Гидродинамический эмульгатор

 

Изобретение относится к акустической технике и используется для эмульгирования несмешивающихся жидкостей. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса эмульгирования. Гидродинамический эмульгатор содержит камеру высокого давления 5, окружающую сердечник 3 с осевым каналом 4 и тангенциальными каналами 9, смесительную камеру 8 в виде цилиндра и выходное сопло 6. К соплу 6 присоединен рефлектор 7, который концентрирует отраженные упругие волны в потоке образующейся эмульсии, что обуславливает возникновение кавитации в потоке жидкости. Отношение площади сечения выходного сопла 6 к суммарной площади сечения тангенциальных каналов 9 выбрано в пределах 1,5-2, а отношение высоты сместительной камеры 8 к ее диаметру - 0,5-2. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1507436 А 1 (50 4 B 01 F 11/02

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 костей. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса эмульгировання. Гидродинамический змульгатор содержит камеру высокого давления 5, окружающую сердечник 3 с осевым канало:г 4 и тангенциальными каналами 9, снес гтельную камеру 8 в виде цилиндра и выходное сопло 6. К соплу 6 присоеди ен рефлектор 7, который концентрпрует отраженные упругие волны в потоке образующейся эмульсии, что обуславливает возникновение кавитации в потоке жидкости. Отношение площади сечения выходного сопла 6 к суммарной площади сечения тангенциальных каналов 9 выбрано в пределах 1,5-2, д а отношение высоты смесительной камеры 8 к ее диаметру 0 5 2. 1 з п. ф-ды, 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4268520/23-26 (22) 2 1.04.87 (46) 15.09.89. Бюл. Р 34 (7 1) Среднеазиатский научно-исследо вательский и проектный институт цветной металлургии (72) И.И.Митин (53) 66.084(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 421349, кл. В 01 F 11/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР юг 719681; кл. В 01 F 11/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 156787, кл. В 06 В 1/20, 1962. (54) ГИДРОДИНАИИЧЕСКИЙ ЭМУЛЬГАТОР (57) Изобретение относится к акустической технике и используется для эмульгивования несмешивающихся жидС:

° с

Сп

Ю Ч

Crl

С5

1507436

Изобретение относится к акустической технике, в частности к устроиствам, предназначенным дпя эмульгирования несмешивающихся жидкостей, гомогенизации, и может быть использовано, например, во фпотационном обогащении дпя эмупьгирования флотационных реагентов, а также дпя приготовления тонкодисперсных эмульсий в других от- 10 распях промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства.

На чертеже изображен гидродинамический эмульгатор, разрез, общий вид. 15

Гидродинамичес.кий эмуэты атор содержит корпус 1, штуцер 2 и сердечник 3 с осевым каналом 4. В кор11усе 1 выпопнен11 полость — камера = высокого давления, выходное соппо 6. 20

Устройство снабжено рефлектором 7 в виде параболоида вращения, присоединенного вершиной к выходному соплу 6. Сердечник 3 имеет цилиндрическую полость — смесительную камеру 8 и тангенциапьные каналы 9, соединяющие камеру 5 высокого давления со смеситепьной камерой 8.

Отношение площади сечения выходного сопла 6 к суммарной площади сечения тангенциальных каналов составляет 1,5-2. При этом смесите»ьная камера выполнена цилиндрической с отношением высоты к диаметру 0,5-2. В осевой канал 4 вставлена воронка 10 для 35 подачи эмульгируемой жидкости.

Гидродинамический эмульгатор работает следующим образом.

По трубопроводу, соединенному со штуцером 2, вода под избыточным дав- 40 пением подается в камеру 5 высокого давления, откуда она по тarrãåíöèàëüным каналам 9 поступает в смесительную камеру 8, где закручивается по цилиндрической поверхности с большой 45 скоростью. Закручивание потоков вызывает центробежные силы, прижимающие жидкость к поверхности смесительной камеры. Вследствие этого струя на выходе иэ сопла 6 образует конус потока 50 растекающегося с бо11ьшой скоростью.

