ультразвуковой смеситель для приготовления эмульсий

Формула изобретения

Ультразвуковой смеситель для приготовления эмульсий, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и закрепленными на внутренней поверхности лопатками и установленный в корпусе с возможностью вращения от привода ротор с закрепленными на нем лопатками, отличающийся тем, что по меньшей мере часть лопаток ротора и/или корпуса выполнена в виде консольно закрепленных под углом к оси вращения ротора прямоугольных пластин из упругого материала, выполненных с соблюдением условия



где E модуль упругости материала пластин, Па;

J осевой момент инерции поперечного сечения пластин, м⁴;

l длина консольных участков пластин, м;

плотность материала пластин, кг/м³;

S площадь поперечного сечения пластин, м².

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для приготовления эмульсий. Известен ультразвуковой смеситель для приготовления эмульсий, содержащий корпус со входным и выходным патрубками и закрепленным на внутренней поверхности лопатками и установленный в корпусе с возможностью вращения соединенный с ультразвуковым генератором ротор с закрепленными на нем лопатками, в котором все лопатки установлены перпендикулярно оси вращения ротора [1]

Недостатками этого смесителя являются диссипация ультразвуковых колебаний в корпусе и приводе вращения ротора и связанные с этим высокая энергоемкость и низкая эффективность эмульгирования.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности эмульгирования и снижение энергоемкости.

Этот результат достигается тем, что в ультразвуковом смесителе для приготовления эмульсии, содержащем корпус со входным и выходным патрубками и закрепленными на внутренней поверхности лопатками и установленный в корпусе с возможностью вращения от привода ротор с закрепленным на нем лопатками, согласно изобретению, по меньшей мере часть лопаток ротора и/или корпуса выполнена в виде консольно закрепленных под углом к оси вращения ротора прямоугольных пластин из упругого материала, выполненных с соблюдением условия:



где E модуль упругости материала пластин. Па; y осевой момент инерции поперечного сечения пластин, м⁴; l длина консольных участков пластин, м: плотность материала пластин, кг/м³: S площадь поперечного сечения пластин, м². ///2 Это позволяет генерировать ультразвуковые колебания непосредственно в обрабатываемом потоке, что снижает их диссипацию. В результате этого повышается качество эмульгирования и снижается энергоемкость.

На чертеже изображена схема предлагаемого смесителя.

Ультразвуковой смеситель для приготовления эмульсий содержит корпус с 1 со входным и выходным патрубками 2 и 3 и закрепленными на его внутренней поверхности лопатками 4 и лопатками 5, удовлетворяющими условию (1), и установленный в корпусе 1 с возможностью вращения от привода (не показан) ротор 6 с закрепленными на нем лопатками 7 и лопатками 3, удовлетворяющими условию (1). Смеситель содержит по меньшей мере одну лопатку 5 или 8 (на чертеже показаны все лопатки 5 и 8), которая установлена под углом к оси вращения ротора 6.

При работе смесителя компоненты эмульсии подают в корпус 1 по патрубку 2. Проходя по корпусу 1 они взаимодействуют с лопатками 4 и 5 корпуса 1 и лопатками 7 и 8 вращаемого ротора 6. Вращение ротора 6 приводит к возникновению завихрений в пороке приготавливаемой эмульсии, которые вызывают автоколебания в упругих лопатках 5 и 8. Частота автоколебаний этих лопаток находится в ультразвуковом диапазоне и превышает 18 кГц по условию (1). Под действием ударных нагрузок, возникающих при взаимодействии потока с лопатками 4 и 7, и ультразвуковых колебаний лопаток 5 и 8 происходит перемешивание и эмульгирование компонентов. Автоколебания лопаток 5 и 8 передаются непосредственно обрабатываемому продукту, поэтому не подвержены диссипации при передаче в корпусе 1 и приводе ротора 6. Кроме того, создание автоколебаний в лопатках 5 и 3 не требует иного подвода энергии, кроме кинетической энергии потока подаваемых на эмульгирование компонентов и энергии привода вращения ротора 6. Этим обусловлено снижение потребляемой на эмульгирование энергии и повышение качества эмульгирования. Обработанный таким образом продукт в виде эмульсии удаляется из корпуса 1 по патрубку 3.

Таким образом, предлагаемый ультразвуковый смеситель позволяет снизить энергоемкость и повысить его качество за счет снижения диссипации ультразвуковых колебаний.