Кавітаційний змішувач

Кавітаційний змішувач, що містить послідовно сполучені конфузор, складену з двох коаксіально 3 го діаметра, довжина якої становить (3...5)d, розташована рівновіддалено від входу та виходу з проточної камери. В запропонованій корисній моделі - кавітаційному змішувачі -рідинний потік технологічного середовища, що піддається обробленню, через конфузор подається в проточну камеру, яка виконана у вигляді коаксіально встановленої трубки меншого діаметра з кавітатором, який розміщений в трубці на відстані не менше 1,3d до її виходу, де d розмір кавітатора в максимальному поперечному перерізі. Завдяки такому конструктивному рішенню корисної моделі частина потоку потрапляє в циліндричний кільцевий зазор між внутрішнім діаметром проточної камери та зовнішнім діаметром трубки меншого діаметра. Решта технологічного потоку потрапляє в трубку меншого діаметра та натікає в останній кавітатор. Внаслідок цього створюється розрив суцільності середовища, а за кавітатором по ходу потоку генерується приєднана кавітаційна каверна. Відриваючись від кавітатора, кожна каверна розпадається на мікробульбашки, які заповнюють об'єм проточної камери та захлопуються з утворенням кумулятивних мікрострумків. їхня ударно-хвильова дія на середовище сприяє реалізації багатьох масообмінних процесів і приготуванню середовищ різного технологічного призначення. Відомо, що при захлопуванні кавітаційних бульбашок створюються локальні тиски до 1000МПа, які не тільки інтенсифікують оброблення, але й обумовлюють інтенсивне кавітаційноерозійне зношування робочих вузлів корисної моделі, яке прискорюється під впливом хімічних та температурних характеристик середовища [Федоткин И.М., Гулый И.С. Кавитация: кавитационная техника и ее использование в промышленности.К.: Поліграфкнига, 1997 - 839с]. Однак, якщо кавітаційні бульбашки будуть захлопуватись на внутрішній поверхні проточної камери, це приведе до прискореного кавітаційно-ерозійного зношування, а, отже, - суттєво знизить надійність та довговічність корисної моделі. Запропонована конструкція корисної моделі передбачає, що кільцевий зазор з'єднано з входом в проточну камеру, внаслідок чого частина технологічного потоку, що підтискується в конфузорі, надходить безпосередньо в кільцеву порожнину, утворюючи на її виході кільцевий прошарок середовища. За таких умов захлопування кавітаційних бульбашок на виході з трубки меншого діаметра відбувається на границі розподілу «кавітаційні бульбашки - технологічний потік», що сприяє не тільки інтенсивному перемішуванню середовища, постійному оновленню поверхні розподілу фаз, але й суттєво знижує кавітаційно-ерозійне зношування проточної камери запропонованого змішувача. При цьому співвідношення розмірів проточної камери і коаксіально встановленої трубки меншого діаметра та її розміщення можна підібрати такими, щоб максимальна частина бульбашок коллапсувала безпосередньо в кінцевій частині проточної камери, а реакції 50231 4 масообміну здійснювались найбільш повно. Оброблене середовище відводиться через дифузор. Таким чином, використання запропонованої корисної моделі дозволяє реалізувати обрану мету вдосконалення конструкції кавітаційного змішувача. Сутність корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено її повздовжній переріз. Корисна модель містить послідовно сполучені конфузор 1, циліндричну проточну камеру 2 з коаксіально встановленою в середині трубкою меншого діаметра 5, рівновіддаленою від входу та виходу з проточної камери 2. В трубці 5 встановлено кавітатор 4 на відстані не менше 1,3d до її виходу, де d - розмір кавітатора 4 в максимальному поперечному перерізі. Кільцева порожнина 6, яка утворюється між проточною камерою 2 та трубкою меншого діаметра 5 сполучена з входом у проточну камеру 2. За проточною камерою 2 по ходу потоку розміщено дифузор 7, через який середовище відводиться зі змішувача. Довжина патрубка 5 меншого діаметра становить (3...5)d. Корисна модель працює таким чином. Технологічний потік, що піддається кавітаційному обробленню, подається в корисну модель через конфузор 1, підтискується і надходить в проточну камеру 2, яка містить коаксіально встановлену трубку меншого діаметра 5, яка рівновіддалена від входу та виходу проточної камери 2. При цьому частина технологічного потоку надходить в кільцевий зазор 6 між внутрішнім діаметром проточної камери 2 та зовнішнім діаметром трубки меншого діаметра 5. В потоці за кавітатором 4, встановленим в трубці 5, генерується кавітаційна каверна, яка виноситься потоком з трубки 5 і захлопується в кінцевій частині проточної камери 2. При захлопуванні кавітаційних бульбашок створюються інтенсивні локальні тиски, які сприяють підвищеному кавітаційно-ерозійному зношуванню, яке прискорюється завдяки хімічним властивостям кислих або лужних характеристик оброблюваного середовища та підвищеним температурам. Однак, завдяки запропонованій конструкції корисної моделі і співвідношенню розмірів переважна більшість кавітаційних бульбашок захлопується не на стінках проточної камери, а в кільцевому прошарку середовища, яке за рахунок різниці тисків підсмоктується з проточної камери 2 в кільцевий зазор 6. Таким чином, на виході з проточної камери 2 кавітаційне поле оточено оброблюваним середовищем, яке сприймає ударно-хвильову дію кавітаційних бульбашок. При цьому весь технологічний потік ефективно оброблюється, а проточна камера 2 змішувача не зазнає руйнувань, що підвищує надійність і довговічність корисної моделі. Використання запропонованої корисної моделі в процесах приготування різноманітних технологічних середовищ дозволяє підвищити не тільки ефективність їх оброблення, але й забезпечити експлуатаційну надійність змішувача. 5 Комп’ютерна верстка О. Рябко 50231 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601