Внутри этого конуса в силу действия центробежных сил и радиапьного растекания потока Boýíèêÿåò относительное разрежение, которое распространя-55 ется внутрь смесите11ьной1 камеры, а спедовате 1ьно, и внутрь осевого канала 4 сердечника 3. Ве.1ичина этого разреже lrrrir 3,ависит от oi íoøeния площади сечения выход ror o сопла 6 к суммарной плошади сечения всех тангенциальных каналов 9. Экспериментальным путем подобрано значение этого отношения в пределах 1,5-2 в зависимости от величины давления в камере высокого давления. Эти предельные значения обусловлены тем обстоятельством, что при разрежении, возникающем в канале, когда отношение сечений лежит в rrpeделах этого интерв;ыа, вся эмупьгируемая жидкость, подаваемая от дозирующего иитателя, равномерно поступает в смеситепьную камеру и упругость

cperrr.r сохраняется. При величине отношения сечений, меньшей 1,5, вода выбивается вверх по каналу 4. При значеrrии отношения большем 2, разрежение возрастает и в канал 4 засасывается воз,1ух, который, диспергируясь в эмульсии, смягчает ее упругость и ос 1аб11яет эффект воздействия акустичес1 ких колебаний.

В осевой канал 4 сердечника 3 сверху подводится эмульгируемая жидкость (масло, реагент) с помощью воронки 10 ипи 11о трубке, в которые она подается от позирующего питателя (не показан).

По каналу и пустотной полости внутри вращающейся первой жидкости (воды) эмупьгируемая жидкость (масло) поступает в область интенсивных завихрений потока, где о»а измельчается и образуется эмульсия. Эффект эмупьгирования усиливается акустическими колебаниями высоких частот (в основном ультразвуковых) и больших интенсивностей, которые возникают за счет срывов потока на кромках входа и выхода сопла 6. Колебания распространяются по объему жидкости в смеситепьной камере 8, выбранные размеры которой, т.е. отношение высоты к диаметру, лежащее в пределах 0,5-2, способствуют усилению интенсивности. Эти ггредельные значения обуспов.1ены тем обстоятепьством, что в этом интервале обеспечиваются оптимальные условия, соответствующие наиболее эффективной частоте излучения упругих колебаний и отдаваемой мощности. При выходе за пределы этого интервала усиление интенсивности упругих колебаний наиболее эффективной частоты за счет резонансной характеристики значитель. но ослабевает, а вместе с этим ослабевает кавитационный эффект. Следова1507-36 тельно, эффективность эмульгирования уменьшается.

За выходом из сопла акустические волны, распространяясь, встречаются с поверхностью рефлектора 7 и, отражаясь, возвращаются в поток, выходящий из сопла 6. Это вызывает дополнительное усиление ультразвукового поля и обуславливает возникновение явления кавитации в потоке жидкости, что позволяет повысить эффективность процесса эмульгирования ° В свою очередь кавитация усиливается появлением поверхностей раздела между водой и маслом, а также возникновением мельчайших частиц масла и газовых пузырь2. Эмульгатор iio и.1, о т л и ч а ю шийся тем, что отношение высоты смесительной камеры к ее диаметру составляет 0,5-2,0.

Составитель Т. Круглова

Редактор А.Долинич Техред М,Ходанич Корректор Т.Палий

Заказ 5487/12 Тираж 547 Ii писное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ков-центров возникновения кавитацип.

Кроме этого, с целью обеспечения наиболее эффективного использования акустического поля для эмульгирования несмешивающихся жидкостей, выходную часть эмульгатора-рефлектора 7 . располагают в получаемой эмульсии или пульпе, в которую направляется эмульсия.

В предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом упрощена конструкция, что позволило повысить надежность работы и значительно облегчить эксплуатацию. За счет более эффективного использования акустического поля предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность эмульгирования по сравнению с прототипом.

Испытания опытного образца устрой- .

cTI3а в промышленных условиях показали надежность и устойчивость его работь1.

Эмульгированию был подвергнут реагенг вспениватель — масло T-80 с подачей эмульсии в процесс флотационного обогащения рудных материалов. Расход масла при эмульгировании сскратился

10 на 30-502 по сравнению с расходом его неэмульгированного в одном и том же процессе. ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Гидродинамический эмульгатор, содержащий камеру высокого давления, в кс торой установлен сердечник, имеющий осевой и тангенциальные каналы, 2р и цилиндрическую смесительную камеру, выходное сопло, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности в работе, он снабжен рефлектором, выполненным в виде парабо25 лоида вращения, присоединенным вершиной к выходному соплу смесительной камеры, при этом отношение площади сечения выходного сопла к суммарной площади сечения тангенциальпых канаЗО лов составляет 1,5 2,0.