Способ смешивания неоднородной среды

(51) 6 В 01 Г 11 09 800686 С ХЗ ЕТЕ ИЕ ИЗО) ОПИ ЕДЕРаЦИ Российской в бе приводов 1 ил./ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(7 ) Шпади Андрей Леонидович(М) СПОСОБ СМВОИВАНИЯ НЕОДНОРОДНЭЙ СРЕДЫ(57) Изобретение относится к технохимии и может быть использовано дпя смешивания, диспергирования эмупьгирования и тл, различных гетерогенных и гомогенных сред, а также в бытовой технике дпя вентиляции помещений и перемешивания продук. тов. Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания пуем создания в неоднородной среде твердым телом вихревых течений, порождающих возникающую при этом на твердом теле гидродинамическую силу. В способе среду 2 обрабатывают ортогональными колебаниями твердого тела выполненного в виде крыла 1 с профилем, симметричным относительно перпендикулярной хорде крыла 1 оси, движущегося по фигурам Лиссажу 3, которыми возбуждают в обрабатываемой среде 2 взаимодействующие вихри и тем самым получают гидродинамическую силу крыла для относительного перемещения обрабатываемой среды Причем ортогональные колебания крыла 1 получают сложением его поперечных и крутильных колебаний за счет введения упругоинерционной связи 5 между ними и источником 4 возвратно-поступательных вибраций. Это обеспечивает качественное приготовление не только жидких, но и довольно вязких продукто з использования дорогих и дефицитных вращения с эпектродвигателя55 Изобретение относится к технологии иможет быть использовано для смешивания,диспергирования, эмульгирования и т.п, гетерогенных и гомогенных сред, а также вбытовой технике для вентиляции помещений и перемешивания продуктов.Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания путемсоздания в неоднородной среде твердымтелом вихревых течений, порождающихвозникающую при этом на твердом теле гидродинамическую силу.Указанная цель достигается тем, чтоколебания крыловидного тела в обрабатываемой среде осуществляют по двум ортогональным координатам и сообщают всем еготочкам колебания по фигурам Лиссажу кратных частот, которыми возбуждают в. окружающей среде взаимодействующие междусобой и крылом вихри обтекающие егокромки с противоположных направлений итем самым получают гидродинамическуюсилу крыла и направленное перемещениеобрабатываемой среды. Причем ортогональные колебания крыла получают сложением его поперечных и крутильныхколебаний за счет введения упругоинерционной связи межу ними и источником возвратно-поступательных вибраций.Сопоставительный анализ, с прототипом показывает, что заявленный способ отличается типом и методом возбуждаемыхколебаний крыловидного активатора, чтообеспечивает на его противоположных сторонах появление усредненно-ориентированного перепада давлений без набегающегопотока окружающей среды. Это достигаетсятем, что гидродинамическую подьемную силуполучают взаимодействием между самимивихрями создаваемыми непосредственноколеблющимся крылом, вместо взаимодействия вихря Жуковского, возникающего вокруг крыла с полем скоростей набегающегобокового потока окружающей среды, который принципиально необходим для получения гидродинамической силы крылатрадиционным способом, что естественнозатрудняет применение этого способа в бытовой технике для приготовления различных продуктов,На чертеже представлена схема колебаний и обтеканий крыла по предлагаемомуспособу.Согласно предлагаемому способу смешивания перемещения крыла 1 в обрабатываемой среде 2 осуществляют по двумортогональным координатам, напримеросям Х и У; По каждой из этих координатвозбуждают синусоидальные колебаниякратных частот и определенной разности50 жение, которых с горизонтальнымиколебаниями, поступающими от источника 4 возвратно-поступательных вибраций,обеспечивает движение по траектории, близкой к фигуре Лиссажу. Возникающаяпри этом струя обрабатываемой среды, отражаясь от стенок цилиндрической емкости, образует интенсивный круговой поток, турбулизованный до начала кавитации, что резко увеличивает скорость протекания процессов смешивания и диспергированияобрабатываемой среды. фаз, при которых все точки поперечного сечения крыла, в том числе и его продольнаяось, двигаются по траекториям фигур Лиссажу 3, т.е, по восьмерке, различным петлями более сложным траекториям, имеющимциклически замкнутые участки,Если, например, по координате У возбуждают колебания с частотой вдвое больше, чем по координате Х, то ось крыла10 двигается по горизонтальной восьмерке,имеющей два замкнутых цикла. Когда движенил крыла осуществляют по левому циклу, то тем самым его левой кромкой вобрабатываемой среде возбуждают синх 15 ронный вихрь, ориентированный также, каки этот цикл, против часовой стрелки.Аналогичным образом при движении поправому циклу фигуры Лиссажу правойкромки крыла возбуждают вихрь, направ 20 ленный по часовой стрелке, Поскольку замыканию и взаимной нейтрализации этихвихрей препятствует средняя часть крыла тона его нижней поверхности образуется избыток давления (+) обрабатываемой среды,25 стеающей с его верхней поверхности, гдеобразуется область пониженного давления(-), Усредненный перепад этого давления поасей площади крыла образует гидродинамическую силу, направленную вдоль оси У,З 0 При этом сами вихри противоположной ориентации начинают дрейфовать в противоположном направлении, обеспечивая темсамым относительное перемещение и приток новой пропорции обрабатываемой сре 35 ды,Для одновременного возбуждения колебаний крыла по осям Х и У от одноголинейного источника возвратно-поступательных вибраций между ними устанавлива 40 ют механическую упругоинерционную связь5 например в виде изогнутой упругой консоли, при помощи которой крылу сообщают нетолько линейные, но и крутильные колебания относительно оси вибратора, парал 45 лельной продольной оси крыла 1, Однакопри малой амплитуде угловых колебанийкрыла 1 их можно рассматривать как вертикальные колебания кромок крыла 1 сло1800686 Составитель А,ШпадиТехред М.Моргентал Корректор М,Керецман Редактор Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 Заказ 1226 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Опытная проверка предлагаемого способа производилась на выпукло-вогнутом макете крыла 1 длиной 50 мм и шириной 20 мм, в котором возбуждались связанные полигармонические колебания от источника 4 возвратно-поступательных вибраций, выполненного в виде вибратора электробритвы Киевс основной частотой 50 Гц и мощностью 10 Вт, при помощи упругоинерционной связи 5, выполненной в виде упругой изогнутой консоли длиной 50 мм и эксцентриситетом 20 мм. Крыло 1 эффективно отбрасывает водную среду 2, создавая за собой стоячую волну избыточного давления наподобие той, что образуется за гребным винтом, что доказывает возникновение гидродинамической силы без вращательного Формула изобретения1. СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ, заключающийся в воздействии на нее колеблющимся твердым телом, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса пе;ремешивания путем создания в неоднородной среде твердым, телом вихревых ,течений, порождающих возникающую ,при этом на твердом теле гидродинамическую силу, на среду воздействуют . посредством придания твердому телу колебаний по двум ортогональным координатам с кратными соотношениями не менее двух частот, обуславливающими его движения по фигурам Лиссажу,движения, Благодаря этому опытный образец обеспечивал не только качественное приготовление в емкости до 500 мл различных коктейлей, омлетов и кремов, но и при готовление блинного теста и других вязкихсред без замены крыловидного активатора.Таким образом, использование изобретения по крайней мере в бытовых миксерах 10. и диспергаторах позволяет добиться высокого качества и быстрого приготовления пищевых продуктов очень простым способом без вращательного движения механических частей, который не нуждается для своей ре ализации в довольно сложных и дефицитных электродвигателях и комплектующих изделиях 20 причем твердое тело выполнено в видекрыла с профилем, симметричным относительно перпендикулярной хорде оси,2, Способ по п.1, отличающийся25 тем, что на среду воздействуют посредством колебаний крыла, получаемыхсложением его поперечных и крутиль.ных колебаний относительно оси, парал: лельной образующей крыла,3, Способ по п.2, отличающийсятем, что крыло, посредством колебанийкоторого воздействуют на среду, соединено с источником возвратно-поступа; тельного движения посредством упругеинерционной связи.