Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для получения жидких однородных смесей

Изобретение относится к аппаратам для перемешивания жидких материалов и может быть использовано в пищевой, химической промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Известен вибрационный смеситель (патент РФ №2208473 опубл. 20.07.2003), содержащий корпус, опирающийся через амортизаторы на раму, вибратор, штуцеры загрузки и выгрузки смешиваемых компонентов, внутренний рабочий орган, жестко установленный в центре основания корпуса, корпус выполнен в виде призматоида, а рабочий орган представляет собой пятиугольную правильную звездчатую пирамиду.

Недостатками данного устройства является низкая эффективность процесса и его большая длительность.

Техническим результатом изобретения является снижение продолжительности цикла смешения, повышение эффективности процесса за счет повышения степени однородности смеси.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для получения жидких однородных смесей, содержащее корпус, опирающийся через амортизаторы на раму, вибратор, штуцеры загрузки и выгрузки смешиваемых компонентов, внутренний рабочий орган в виде пятиугольной, правильной звездчатой пирамиды, жестко установленный в центре основания корпуса, корпус выполнен в виде цилиндра с рубашкой, на внутреннюю поверхность которого нанесены пьезокерамические кристаллы, а в основание корпуса размещены диаметрально противоположно, как минимум, два патрубка для подвода воздуха, и два патрубка, расположенные на боковой поверхности корпуса для подвода и отвода теплоносителя, причем рабочий орган выполнен из пьезокерамики и соединен с источником питания.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для получения однородных смесей с фронтальным разрезом круглого корпуса, на фиг. 2 - вид сверху устройства для получения однородных смесей с горизонтальным разрезом круглого корпуса.

Устройство для получения однородных смесей содержит входной штуцер 1 для поступления обрабатываемой смеси, выходной штуцер 2 для отвода готовой смеси, входной 3 и выходной 4 патрубки для подвода и отвода теплоносителя, внутренний рабочий орган 5, рубашка корпуса 6, обеспечивающая циркуляцию теплоносителя, цилиндрический корпус 7, патрубки 8 для подвода воздуха, вибровозбудитель 9, источник питания 10, раму 11, амортизаторы 12.

Устройство для получения жидких однородных смесей работает следующим образом. Компоненты для образования смеси подают через входной штуцер 1 в цилиндрический корпус 7, установленный на раму 11, через амортизаторы 12. Вибровозбудитель 9, закреплен соосно под цилиндрическим корпусом 7. В результате колебаний, создаваемых вибровозбудителем 9 и внутренним рабочим органом 5 выполненного в виде пъезокерамического преобразователя в форме пятиугольной правильной звездчатой пирамиды происходит процесс перешивания жидкости. Во время процесса перемешивания на внутренний рабочий орган 5 через источник питания 10 подается электрический ток. Электрический ток, проходя через слой пьезокерамического материала, преобразуется в механическую, создавая ультразвуковые колебания. Ультразвуковые волны формируются при помощи электроакустического преобразователя, пъезокерамического материала, который преобразует подводимую электрическую энергию в механические колебания посредство пьезоэлектричества или магнитострикции. При прохождении ультразвуковых волн через слой неоднородностей перемешивающей смеси происходит образования кавитационных пузырьков, всхлопования которых вызывает дезинтеграцию мелких включений смеси. При прохождении ультразвуковых волн через слой неоднородной жидкости образуются кавитационные облака. Кавитационные облака неоднородны: вблизи центра оно имеет вид небольшой плотной области; по плоскости кавитационные пузырьки распределяются в виде своеобразной, похожей на многоконечную звезду фигуры. Для более равномерно распределения энергии ультразвуковых волн и создания однородных кавитационных облаков в обрабатываемой неоднородной жидкости на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 7 нанесены пъезокерамические кристаллы, которые образуют сплошную шероховатую поверхность. При столкновении с шероховатой поверхностью цилиндрического корпуса 7 ультразвуковые волны отражаются, рассеиваются и воздействуют так же на компоненты смеси. Причем наличие шероховатой поверхности цилиндрического корпуса 7 приводит к равномерному перераспределению ультразвуковых волн, а также к равномерной обработки жидкости. При обработке эмульсий, особенно водно-органических суспензий, следует стабилизировать температурные режимы обрабатываемой жидкости, поскольку при высоких температурах эффективность обработки снижается, а органические соединения могут разлагаться. Для создания оптимальных температурных условий в устройстве предусмотрено рубашка корпуса 6, которая позволяет регулировать температурные режимы проведения технологических процессов. Для этого через входной 3 и выходной 4 патрубки подводится и отводится теплоноситель.

Для повышения эффективности перемешивания и создания дополнительных условий возникновения, однородных кавитационных облаков в основании цилиндрического корпуса 7 установлены на равноудаленном расстоянии от центра цилиндрического корпуса 7 и друг друга четыре патрубка 8 для подвода воздуха.

Готовую однородную смесь отводят через выходной штуцер 2.

Таким образом, установка рабочей насадки согласно изобретению по сравнению с прототипом, способствует интенсификации процесса смешения, как на макро так и на микроуровнях, а, следовательно, приводит к снижению продолжительности его цикла, за счет увеличения КПД ультразвуковых волн, а также повышению эффективности процесса за счет повышения степени однородности смеси, которая достигается за счет использования ультразвукового излучателя и внутренней поверхности цилиндрического корпуса, которая выполнена из пъезокерамических кристаллов.