Спосіб приготування диспергованих продуктів і пристрій для його виконання

1. Спосіб приготування диспергованих продуктів, що включає змішування компонентів, диспергування твердої фази в режимі гідродинамічної кавітації з рециркуляцією суспензії диспергованого продукту, який відрізняється тим, що ви хідну суміш продуктів диспергування в зону кавітації уводять тангенціально, забезпечуючи закручування потоку по архімедовій спіралі, потім отриманий вихровий потік спрямовують вздовж гвинтової лінії поздовжньо осі його обертання, стабілізуючи отриманий ефект на вихідній ділянці зони кавітації, при цьому оптимальний режим кавітації забезпечують шляхом регулювання резонансної частоти виникаючих в процесі кавітації поздовжніх A 1 3 71145 4 кавітації, рециркуляцію через фільтр частини су- велика металоємкість і складність конструкції спензії, при цьому створюють визначений тиск кавітаційного генератора. подачі компонентів, а рециркулюючу частину суВ основу винаходу поставлене завдання підспензії повертають безпосередньо в кавітаційну вищення ефективності диспергування продуктів порожнину. шляхом підсилення потужності гідропульсацій, що Недоліками способу є: виникають за рахунок кавітації, а також розширен- низька ефективність готування тонкодисперня функціональних можливостей способу і пригованих суспензій, пов'язана з введенням у те хнострою, що забезпечують високу е фективність і логічний процес операції фільтрації суміші, а таякість диспергування термопластичних продуктів. кож необхідність підтримки підпору, що обмежує Означене завдання вирішується тим, що в роботу кавітатора в резонансному режимі через способі приготування диспергованих продуктів, швидке засмічення фільтра і відсутність можливоякий включає змішування компонентів, диспергусті настроювання резонансної камери на гідравлівання твердої фази в режимі гідродинамічної кавічні параметри пульсацій, що змінилися; тації з рециркуляцією суспензії диспергованого - нестійкість утворення хвиль кавітації в зв'язку продукту, відповідно до винаходу, ви хідну суміш з подачею текучої пульпи з твердою фракцією в продуктів диспергування вводять в зону кавітації зону утворення кавітаційних каверн, у результаті тангенціально, забезпечуючи закручування потоку чого відбувається зрив режиму кавітації й утвопо Архімедовій спіралі, потім вихровий потік спрярення турбулентного потоку; мовують вздовж гвинтової лінії поздовжньо осі - неможливість диспергування термопластичйого обертання, стабілізуючи отриманий ефект на них матеріалів через відсутність засобів підтримки вихідній ділянці зони кавітації, при цьому оптиманеобхідної температури диспергованої середи. льний режим кавітації забезпечують шляхом регуВідома акустична установка [3] для готування лювання резонансної частоти виникаючих в пробітумної емульсії, що включає гідродинамічний цесі кавітації поздовжніх гідропульсацій, а вібратор, поміщений всередині емульсійного бака і оптимальний тепловім режим - шляхом регулюз'єднаний з насосом. Вібратор складається з пласвання витрати суміші, яку реціркулюють в адіабаттини, один кінець якої забудований, а інший жорснії порожнині зони кавітації. тко закріплений. Струмінь рідини, що виходить із Означене завдання вирішується ще й тим, що сопла під тиском 0,5-0,6МПа, вдаряючи об загоств пристрої для приготування диспергованих прорений кінець пластини, викликає її вібрацію. Винидуктів, який містить циліндричний корпус з трубокаючі при цьому в оброблюваній рідині .