Устройство для получения эмульсий
EMULSIONS PRODUCTION DEVICE

Предлагаемое изобретение предназначено для получения стойких эмульсий и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен центробежный диспергатор-смеситель, включающий корпус, патрубки подвода и отвода обрабатываемой среды, закрытое лопастное колесо и расположенные концентрично колесу перфорированные кольца, на периферии лопастного колеса концентрично жестко закреплены два перфорированных кольца с радиальным зазором относительно располагающегося между ними, установленного неподвижно на корпусе перфорированного кольца. [Патент РФ на полезную модель №81098, МПК B01J 19/00, опубл. 10.03.09 БИ №7].
К недостаткам данного устройства следует отнести невысокую степень диспергирования и перемешивания исходных жидкостей, приводящие к недостаточной стойкости получаемой эмульсии.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является агрегат для получения эмульсий, содержащий устройства загрузки и выгрузки, вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, вертикальный вал с размещенным на нем диском, и конической насадкой, на внутренней поверхности которой установлены ребра, внутри конической насадки соосно размещен отражатель, состоящий из набора горизонтальных колец, расстояния между которыми возрастает пропорционально уменьшению объемной плотности потока по его сечению, а под корпусом расположена емкость для сбора эмульсии, снабженная насосом и соединенная трубопроводом с приемной камерой [Патент РФ 2441694, МПК B01F 3/08, опубл. 10.02.12 БИ №4].
К недостаткам данного устройства следует отнести невысокую степень диспергирования и перемешивания исходных жидкостей, приводящие к недостаточной стойкости получаемой эмульсии.
Задачей данного изобретения является создание устройства позволяющего качественно диспергировать и перемешивать капли исходных жидкостей, что позволит получить стойкую эмульсию.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для получения эмульсий, содержащем устройства загрузки и выгрузки, вертикальный корпус с крышкой, вертикальный вал с размещенным на нем диском, и конической насадкой, на внутренней поверхности которой установлены ребра, соосно конической насадке размещен отражатель, а под корпусом расположена емкость для сбора эмульсии, снабженная насосом и соединенная трубопроводом с приемной камерой, в верхней части отражателя выполнены горизонтальными кольцевыми рядами сквозные отверстия, а с его внешней стороны, в зоне сквозных отверстий, прикреплена соосная цилиндрическая распределительная рубашка, сообщающаяся в верхней части с устройством загрузки одной из жидкостей и имеющая внутри завихрители и распределительные кольца, которые размещены между горизонтальными кольцевыми рядами сквозных отверстий.
На фиг. 1 показано устройство для получения эмульсий.
Устройство для получения эмульсий содержит устройства загрузки 1 и 2 и выгрузки 3, вертикальный корпус 4 с крышкой 5. Во внутреннем объеме вертикального корпуса установлен вертикальный вал 6 с размещенным на нем диском 7 и конической насадкой 8. На внутренней поверхности конической насадки 8 установлены ребра 9, соосно конической насадке 8 размещен отражатель 10, а под корпусом расположена емкость 11 для сбора эмульсии, снабженная насосом 12 и соединенная трубопроводом 13 с приемной камерой 14.
В верхней части отражателя 10 выполнены горизонтальными кольцевыми рядами сквозные отверстия 15, а с его внешней стороны, в зоне сквозных отверстий 15, прикреплена соосная цилиндрическая распределительная рубашка 16, сообщающаяся в верхней части с устройством загрузки 2 одной из жидкостей и имеющая внутри завихрители 17 и распределительные кольца 18, которые размещены между горизонтальными кольцевыми рядами сквозных отверстий 15.
Устройство работает следующим образом.
Несмешиваемые жидкости поступают из устройств загрузки 1 и 2 во внутренний объем устройства.
Первая жидкость из устройства загрузки 2 равномерно распределяется по соосной цилиндрической распределительной рубашке 16 и выходит из сквозных отверстий 15 равномерным слоем на поверхность отражателя 10.
Вторая жидкость из устройства загрузки 1 попадает через центральную полость вертикального вала 6 на вращающийся диск 7, захватывается ребрами 9 и движется под действием центробежной силы по внутренней поверхности конической насадки 8. При сходе с края конической насадки 8 жидкость распыляется и образованный дисперсный поток капель взаимодействует с равномерным слоем первой жидкости на поверхности отражателя 10. При таком взаимодействии происходит внедрение капель второй жидкости в слой первой. При ударе капель о слой наблюдается образование и распад на вторичные капли многочисленных всплесков. Вторичные капли и пленки жидкостей от всплесков взаимодействуют с набегающим потоком капель второй жидкости. Все эти процессы способствуют интенсивному диспергированию и перемешиванию, что приводит к образованию однородной стойкой эмульсии.
Благодаря тому, что в верхней части отражателя 10 выполнены горизонтальными кольцевыми рядами сквозные отверстия 15 вытекающая из них жидкость формирует равномерный слой на поверхности отражателя 10 при взаимодействии потока капель, с которой происходит интенсивное диспергирование и перемешивание.
Стекающий по поверхности отражателя 10 слой жидкости равномерной толщины формируется также за счет того, что с внешней стороны отражателя 10, в зоне сквозных отверстий 15, прикреплена соосная цилиндрическая распределительная рубашка 16, имеющая внутри завихрители 17 и распределительные кольца 18, которые размещены между горизонтальными кольцевыми рядами сквозных отверстий 15. Завихрители 17 формируют на входе из устройства загрузки 2 турбулентный поток, который благодаря наличию распределительных колец 18 разделяется на слои, направляющиеся к горизонтальным кольцевым рядам сквозных отверстий 15.
Приготовленная эмульсия поступает из нижней части корпуса в емкость 11. Когда емкость заполнится подача жидкостей прекращается и начинается процесс усреднения и дальнейшего смешения. Из емкости 11 эмульсия насосом 12 по трубопроводу 13 поступает в приемную камеру 14, а далее на диск 7, коническую насадку 8, которая ее распыляет. Дисперсный поток ударяется об отражатель 10 и поступает в низ корпуса, а далее в емкость 11. Выгрузка готовой эмульсии происходит через устройство выгрузки 3.
Заявленное устройство для получения эмульсий позволяет качественно диспергировать и перемешивать капли исходных жидкостей и получить стойкую однородную эмульсию.