УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ

Данное техническое решение относится к устройствам для гомогенизации жидкотекучих гетерогенных смесей, а именно к устройствам для приготовления эмульсий, и может быть использовано в химической промышленности и энергетике.
Известно устройство для приготовления эмульсий, содержащее полый корпус, выполненный в виде последовательно установленных и гидравлически соединенных между собой, камеры для предварительного смешения компонентов с патрубками для ввода гидрофильной и гидрофобной составляющих эмульсии и камеры системы побудителей волнообразования в виде цилиндров, расположенных скрещенно-последовательно в поперечных сечениях камеры, выполненной в виде канала прямоугольного сечения, с патрубком для выпуска готовой смеси. (Патент РФ 2044960, F23K 5/00, 1992 г.)
Данное устройство по технической сущности и достигаемому результату наиболее близко к предложенному, и поэтому принято за прототип.
Устройство работает следующим образом. В жидкость, протекающую через проточные камеры по соответствующим патрубкам, подаются компоненты смеси. В камере системы побудителей волнообразования, происходит гомогенизация и диспергирование смеси, что позволяет получать эмульсии при сравнительно низких энергетических затратах.
Недостаток известного устройства заключается в плохом качестве гомогенизации смеси.
Задачей данной разработки является повышение качества гомогенизации эмульсий.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для приготовления эмульсий, содержащее полый корпус, выполненный в виде последовательно установленных и гидравлически соединенных между собой, камеры для предварительного смешения компонентов с патрубками для ввода гидрофильной и гидрофобной составляющих эмульсии и камеры системы побудителей волнообразования в виде цилиндров, расположенных скрещенно-последовательно в поперечных сечениях камеры, выполненной в виде канала прямоугольного сечения, с патрубком для выпуска готовой смеси, дополнительно снабжено, установленной перед камерой системы побудителей волнообразования, камерой интенсивной турбулизации смеси, выполненной в виде канала прямоугольного сечения, на внутренних стенках которого выполнены вихрегенераторы в виде конусообразных лунок овальной формы и прямоугольного сечения длиной в 2,5-3,0 раза больше их ширины, расположенных рядами под углом 45° к направлению движения потока с образованием прямого угла между лунками в сопряженных рядах.
На фиг. 1 схематично изображен пример выполнения устройства.
На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1
Устройство для приготовления эмульсий, содержит полый корпус 1 (фиг. 1), выполненный в виде последовательно установленных и гидравлически соединенных между собой, камеры 2 для предварительного смешения компонентов с патрубками 3 и 4 для входа гидрофильной и гидрофобной составляющих эмульсии, соответственно, камеры 5 системы побудителей волнообразования в виде цилиндров 6, расположенных скрещенно-последовательно в поперечных сечениях камеры, выполненной в виде канала прямоугольного сечения (фиг. 2) и патрубка 7 для выпуска готовой смеси, а также, установленную перед камерой системы побудителей волнообразования, камеру 8 интенсивной турбулизации смеси, выполненную в виде канала прямоугольного сечения, на внутренних стенках которого выполнены вихрегенераторы 9 в виде конусообразных лунок овальной формы и прямоугольного сечения (фиг. 3) длиной L=2,5-3,0B, где B - ширина лунки, расположенных рядами под углом 45° к направлению движения потока с образованием прямого угла между лунками в сопряженных рядах.
Устройство работает следующим образом.
Составляющие эмульсии - вода и масло индустриальное, по патрубкам 3 и 4 подаются внутрь корпуса 1 устройства и поступают в камеру 2 для предварительного смешения компонентов, а из нее в прочие камеры устройства. В процессе движения смесь попадает в камеру 8, где при обтекании вихрегенераторов 9, происходит турбулизация пограничного слоя и потока в целом. Затем смесь попадает в камеру 5 системы побудителей волнообразования, где происходит интенсивное диспергирование составляющих смеси и ее гомогенизация за счет процессов кавитации, генерируемых системой цилиндров 6. Готовая смесь выводится из устройства через патрубок 7 для выпуска готовой смеси.
Установлено, что наиболее интенсивной турбулизации соответствует выполнение вихрегенераторов в виде конусообразных лунок овальной формы длиной в 2,5-3,0 раза больше их ширины и расположенных рядами под углом 45° к направлению движения потока с образованием прямого угла между лунками в сопряженных рядах. При оптимальном объемном расходе смеси, но иных формах и размерах вихрегенераторов, эффект гомогенизации будет или недостаточен для приготовления качественной смеси в предложенном устройстве, или энергетические потери будут возрастать без улучшения достигнутого качества эмульсии.
Сравнительные исследования с использованием цветных красителей качества гомогенизации гидрофобных и гидрофильных жидкостей в предложенном устройстве, показали, что при одинаковых энергетических затратах смесь имеет более равномерную окраску, чем эмульсии полученные с помощью известного устройства.
Оснащение устройства для приготовления эмульсий камерой интенсивной турбулизации смеси, на внутренних стенках которой расположены вихрегенераторы, расширяет возможности использования тонкодисперсных высокогомогенных эмульсий в различных отраслях промышленности и коммунальном хозяйстве.