звукові проводами для подавання та відведення суміші і явища викликають емульгування бітуму. коаксіальне встановлений в ньому кавітаційний Недоліками розглянутої конструкції є незадогенератор та систему рециркуляції диспергованого вільна якість диспергування компонентів суміші продукту, відповідно до винаходу, кавітаційний через недостатню акустичну ефективність випрогенератор виконано у вигляді вихрової камери, мінювача хвиль, а також низька продуктивність поверхня якої являє собою Архімедову спіраль, процесу виробництва бітумної емульсії. при цьому її вхідний канал обладнаний механічним Найбільш близькою до пропонуємої є пристрій пластинчастим вібратором радіального випромі[4], що містить циліндричний корпус з системою нювання, один із торців камери облаштований рециркуляції диспергованого продукту, яка вклюгерметичною мембраною повздовжнього випромічає до себе трубопроводи для подавання і відвенювання, із зовнішньої сторони якої встановлений дення суміші і коаксиально встановлений у ньому резонатор гідропульсацій з пружиною та регулюкавітатор, виконаний у вигляді зрізаного конуса. вальним гвинтом, а на іншому торці вихрової каВін має кавітатор передвключення. встановлений мери розміщений стабілізатор обертання потоку у по ходу потоку перед основним кавітатором і довигляді плоскої пристінкової спіралі, при цьому датково облаштований циліндричною поверхнею, вихрова камера розміщена всередині теплоізопричому на бічній циліндричній поверхні основного льованої, адіабатної, ємності. кавітатора і на внутрішній поверхні циліндричного Таким чином, пропонуємий спосіб і пристрій корпуса реактора виконані кільцеві виточення, що дозволяють підвищити ефективність і якість дисутворюють кільцеві сопла Лаваля, при цьому в тілі пергування продуктів за рахунок вихрового ефекосновного кавітатора виконані сполучені центрату, що забезпечує утворення каверн в зоні низькольний і похилі за потоком радіальні канали, вихід з го тиску вихровій труби, які під дією відцентрових яких спрямований у кільцевий зазор між кавітатосил переміщуються до ділянок високого тиску, де ром і корпусом безпосередньо перед кільцевими вони руйнуються. Утворення каверн і їх руйнуванвиточеннями. ня сприяє підвищенню імпульсів гідропульсацій. Основними недоліками цього пристрою є: Первинні гідроімпульси, що виходять від потоку і - низька ефективність диспергування, пов'язамеханічного вібратора з вихрової камери, сприяна з наявністю послідовно розміщених тіл, які ють виникненню повздовжніх гідропульсацій від створюють великий опір потоку оброблюваної рімембранного випромінювача з регульованою жордини, що знижує швидкість плину потоку рідини сткістю, що дає можливість збільшити потужність всередині кавітатора й ефективність утворення гідропульсацій у резонансному режимі. Тепло, що кавітаційних каверн; виділяється за рахунок енергії обертового потоку, - високі енергетичні витрати на збудження сприяє поліпшенню якості процесу диспергування процесу кавітації через значний опір, що виникає в внаслідок зниження в'язкості оброблюваного, осопроточному каналі, заповненому тілами, які обтібливо термопластичного матеріалу. кає потік; Суть винаходу пояснюється кресленнями, де 5 71145 6 на фіг.1 показаний загальний вид кавітаційного надходить тангенціально в розгінний проточний генератора імпульсів тисків, канал 12 і закручується навколо повздовжньої осі на фіг.2 зображений його перетин А-А в плокавітаційного генератора імпульсів тисків по Архіщині розміщення завихрювача потоку, а медовій спіралі. При безупинному обертальному на фіг.3 показаний один з варіантів включення русі потоку поле тиску в завихрювачі 3 і вихровій кавітаційного генератора в загальну систему готукамері 1 розподіляється відповідно до фіг.1 (зона вання диспергованих продуктів. Н - низький тиск, зона В - високий тиск, зона Г Пристрій для приготування диспергованих умовна межа розподілу зон), при цьому потік у продуктів містить у собі кавітаційний генератор, вихровій камері 1 робить гвинтове обертання і далі який має корпус 1, виконаний у вигляді вихрової зливається в ємність 16, відкіля забирається насокамери з плоскою пристінковою спіраллю 2, у гнізсом 26 на рециркуляцію. Перша фаза кавітації з до якої встановлений завихрювач 3, у цьому ж утворенням каверн у рідині відбувається в зоні гнізді розміщене проміжне кільце 4, на якому