Кавітаційний диспергатор

1 Кавітаційний диспергатор, наприклад для оброблення культуральної рідини, що містить порожнистий циліндричний корпус з осьовими патрубками підводу й відводу оброблюваної рідини, Корисна модель належить до пристроїв для перемішування, гомогенізації та диспергування дисперсної фази в рідких неоднорідних системах і може бути застосована в бютехнологи, ХІМІЧНІЙ, нафтохімічній, нафтопереробній, теплоенергетичній, харчовій та інших галузях промисловості, наприклад для руйнування мікроорганізмів та інших біологічних об'єктів гідродинамічною й кавітаційною дією Відомий кавітаційний диспергатор, наприклад для оброблення культуральної рідини, що містить порожнистий корпус з осьовим патрубком підводу та тангеційним патрубком відводу оброблюваної рідини, розташований у ньому обертовий кавітатор, споряджений приводом [а с СРСР № 1756342, МПК5 С12М1/33, заявл 25 12 1989, опубл 23 08 1992] Цей диспергатор досить ефективний, але він складний у виготовленні та експлуатації й відрізняється значною метало- й енергоємністю внаслідок наявності обертового робочого органу, а також привода його обертання Більш зручними з точки зору виготовлення та експлуатації й не менш ефективними є кавітаційні диспергатори з нерухомими робочими органами Так, відомий кавітаційний диспергатор, наприклад для оброблення культуральної рідини, що містить порожнистий корпус з осьовими патрубками підводу й відводу оброблюваної рідини, який складається з послідовно розташованих конфузора, циліндричної камери й дифузора, розміщений вздовж осі корпуса стрижень з розпірками, що вза розташований у ньому кавітатор з циліндричною ділянкою, а також щонайменше один кріпильний різьбовий стрижень, що проходить через отвір корпуса й вкручений у кавітатор, який відрізняється тим, що циліндрична ділянка кавітатора споряджена дискретними дистанційними виступами 2 Кавітаційний диспергатор за п 1, який відрізняється тим, що дискретні дистанційні виступи виконані у вигляді гвинтів, вкручених у кавітатор. ємодіють із внутрішніми поверхнями конфузора й дифузора, а також закріплений на стрижні щонайменше один кавітатор [пат України № 34813, МПК6 B01F3/08, заявл 08 07 1999, опубл 15 03 2001] На відміну від аналога, що розглянуто, цей диспергатор простіший за експлуатацією, проте конструкція диспергатора залишається досить складною внаслідок наявності у корпуса численних ділянок Крім того, фіксація кавітатора в корпусі не дуже надійна, оскільки подовжений стрижень з розпірками має невисоку поперечну жорскість (особливо під час можливого резонансу кавітатора при обробленні рідини) Найближчим за технічною сутністю до пропонованого технічного рішення є кавітаційний диспергатор, наприклад для оброблення культуральної рідини, що містить порожнистий циліндричний корпус з осьовими патрубками підводу й відводу оброблюваної рідини, розташований у ньому кавітатор з циліндричною ділянкою, а також щонайменше один кріпильний різьбовий стрижень, що проходить крізь отвір корпуса й вкручений у сполучену з циліндричною ділянкою кавітатора його конічну ділянку [пат України № 13941, МПК5 B01F3/08, заявл 15 11 1995, опубл 25 04 1997] Цей змішувач, на відміну від другого аналога, не передбачає необхідності наявності складного за конструкцією корпуса корпус диспергатора може бути утворений у вигляді короткого відрізка циліндричної труби з фланцями по торцях, проте фіксація кавітатора в корпусі за допомогою кріпи СО О CM 2043 льних різьбових стрижнів на КОНІЧНІЙ ДІЛЯНЦІ кавітатора як і в зазначеному аналозі не забезпечує жорсткого закріплення кавітатора в корпусі Крім того, конструкція цього диспергатора практично не забезпечує СПІВВІСНОСТІ кавітатора й корпуса, що значно погіршує умови створення кавітаційних каверн як в кільцевому зазорі між кавітатором