ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ

Полезная модель относится к смесительным устройствам и может быть применено для приготовления однородных смесей и эмульсий.
Имеющиеся смесители характеризует низкая интенсивность процесса смешивания из-за образования потоков жидкости недостаточно полно смешиваемых между собой (например: Брагинский Л.Н. и др. Перемешивание в жидких средах. - Л.: Химия, 1984, с.323, рис.14.2., а.с. №1443950, B01F 5/06, 1988, а.с. №2014879, B01F 5/00, 1994). Кроме того, они обладают определенной конструктивной сложностью, т.к. состоят из нескольких, сборных между собой элементов.
Известен также гидродинамический смеситель (а.с. №1349057 B01F 5/00, 1997 - прототип) содержит проточную камеру с установленным в ней кавитатором в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием в сторону входной части камеры. Кавитатор имеет прорези пирамидальной формы, расположенные под острым углом к его оси и направленные вершиной по ходу потока. Жидкость, попадая в прорези, закручивается и за счет сужения увеличивает скорость потока до образования кавитационного режима течения.
Указанный смеситель не может эффективно работать в силу конструктивного решения. Основной диспергирующий элемент (кавитатор) расположен в диффузоре, где расширяющийся поток жидкости теряет свои скоростные характеристики и следовательно уменьшается вероятность возникновения кавитации. Кроме того, достаточно большой зазор между стенками диффузора и кавитатором предполагает течение жидкости по наименьшему сопротивлению, т.е. маловероятно, чтобы жидкость текла по прорезям пирамидальной формы и закручивалась. Для повышения эффективности смешивания необходимо повышенное давление, повышающее одновременно и энергозатраты. Кроме того, элементы смесителя представляются достаточно сложными конструктивными деталями, что также снижает эффективность применения устройства в целом.
Технический результат - повышение эффективности перемешивания.
Для достижения указанного технического результата в гидродинамический смеситель содержащий входной и выходной патрубки и расположенную между ними проточную камеру с установленным в ней кавитатором, дополнительно введены регулятор давления, датчик амплитуды колебаний и регулируемый вентиль, причем кавитатор выполнен в виде эластичного элемента, который соединен с регулятором давления, датчик амплитуды колебаний установлен снаружи проточной камеры, а регулируемый вентиль установлен на входной патрубок, причем регулятор давления связан с датчиком амплитуды колебаний и регулируемым вентилем.
На фиг. представлена схема гидродинамического смесителя.
Гидродинамический смеситель содержащий входной 1 и выходной 2 патрубки и расположенную между ними проточную камеру 3 с установленным в ней кавитатором 4, дополнительно в устройство введены регулятор давления 5, датчик амплитуды колебаний 6 и регулируемый вентиль 7, причем кавитатор 4 выполнен в виде эластичного элемента, который соединен с регулятором давления 5, датчик амплитуды колебаний 6 установлен снаружи проточной камеры 3, а регулируемый вентиль 7 установлен на входной патрубок 1, причем регулятор давления 5 связан с датчиком амплитуды колебаний 6 и регулируемым вентилем 7.
Устройство работает следующим образом. Смешиваемые компоненты подаются в смеситель через вентиль 7 и входной патрубок 1 и начинают двигаться по поточной камере 3 по направлению к выходному патрубку 2. Перемешивание компонентов жидкости происходит вследствие возникновения автоколебаний кавитатора 4, которые наступают при совпадении собственных частот кавитатора и потока жидкости. Устройство может работать в двух режимах. При первом режиме, при постоянном потоке жидкости, регулируется давление в кавитаторе 4, при обеспечении максимального сигнала от датчика амплитуды колебаний 6. При втором режиме, при постоянном давлении в кавитаторе 4, обеспечивается изменение скорости потока подаваемой жидкости вентилем 7, при обеспечении максимального сигнала от датчика амплитуды колебаний 6.
Устройство будет эффективно работать при смешивании жидкостей различной вязкости, т.к. позволяет изменять резонансную частоту колебаний кавитатора. Возможность использования двух режимов работы смесителя также расширяет условия его применения. При этом повышение эффективности процесса перемешивания будет выражаться в повышении качества смесей и эмульсий, а также в сокращении времени их приготовления.