встанизького тиску. Підвищенню ефективності утвоновлена мембрана 5, що має вн утрішню 6 і зовнірення каверн у цій зоні сприяє механічний вібрашню 7 опори, з яких зовнішня контактує з пружитор 14, розміщений на виході розгінного каналу 12, ною 8, з протилежної сторони якої встановлена що випромінює радіальні гідроімпульси тисків. навантажувальна опора 9 з гвинтом 10. Система Друга фаза кавітації, при якої каверни у рідині регулювання жорсткості мембрани закрита кришруйнуються, відбувається в зоні високого тиску. кою 11. У перетині А-А фіг.2 показаний проточний Інтенсифікації потужності руйнування каверн розгінний канал 12, вихідна частина якого має посприяють відцентрові сили, що збільшують тиск верхню 13, що являє собою Архімедову спіраль, і суміші. Підсилення процесу диспергування досяобладнана пластинчастим вібратором 14 з канавгається настроюванням кавітаційного генератора кою стабілізації жорсткості 15. Кавітаційний генеімпульсів тиску на резонансний режим роботи. Для ратор імпульсів тисків встановлений у ємність 16 з цього власні коливання мембрани 5, що випромітеплоізоляцією 17. Ємність має заправну магістнює повздовжні пдроімпульси тисків, доводять до раль 18 зі змішувачем 19 емульгатора й термочастоти радіальних гідроімпульсів, виникаючих у пластичного материала, наприклад, бітуму, що вихровій камері. Для досягнення цієї мети регунадходять відповідно по магістралях із запірною люють жорсткість мембрани 5 за допомогою пруарматурою 20, 21. жини 8 з регулювальним гвинтом 10. У процесі Заправна магістраль 18 з'єднана через електрециркуляції рідини у вихровому режимі вона нарогідрокпапан 22 з системою рециркуляції, яка грівається за рахунок енергії тертя. Температуру складається з всмоктувального 23 і нагнітального нагрівання контролюють датчиками 28 і 34. Під24 трубопроводів. На всмоктувальному тр убопротримання потрібної температури іродукту забезпеводі встановлений електрогідроклапан 25, а на чується періодичним включенням системи рецирнагнітальному трубопроводі - гідронасос 26, макупяції. У випадку підвищення тиску в ємності 16 нометр 27 та датчик температури рідкої суміші 28. відбувається спрацьовування електрогідроклапана Окрім цього, ємність 16 оснащена магістраллю 29 30, що зв'язує внутрішню порожнину ємності з атдренажу, на якій встановлений електрогідрокламосферою. Видачу готового продукту роблять пан 30. Магістраль видавання готового продукту включенням електрогідроклапана 33 і гідронасоса 31 облаштована гідронасосом 32 і електрогідрок32. Злив залишків і промивання ємності здійснюлапаном 33. Температура готового продукту контється за допомогою пробки 35. ролюється датчиком 34. У ємності також передбаДжерела інформації чена зливальна трубка 35. 1. Способ получения высокостабильньк битуСпосіб готування диспергованих продуктів на мных эмульсий. А.С. №639588, МКИ В01F17/02. прикладі роботи пропонуємого пристрою (фіг.1, Опубл 30.12.78. Бюл №48. фіг.2, фі г.3) здіснюють таким чином. 2 Спосіб готування тонкодисперсних суспензій За допомогою вентилів 20, 21 у змішувач 19 та пристрій для його здіснення. Патент UA надходять інгредієнти суміші, де їх змішують у №12652 Сl, МКІ В01F3/12; В01F5/00; В01F5/10. заданому співвідношенні. Для подачі суміші в реОпубл. 28.02.97. Бюл №1. цикуляційний контур пристрою включають елект3. Технические указания по приготовлению и ропдроклапани 22, 25. Вихідна суміш по трубопроиспользованию дорожных эмульсий. ВСН 115-75. воду 23 заповнює ємність 16 до заданого рівня. Минтрансстрой. - М: Транспорт, 1976. Для пуску системи рециркуляції включають гідро4. Кавітаційний реактор. Патент UA №13941 А, насос 26. Тиск у напірній магістралі 24 визначаєтьМКІ В01F3/08; В01F7/C4; В01F14/00; В01F19/00; ся манометром 27. Вихідна суміш компонентів В21В1/36. Опубл 25.04.97. Бюл №2. 7 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 71145 8 Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601