ТЕПЛОМАССОЭНЕРГООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Тепломассоэнергообменный аппарат
Полезная модель относится к устройствам для смешения дисперсных сред с целью получения однородных материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности.
Известна камера для смешения 1, в которой пружины установлены коаксиально, концами закреплены на крышке и днище стакана, выполнены с различной жесткостью, причем на пружине с меньшей жесткостью установлен диск с большой массой. Недостатком этой конструкции является узкий спектр частот, возбуждаемый вибрацией пружин, из-за чего снижается интенсивность перемешивания. Известна установка для производства материалов на жидкой основе 2, включающая устройство для измельчения и перемешивания, которой присуши вышеперечисленные недостатки. Наиболее близким аналогом (прототипом) является смеситель 3, в котором перемешивающий орган выполнен в виде пружины заключенной в корпус, вокруг которого помещен электромагнитный привод. Недостатком этой конструкции являются ограниченный спектр частот и амплитуд, необходимость использования немагнитного материала для изготовления сосуда, необходимость охлаждения электромагнита и низкая интенсификация процесса.
Эффективность эмульгирования определяется диапазоном частот и амплитуд колебаний рабочих органов, а также, совмещением двух процессов эмульгирования и перемешивания. Технический результат, на который направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении интенсификации техпроцесса, в котором присутствует тепломассоэнергообмен.
Технический результат достигается тем, что Тепломассоэнергообменный аппарат содержит входной патрубок, выходное сопло и корпус, внутри которого помешен рабочий орган. Рабочий орган представляет собой виброшток, закрепленный в подвижной относительно корпуса части сопла. На виброштоке размешены вибрируюшие статические смесители - резонаторы, выполненные в виде упруго сжатых чередуюшихся пружин с различными направлениями навивки, одним концом соединенных с разделительными осевыми резонаторами, установленными на вибро штоке, другим концом соединенных с разделительными кольцевыми резонаторами, связанными с корпусом подвижно или неподвижно. Виброшток имеет упругое крепление с корпусом при помощи регулируемых пружин. Упругое соединение статических смесителей - резонаторов выполнено с помощью
t i 2 5 5 4 В
BOlFll/00
расположенной на виброштоке регулируемой гайки - упора. Разделительные осевые резонаторы выполнены в виде диска с V- образной проточкой по наружной поверхности. Разделительные кольцевые резонаторы выполнены в виде колец с Vобразной проточкой по внутренней поверхности. К Через входной патрубок
f ..,- ....„-.-- .------ .....-----.«„„,,.-u,/
компоненты смеси подаются под давлением порядка 3-6 атм., при этом межвитковый зазор смесителя - резонатора, порядка 0,5 - 3 мм, выполняет функцию сопловой щели. Выходное сопло выполняет функцию вибровозбудителя виброштока и состоит из двух дисковых резонаторов: неподвижного, закрепленного на корпусе, и подвижного, соединенного с виброштоком с возможностью вращения вокруг оси. Подвижный дисковый резонатор упруго прижат к неподвижному дисковому резонатору посредством регулируемой гайки - упора. Со стороны соприкосновения друг с другом каждый дисковый резонатор содержит один и более концентрических выступа одинаковых размеров по диаметру. Если концентрических выступа более одного, то они разделены между собой энергообменной камерой в виде кольцевой полости. Кольцевые выступы каждого дискового резонатора снабжены одинаково направленными тангенциальными пазами, образующими при смыкании дисковых резонаторов перекрестное их расположение на концентрических выступах. Описание заявляемого устройства поясняется чертежами:
Фиг. 1 - схематично показан один из вариантов аппарата в целом под давлением, когда кольцевое сопло раскрыто;
Фиг.2 - показаны зоны озвучивания двухсторонними резонаторами;
Фиг.З - показан вид А-А, устройство дискового резонатора выходного сопла.
Тепломассоэнергообменный аппарат, представленный на чертеже Фиг.1, состоит из следующих узлов: входной патрубок 1, корпус 2, в котором распололсен рабочий орган. Рабочий орган содержит: виброшток 3, смеситель - резонатор 4, осевой резонатор 5, кольцевой резонатор 6, узел крепления 7 виброщтока 3 к корпусу 2, выходное сопло, состоящее из неподвижного дискового резонатора 8 и подвижного дискового резонатора 9, гайку - упор 10. На этом же чертеже показаны приемная камера продуктовой смеси 11 и энергообменная камера 12. На чертеже Фиг.2 показаны зоны озвучивания межвитковым винтообразным соплом 13 и зоны озвучивания кольцевым и осевым резонаторами 14. Чертеж Фиг.З поясняет устройство дискового резонатора выходного сопла, на нем показаны тангенциальные пазы 15 и кольцевая энергообменная камера 12.
соплу многократно  пересекаясь через пружинные сопловые щели смесителей резонаторов 4, через осевые и кольцевые резонаторы 5 и 6, и попадает в приемную камеру 11 дисковых резонаторов 8 и 9. Под давлением смесь через тангенциальные пазы, формирующие противонаправленное истечение продукта поступает в кольцевую энергообменную камеру и далее выбрасывается через кольцевое сопло, открывающееся под давлением смеси. Во время тангенциального противоструйного истечения смеси в энергообменной камере происходят пульсационные и ультразвуковые процессы, формирующие резонанс и вызывающие колебания виброштока. Виброшток через пружинные статические смесители - резонаторы 11, осевые и кольцевые резонаторы 5 и 6 приводит в колебательное состояние весь рабочий орган и формирует резонансный режим всей упругой подвески. При истечении смеси подвижный дисковый резонатор 9 выходного сопла находится во взвешенном вибрирующем состоянии под действием упругой подвески, давления и пульсационных процессов в кольцевой камере, образованной дисковыми резонаторами 8 и 9. Во время колебаний виброщтока в рабочей камере устанавливаются специфические зоны озвучивания, формируемые пружинами смесителей - резонаторов, кольцевыми и осевыми резонаторами. Па Фиг.2 условно показаны эти зоны озвучивания, отличающиеся амплитудно - частотными характеристиками. Таким образом, все пространство внутри корпуса представляет собой резонансную камеру, в которой происходит диспергация, гомогенизация и эмульгирование продуктовой смеси. Продуктовая смесь, иропущенная через тепломассоэнергообменный аппарат, становится однородной и удаляется через выходное сопло.
Конкретное исполнение тепломасоэнергообменного аппарата не представляет собой сложности в условиях машиностроительного производства. Заявляемая полезная модель может быть применена в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Использованные источники информации
1.Авторское свидетельство СССР №1692634 МКИ: B01F11/00, опубл.23.10.91
2.Полезная модель РФ №18949 МКИ: В02С15/08, опубл.10.08.01
3.Патент РФ №2006281 МКИ: B01F11/00, опубл.30.01.94 (