Пристрій для кавітаційної обробки рідких дисперсних систем

Пристрій для кавітаційної обробки рідких дисперсних систем, що містить кавітаційний реактор з вхідним і вихідним патрубками, робочий насос, проміжну ємність, включені в замкнуту систему циркуляції, який відрізняється тим, що пристрій забезпечено додатковою ємністю, яку включено в циркуляційний контур і розміщено за кавітаційним реактором, при цьому проміжну і додаткову ємності з'єднано між собою та встановлено вище рівня засмоктувального патрубка робочого насоса, забезпечуючи надлишковий тиск у кавітаційному реакторі не менше 0,05МПа Винахід відноситься до пристроїв для обробки рідких дисперсних систем із використанням фізико - механічних ефектів, що супроводжують гідродинамічну кавітацію Застосування запропонованого пристрою дозволяє інтенсифікувати технологічний процес оброблення, підвищити якість продукту, забезпечити певні технологічні властивості Винахід може знайти застосування в різних галузях промисловості, зокрема, -харчовій, переробній, мікробіологічній, ХІМІЧНІЙ тощо Відомий пристрій для кавітаційної обробки волокнистої маси, що містить кавітаційний реактор з вхідним і вихідним патрубками, робочий насос, включені в замкнену систему циркуляції [А с 867982 СРСР, кл МКВ Д 21 Д 1/36 Опубл 30 09 1981 Бюл №36] Недоліками зазначеного пристрою є невисока продуктивність і складність експлуатації Невисока продуктивність обумовлена обмеженим об'ємом циркуляційного контуру, а складність експлуатації зв'язана з необхідністю постійного узгодження підведення і відведення з пристрою оброблюваного середовища За прототип вибрано пристрій для кавітаційної обробки рідких дисперсних систем, що містить кавітаційний реактор з вхідним і вихідним патрубками, робочий насос, проміжну ємність, включені в замкнуту систему циркуляції [Патент 29829 України, кл МКВ В01 F 5/00 Опубл 15 11 2000 Бюл №6-II] Недоліком прототипу є невисока продуктивність, позв'язана з необхідністю багаторазового прокачування середовища через кавітаційний реактор і недостатня якість обробки середовища, обумовлена нераціональним використанням еро зійної активності гідродинамічного кавітаційного поля В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення пристрою для кавітаційної обробки рідких дисперсних систем, в якому, шляхом зміни його конструкції, підвищується продуктивність і поліпшується якість обробки середовища за рахунок більш повного використання ерозійної активності гідродинамічного кавітаційного поля Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для кавітаційної обробки рідких дисперсних систем, що містить кавітаційний реактор з вхідним і вихідним патрубками, робочий насос, проміжну ємкість, включені в замкнуту систему циркуляції, ВІДПОВІДНО до винаходу, пристрій забезпечено додатковою ємкістю, яку включено в циркуляційний контур і розміщено за кавітаційним реактором, при цьому проміжну і додаткову ємності з'єднано між собою та встановлено вище рівня засмоктувального патрубка робочого насоса, забезпечуючи надлишковий тиск у кавітаційному реакторі не менше 0,05МПа У запропонованому пристрої оброблюване середовище подається в проміжну ємкість, звідки викачується робочим насосом В кавітаційному реакторі, технологічне середовище піддається інтенсивному гідромеханічному впливу Дія на середовище обумовлена фізико - механічними ефектами, що виникають при колапсі кавітаційних бульбашок, які цілеспрямовано генерують в кавітаційному реакторі При високій питомій концентрації кавітаційних бульбашок і локальних імпульсах тиску до 103МПа, що виникають при їх захлопуванні, в реакторі створюються умови для інтенсивного ударно - хвильового впливу на сере 00 ю 51178 довище, внаслідок чого складові дисперсної системи подрібнюються і перемішуються При цьому ефективність кавітаційного впливу на середовище набагато вище, ніж при традиційних способах гідромеханічної