивое положение. При увеличении расхода смеси скорость вращения вначале увеличивается и лопасти 6 несколько выдвигаются, что приводит к увеличению размеров каверны за счет увеличения площади лопастей 6, участвующих в образовании кавитационных пузырьков. Это обеспечивает стабилизацию удельного подвода энергии при кавитационной обработке. С другой стороны, увеличивающееся загромождение лопастей 6 ведет к тому, что скорость потока ограничивается, что не позволяет кавитатору превышать допустимое количество оборотов, и она не повреждается. При снижении расхода скорость потока вначале падает, но при опускании лопастей 6 загромождение уменьшается, что позволяет увеличить скорость потока и сохранить стабильность кавитационной обработки. Поток смеси, закрученный лопастями 5, увеличивает свою скорость при одновременном снижении давления и на задних кромках лопастей 5 начинают образовываться первичные кавитационные пузырьки. Попадая на лопасти кавитатора 6, в потоке начинается генерирование вторичных кавитационных пузырьков. Одновременно первичные кавитационные пузырьки продолжают увеличивать свой размер. Первичные и вторичные кавитационные пузырьки замыкаются за кавитатором с образованием кавитационной каверны, в хвостовой части которой происходит схлопывание кавитационных пузырьков и образуются поля кумулятивных микроструй со скоростями порядка 10⁴ м/с и ударными давлениями 10⁵ кГс/см², которые оказывают интенсивное диспергирующее воздействие на обрабатываемую смесь. Причем интенсивность тем выше, чем больше количество пузырьков и больше их размеры. Закручивая поток смеси на лопастях 5 и раскручивая его на лопастях 6, создаются условия снижения порога скорости, при которой за кавитатором 6 образуется каверна. Кроме того, кавитатор 6 обтекается парожидкостной смесью (жидкость + кавитационные пузырьки), что существенно снижает момент сопротивления вращению кавитатора от вязкого трения, так как вязкость указанной смеси ниже вязкости жидкости. Выполнение ступицы 4 конусной формы обеспечивает нарастание скорости потока при движении смеси вдоль ступицы за счет сужения. Увеличение скорости обеспечивает пропорциональное снижение давления в этой зоне и не позволяет кавитационным пузырькам схлопнуться за крыльчаткой 4, и одновременно создает условия их роста. Использование изобретения позволяет повысить интенсивность процесса диспергирования и перемешивания за счет обеспечения автоматического поддержания требуемого режима обработки в смесителе.

Формула изобретения

Смеситель, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода и проточной камерой, внутри которой размещен кавитатор, выполненный в виде ступицы с лопастями, установленной с возможностью вращения, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания и диспергирования, он снабжен дополнительными подпружиненными лопастями, установленными на ступице перпендикулярно ее оси за основными лопастями по ходу потока, а ступица выполнена в виде конуса с основанием, направленным в сторону патрубка отвода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2