ДИСПЕРГАТОР ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ
DISPERSER OF LIQUID PRODUCTS

Изобретение относится к устройствам для диспергирования жидких продуктов, преимущественно расплавов минеральных удобрений, и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.
Известен вибрационный диспергатор расплавов, содержащий перфорированную оболочку, патрубок для ввода жидкости, источник возбуждающих колебаний, а также систему регулирования, обеспечивающую возможность получения монодисперсного гранулометрического состава продукта при изменении расхода диспергируемой жидкости [1].
В известном устройстве благодаря наложению принудительных возбуждающих колебаний и системе регулирования увеличивается количество однородных по величине капель на выходе из отверстий перфорированной оболочки.
Однако воздействие регулирующего органа направлено не на изменение частоты возбуждающих колебаний, а на поддержание постоянного расхода жидкости через диспергатор, лишая тем самым производство в целом возможности изменять нагрузку, что негативно сказывается на его работе.
Другим недостатком известного вибрационного диспергатора является чрезвычайная сложность состоящей из множества элементов системы принудительного регулирования, понижающая надежность ее работы.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому эффекту является диспергатор жидких продуктов, преимущественно расплавов минеральных удобрений, содержащий корпус с перфорированным днищем, вертикальный патрубок для ввода жидкого продукта и источник возбуждающих колебаний [2].
В известном устройстве диспергируемая жидкость, истекая из отверстий перфорированной оболочки, под воздействием колебаний источника распадается на однородные по величине капли.
При номинальной нагрузке частота колебаний источника совпадает с собственной частотой образования капель при распаде струй, зависящей согласно теории Рэлея от расхода жидкости и диаметра отверстий. Перфорированное днище диспергатора имеет отверстия одинакового диаметра, поэтому собственная частота образования капель изменяется только в зависимости от расхода диспергируемой жидкости, т.е. от нагрузки.
Недостатком вышеуказанного изобретения является невозможность обеспечивать однородный гранулометрический состав капель в широком диапазоне нагрузок по расплаву, возникающая из-за неспособности использованного источника вибраций изменять их частоту.
Задачей изобретения является расширение диапазона изменения нагрузок, при которых возможен процесс образования капель одинакового размера.
Поставленная цель достигается тем, в диспергаторе жидких продуктов, преимущественно расплавов минеральных удобрений, содержащем корпус с перфорированным днищем, вертикальный патрубок для ввода жидкого продукта и источник возбуждающих колебаний, согласно изобретению патрубок снабжен размещенным внутри него подвижным соплом, установленным с возможностью его вертикального перемещения, а источник колебаний выполнен в виде размещенной на выходе из сопла натянутой упругой нити, которая кинематически связана с соплом посредством системы рычагов, при этом натяжение нити осуществляют весом столба жидкости над соплом.
На чертеже схематически представлена конструкция предлагаемого диспергатора жидкости.
Диспергатор состоит из корпуса 1 с вертикальным патрубком 2 для ввода диспергируемой жидкости и перфорированным днищем 3 и самонастраивающегося устройства в виде упругой металлической нити 4, закрепленной в подвижных рычагах 5, а также подвижного сопла 6, установленного в патрубке 2. Сопло имеет возможность совершать перемещения по оси патрубка.
Диспергатор работает следующим образом.
Поток диспергируемой жидкости, поступающий через вертикальный патрубок 2 и подвижное сопло 6 в корпус 1, создает над соплом определенный уровень жидкости, зависящий от ее расхода. При этом вес столба диспергируемой жидкости с помощью системы рычагов 5 преобразуется в натяжение упругой металлической нити 4, от которого зависит частота собственных колебаний нити. Таким образом, при непрерывном изменении расхода изменяются вес столба жидкости, натяжение упругой нити и частота ее собственных колебаний, совпадающая, в свою очередь, с резонансной частотой образования капель при распаде струй жидкости при изменившемся расходе.
Пример 1.
Диспергатор жидкостей снабжали источником возбуждающих колебаний, представляющим собой упругую нить в виде проволоки из стали 12Х18Н10Т диаметром d=1,6 мм, длиной l=140 мм. Размеры сопла: ширина b=8 мм, длина а=60 мм.
1
2
1
2
3
3
В ходе эксперимента расход диспергируемой жидкости изменяли в диапазоне от V=5,2 м/ч до V=11,3 м/ч. Резонансная частота распада струй и частота колебаний нити изменялись синхронно в пределах от f=249 Гц до f=546 Гц, изменение высоты столба жидкости над соплом составило ΔН=1,52 м. Во всем диапазоне нагрузок наблюдался регулярный распад струй жидкости с образованием однородных капель.
Пример 2.
Нить - проволока из стали 12Х18Н10Т с параметрами d=1,2 мм, l=140 мм. Сопло: ширина b=4 мм, длина а=50 мм.
1
2
1
2
3
3
Расход жидкости через диспергатор изменялся от V=2,4 м/ч до V=6,3 м/ч. При этом резонансная частота распада струй и частота колебаний нити синхронно изменялись в пределах от f=240 Гц до f=637 Гц, изменение высоты столба жидкости ΔН=3,34 м. В процессе диспергирования во всем диапазоне происходил регулярный распад струй жидкости, наблюдались однородные капли.
Из примеров 1 и 2 следует, что изобретение позволяет добиться получения монодисперсного грануляционного состава при изменении диапазона нагрузки по диспергируемой жидкости в широких пределах - как минимум в 2,6 раза.
Источники информации
1. SU Авторское свидетельство №1719047, МПК B01J 2/02, 1992 г.
2. SU Авторское свидетельство №856529, МПК B01J 2/02, 1981 г.