КАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ

Полезная модель относится к смесительным устройствам и может быть применена для приготовления однородных смесей и эмульсий.
Имеющимся перемешивающим устройствам присуще низкая интенсивность процесса смешения из-за образования контуров циркуляции, недостаточно полно смешиваемых между собой (например, а.с. №385608, №394074 B01F 5/16). Кроме того, они обладают определенной конструктивной сложностью, т.к. состоят из нескольких сборных между собой элементов, что влечет за собой необходимость их точной сборки и балансировки.
Известен также гидродинамический смеситель (а.с. №1349057 B01F 5/00, 1997) 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 смешивания и эмульгирования.
Для достижения указанного технического результата в кавитационном смесителе содержащем напорный трубопровод и стаканообразный корпус с отверстиями в корпус со стороны дна установлен напорный трубопровод, причем отверстия выполнены в дне корпуса сквозными концентрично его боковой поверхности.
На фиг. представлена схема кавитационного смесителя.
Устройство содержит стаканообразный корпус 1, со стороны дна которого вставлен напорный трубопровод 2. В дне стаканообразного корпуса 1 выполнены сквозные отверстия 3 концентрично его боковой поверхности.
Устройство работает следующим образом.
Перемешиваемая жидкость подается в напорный трубопровод 2, откуда она поступает в стаканообразный корпус 1 и выходит из устройства. При этом в придонной части корпуса возникает разряжение, что приводит к втягиванию, через отверстия 3, жидкости находящейся с наружной стороны корпуса 1.
Два потока жидкости, поступающих из напорного трубопровода 2 и из отверстий 3 стаканообразного корпуса 1, будут интенсивно перемешиваться и выходить из устройства. Объем втягиваемой жидкости через отверстия 3 будет определяться степенью разряжения в придонной части стаканообразного корпуса 1. В свою очередь степень разряжения будет зависеть от многих факторов: от давления подаваемой жидкости, от количества и диаметра отверстий 3. При определенных характеристиках потока жидкости можно добиться возникновения кавитации в жидкости поступающей из отверстий 3 в стаканообразный корпус 1. Кроме того, за счет изменения толщины стенок боковой поверхности стаканообразного корпуса можно добиться возникновения резонанса, когда собственная частота корпуса будет совпадать с частотой потока жидкости выходящей из напорного трубопровода. При этом, кавитационные пузырьки возникают во всем объеме жидкости находящейся в стаканообразном корпусе 1.
Устройство будет эффективно работать при приготовлении однородных смесей и эмульсий. Использование различных режимов работы смесителя также расширяет условия его применения. Повышение эффективности процесса перемешивания будет выражаться в повышении качества смесей и эмульсий, а также в сокращении времени их приготовления.