і корпусом, так і після кавітатора В основу корисної моделі покладено задачу вдосконалити кавітаційний диспергатор, у якому нова конструкція кавітатора забезпечує стабільність кільцевого зазору між кавітатором і корпусом при високій жорсткості системи "кавітатор - корпус", а також значно спрощується експлуатація диспергатора Поставлена задача вирішується тим, що в кавітаційному диспергаторі, наприклад для оброблення культуральної рідини, що містить порожнистий циліндричний корпус з осьовими патрубками підводу й відводу оброблюваної рідини, розташований у ньому кавітатор з циліндричною ділянкою, а також щонайменше один кріпильний різьбовий стрижень, що проходить крізь отвір корпуса й вкручений у кавітатор, згідно з пропонованою корисною моделлю новим є те, що циліндрична ділянка кавітатора споряджена дискретними дистанційними виступами У найприйнятнішому прикладі виконання диспергатора дискретні дистанційні виступи виконані у вигляді гвинтів, вкручених у кавітатор Спорядження кавітатора зазначеними виступами забезпечує стабільність робочого кільцевого зазору між зовнішньою поверхнею кавітатора й внутрішньою поверхнею корпуса, а також надійно фіксує кавітатор у радіальному напрямку (осьову фіксацію забезпечують один або декілька кріпильних різьбових стрижнів) Виконання же дискретних дистанційних виступів у вигляді гвинтів, вкручених у кавітатор, забезпечують просте регулювання довжини їхньої ділянки, що виступає над зовнішньою поверхнею кавітатора, а отже і спрощує регулювання зазначеного робочого кільцевого зазору Крім того, зазначені виступи сприяють диспергуванню компонентів оброблюваної рідини k Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено на фіг 1 - поздовжній розріз кавітаційного диспергатора, на фіг 2 - виносний елемент А на фіг 1 Кавітаційний диспергатор містить порожнистий циліндричний корпус 1 з осьовими патрубками підводу 2 і відводу 3 оброблюваної рідини, розташований у ньому кавітатор 4 з циліндричною ділянкою 5, а також щонайменше один кріпильний різьбовий стрижень 6, що проходить крізь отвір 7 корпуса 1 і вкручений у кавітатор 4 (фіг 1,2) Циліндрична ділянка 5 кавітатора 4 споряджена дискретними дистанційними виступами 8, вільний торець кожного з яких взаємодіє з внутрішньою поверхнею корпуса 1, при цьому дискретні дистанційні виступи 8 можуть бути виконані у вигляді гвинтів, вкручених у кавітатор 4 (див фіг 2) Диспергатор працює таким чином Потік рідини, що підлягає обробленню (наприклад, культуральної), через патрубок 2 надходить у циліндричний корпус 1, після чого потрапляє в кільцевий зазор 9, утворений кавітатором 4 і корпусом 1, де швидкість потоку суттєво збільшується й з рідини внаслідок падіння тиску виділяються бульбашки розчиненого газу, які на виході із зазору 9 внаслідок різкого гальмування потоку й відповідного зростання тиску схлопуються (мікрокаверни можуть також утворюватися в зазорі 9 за наявності на циліндричній ділянки 5 кавітатора 4 кільцевих канавок 10 певних розмірів і форми (див фіг 1) Енергія, що виділяється під час схлопування газопарових бульбашок витрачається на руйнування дисперсної фази (а також мікроорганізмів) у потоці рідини та інтенсивному перемішування останньої Виступи 8 також сприяють диспергуванню компонентів оброблюваної рідини Иа виході з патрубка З оброблена рідина надходить у трубопровід, що приєднано до диспергатора (трубопровід умовно не показано) Запропонований кавітаційний диспергатор, нескладний у виготовленні та обслуговуванні, забезпечує ефективне оброблення неоднорідних рідких систем (колоїдних розчинів, емульсій та суспензій) Ю $ Фіг.1 6 В 9 і 2043 і 7 S Комп'ютерна верстка С Волобуев Фіг.2 4 a Підписано до друку 06 10 2003 Тираж 39 прим Міністерство освгти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна