Способ приготовления жидких неоднородных сред и устройство для его осуществления

)у .В О Р 1/О И БРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1-2(7) Специальное конструкторскоебюро научного приборостроения Уральского отделения АН СССР и Институтэлектрохимии Уральского отделенияАН СССР(54) СПОСОБ ПРИГООДНОРОДНЬ 1 Х СРЕД ИОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение бам и устройствам ких неоднородных повысить производ во готового проду ет обработку слояк ее поверхности,колебаниями и вакВ устройстве иэлуслое, прилегающембатываемой среды. 1 табл., 3 ил. осо тносится Изобретение относится к области приготовления жидких неопноропных масс, в частности иликерных масс.Цель изобретения - повышение произнодительности и качества продукта.На фиг.1 изображено устройство, реализующее способ приготовления жидких неоднородных сред, общий вид;на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,1.Устройство для приготовления жидких неоднородных сред состоит из цилиндрического корпуса 1 с рубашкой для обогрена (не показана), мешалки 2, вращающейся на вертикальном валу 3 посредством привода 4. Корпус 1 имеет вакуумный штуцер 5. Снаружи корпуса размещен источник 6 ультразвука с концентратором, соединенный посредством волновода 7 с излучателем 8 колебаний в виде плоской пластины, размещенйой в слое, прилегаюм к поверхност обрабатывт нее, р0,42 А) мой сром а рас ян 2 где А - длина нколебани щ О, 1, 2Излучатель усностью поворотатальной оси, прокорпуса,Корпус 1 имеество 9 и сливнойСпособ приготнородных сред особразом. олны ультразвуковых ий, мм;3 или 4,тановлен с возможвокруг своей гориэо ходящей через стенк агрузочное пластифик пропорци ра. Затемчере орпу тор тройство 9 з порошок в не ружаю ходим отовл дпя при включаю шлик иземенк и пОдно привое мешин м ание масс водят ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ТОВПЕНИЯ ЖИДКИХ НЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО приготовления жидред и позноляет тельность и качестта. Способ включасреды, прилегающего ультразвуковыми умирование среды атель размещен в к поверхности обра с. и 3 з.п, ф-лы,загрузочное устрой- клапан 1 О.вления жидких неодуществляют следующимгпо с включением привода мешалки вклю" .,чают,-.источник 6 ультразвука и вакууМйр 1 гют внутреннюю полость корпуса через штуцер 5 посредством вакуумного9 асоса (не показан).Во время перемешивания порошка:йластификатором частицы массы софершагют сложное движение - вращательное, радиальное и в вертикальной 10йлоскости. При перемещении масса обтекает излучатель с двух сторон, Снижней стороны ппастины производится1 олько диспергирование. С верхнейтороны в слое толщинойпроисхот диспергирование и вакуумированиеМассы.Глубина погружения плоской пласти 1 ты излучателя 8 определяе-ся длинойолны ультразвуковых колебаний, котоая в свою очередь выбирается в завигимости от реологических характеристик приготовляемой массы (в частности, вязкости),Максимальные напряжения сдвига в 25озвучиваемой массе обеспечивающие:-интенсивную ее проработку, возникагютв зонах кавитации, расстояния междукоторыми равны половины длины волныЯ/2) колебания, При использовании 30в качестве источников колебаний гене"раторов типа МПСАс частотами8-20 кГц первая зона кавитации находится на расстоянии примерно 3-4 ммот поверхности излучателя, Размещение 35этой зоны на границе раздела приготовляемой массы с вакуумируемым пространством обеспечивает возможностьмаксимального удаления газовых включений. 40При этом на поверхности, находящей.ся на излучателе массы, создаетсякак бы "кипящий слой",Кавитационные зоны повторяются синтервалом Я /2, однако по мере удаления от излучателя интенсивностьколебаний в массе уменьшается. Поэтому максимальное диспергирование происходит в первой зоне кавитации нарасстоянии ф/4 от излучателя,Вакуумирование массы наиболее эффективно происходит в ее поверхностномслое,.