обробки Далі середовище, яке піддали обробці в кавітаційному реакторі, подається в додаткову ємність, включену в замкнуту систему циркуляції Якщо якість одержаної дисперсної системи задовільна, з додаткової ємності вона подається для подальшого використання Якщо одержана система не задовольняє технічним вимогам, и подають в кавітаційний реактор для додаткового оброблення Для організації замкнутої системи циркуляції проміжну і додаткову ємності з'єднано між собою Встановлено, що найбільший технологічний ефект досягається при багаторазовому кавітаційному впливі на компоненти технологічного середовища При цьому міжфазна поверхня постійно оновлюється і якість обробки дисперсної системи підвищується Крім того, поліпшити якість обробки середовища можна за рахунок більш повного використання ерозійної активності гідродинамічного кавітаційного поля, що виникає в реакторі Такі умови створюються, зокрема, при підвищенні статичного тиску в зоні утворення та захлопування кавітаційних бульбашок [Ультразвук в гидрометаллургии Б А Агранат, О Д Кириллов, Н А Преображенский и др - М Металлургия, 1969 С 49 - 54] При цьому кавітаційні бульбашки захлопуються більш «жорстко», внаслідок чого інтенсивність дії на середовище збільшується Для підвищення статичного тиску в кавітаційному реакторі проміжну і додаткову ємності встановлено вище рівня засмоктувального патрубка робочого насоса, чим забезпечується надлишковий тиск в кавітаційному реакторі не менше 0,05МПа Технічна суть і принцип роботи пристрою для кавітаційной обробки рідких дисперсних систем пояснюється кресленням, на якому зображено його принципову схему Пристрій містить кавітаційний реактор 1, робочий насос 2 і проміжну ємкість 3, включені в замкнуту систему циркуляції За кавітаційним реактором 1 у системі циркуляції встановлена додаткова ємкість 4 Ємності 3 і 4 з'єднано між собою, наприклад, трубопроводом 5 Для підведення технологічного середовища для обробки служить патрубок 6, для відведення патрубок 7 Пристрій для кавітаційної обробки рідких дисперсних систем працює таким чином У запропонованому пристрої оброблюване середовище по патрубку підведення 6 подається в проміжну ємність 3, звідки викачується насосом 2 Потрапляючи в кавітаційний реактор 1, технологічне середовище піддається інтенсивній гідромеханічній дії, пов'язаній з фізико - механічними ефектами, що виникають при колапсі кавітаційних бульбашок в кавітаційному реакторі 1 При значній питомій концентрації бульбашок і імпульсах тиску, що виникають внаслідок їх захлопування, в реакторі створюються умови для інтенсивного впливу на середовище, внаслідок чого його компоненти подрібнюються і перемішуються Далі середовище, яке піддали обробленню в кавітаційному реакторі 1, подають в додаткову ємкість 4, включену в замкнуту систему циркуляції Якщо одержаної дисперсної суміші якість задовільна, з додаткової ємності 4 вона виводиться через патрубок 7 для подальшого використання Якщо якість одержаної суміші не задовольняє технічним вимогам, и знову подають у кавітаційний реактор 1 для додаткового оброблення Для організації замкнутої системи циркуляції проміжну 3 і додаткову 4 ємності з'єднано між собою трубопроводом 5 При підвищенні статичного тиску в зоні утворення і захлопування кавітаційних бульбашок в реакторі, вони колапсують більш «жорстко», внаслідок чого інтенсивність пдронинамічної дії на середовище збільшується Для цього проміжну 3 і додаткову 4 ємності встановлено вище рівня засмоктувального патрубка робочого насоса 2, чим забезпечується надлишковий тиск в кавітаційному реакторі 1 При застосуванні запропонованого пристрою для кавітаційної обробки рідких дисперсних систем підвищується продуктивність і поліпшується якість обробки середовища за рахунок більш повного використання ерозійної активності гідродинамічного кавітаційного 51178 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71