Совмещение первой наиболее эффективной эоны кавитации с вакуумируемым 55поверхностным слоем обеспечиваетсяпри погружении излучателя на глубину Ь = Я /4. Эффективная ширина зоныкавитации равна 0,37 ,г по уровню 0,7 максимальной мощности облучения. Следовательно, излучатель может находиться на расстоянии от поверхности массы (первый интервал, и = О)Ь=ОЗ - 17" =0075"ф 4ф 4 ф- 0,429 .При этом обеспечивается максимальная эффективность процесса одно- временного диснергирования и вакуумирования приготовляемой массы, При других интервалах глубин погружения излучателя 8, расстояние между которыми равно Я/2, процесс одновременного диспергирования и вакуумирования на поверхности ггассы имеет место, но с меньшей эффективностью вследствие затухания колебаний.В таблице приведены расчетные данные толщины слоя массы над излучателем для различных вариантов осуществления предлагаемого способа (расчеты приведены для жидкой среды типа глицерина)Использование кавитационных зон ггри значениях п 5 пе обеспечивает эффективности процесса в вязких.жид-. костях, так как вследствие затихания ,колебаний при увеличении расстояния от излучателя мощность колебаний гз этих зонах составляет менее 1 ОЕ от максимальной.Обеспечение поворота излучателя 8 вокруг его горизонтальной оси дает возможность изменять толщину обрабатываемого на пластине слоя массы сцелью оптимизации процесса для средс различнойг степенью вязкости. В корпусе 1 устройства может быть размещено несколько излучателей 8, При использовании изобретения обеспечивается диспергирование и вакуу- мирование массы в тонком слое, что повышает качество продукта и производительность его получения.Формула изобретения1,Способ приготовления жидких геоднородных сред, преимущественно шликерных масс, вклгючагющий обработку среды ультразвуковыми колебаниями и ее вакуумирование, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с цельгю повьппеия производительности и качества готового продукта, обработке ультра- звуко. подвергают слой среды, прилегагющий к ее поверхности.(для первых пяти интер валов) Толщи лоя массы, м 0,075 Я 0,4 759 .0,4 0 2 0,75 5,75 0,75 15,75 20,75 0,375 2,875 5,375 7,875 0,375 2, 4,б 7,1 9,6 2,19,24,29,24,2 5 б2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что толщину обрабатываемого слоя среды выбирают из условияЬ(0,075 Я - 0,42 9 ) + и где Ь - толщина слоя среды, мм;ф - длина волны ультразвуковыхколебаний, мми Оь 1 э 2, 3 или 4 еЗ.Устройство для приготовления жидких неоднородных сред, преимуще" ственно шлнкерных масс содержащее корпус с мешалкой, вращающейся вокруг вертикальной оси, и вакуумным штуцером, размещенный снаружи корпуса источник ультразвука с концентратором и излучатель колебаний в виде пластины, контактирующей с обрабатываемой средой, отличающееся 432 6тем, что, с целью повышения производительности и качества готового про-:дукта, излучатель размещен в слое, 5прилегающем к поверхности обрабатываемой среды,.4.Устройство по п.З, о т л ич а ю щ е е с я тем, что излучатель размещен на расстоянии от поверх- О ности среды, равном(0,075- 0,42 Я + иЯгде Ь - расстояние от поверхностисреды до поверхности излуча теля, мм. 5.Устройство по пп.З и 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что излучательустановленвозможностью поворота 20 вокруг своей горизонтальной оси,проходящей через стенку корпуса.е ВЕ161432 Составитель Н.Ф Техред Л, Сердюко ова Корректор ай тор С,Пек тета ва, Ж зо РПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород Гагарина, 10 Заказ 378 ВНИИПИ Го Тир ственного коми 113035, МосПодписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССРушская наб д, 4/5