RU2091151C1

RU2091151C1 - Ultrasonic device for preparation of emulsions

Info

Publication number: RU2091151C1
Application number: RU95118560A
Authority: RU
Inventors: П.А. Горшенин; О.И. Квасенков; С.А. Белов
Original assignee: Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности
Priority date: 1995-11-01
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 1997-09-27

Abstract

FIELD: emulsion preparation. SUBSTANCE: device includes housing with inlet and outlet branch pipes and rotor arranged inside it. Perforated hollow rotor is mounted on hollow drive shaft. Housing is provided with steam chamber embracing the rotor. Perforations of rotor are made in form of Laval nozzles provided with swirlers at inlet. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике производства эмульсий. The invention relates to techniques for the production of emulsions.

Известно ультразвуковое устройство для получения эмульсий, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, соединенный с источником ультразвуковых колебаний, и размещенный в нем ротор с лопатками (RU, патент N 2033856, кл. B 02 A 11/02, 1995). A known ultrasonic device for producing emulsions, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, connected to a source of ultrasonic vibrations, and a rotor with blades placed in it (RU, patent N 2033856, class B 02 A 11/02, 1995).

Недостатком этого устройства является высокая энергоемкость, связанная с диссипацией ультразвуковых колебаний при передаче эмульгируемому продукту от внешнего источника через промежуточные элементы. The disadvantage of this device is the high energy intensity associated with the dissipation of ultrasonic vibrations when transferring the emulsifiable product from an external source through intermediate elements.

Техническим результатом изобретения является снижение диссипации ультразвуковых колебаний. The technical result of the invention is to reduce the dissipation of ultrasonic vibrations.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения эмульсий, содержащем корпус с входным и выходным патрубками и размещенный в нем ротор, согласно изобретению ротор выполнен полым и перфорированным и установлен на полом приводном валу, а в корпусе выполнено охватывающая ротор паровая камера, при этом отверстия перфорации ротора выполнены по форме сопел Лаваля. The technical result is achieved by the fact that in the device for producing emulsions comprising a housing with inlet and outlet nozzles and a rotor housed in it, according to the invention, the rotor is hollow and perforated and mounted on the hollow drive shaft, and the steam chamber enclosing the rotor is made in the housing, while rotor perforation holes are made in the form of Laval nozzles.

Это позволяет снизить диссипацию ультразвуковых колебаний за счет их создания непосредственно в приготавливаемой эмульсии. This allows you to reduce the dissipation of ultrasonic vibrations due to their creation directly in the prepared emulsion.

В предпочтительном варианте отверстия перфорации ротора снабжены установленными на входах завихрителями. In a preferred embodiment, the perforation holes of the rotor are provided with swirlers mounted at the inlets.

Это позволяет повысить энергоемкость генерируемых ультразвуковых колебаний и качество эмульсии. This allows you to increase the energy intensity of the generated ultrasonic vibrations and the quality of the emulsion.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 увеличенный фрагмент I фиг. 1. In FIG. 1 shows the proposed device, a longitudinal section; in FIG. 2 enlarged fragment I of FIG. one.

Ультразвуковое устройство для получения эмульсий содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и паровой камерой 4 и установленный в корпусе 2 на полом приводном валу 5 перфорированны полый ротор 6, отверстия 7 перфорации которого выполнены по форме сопел Лаваля и могут быть снабжены установленными на входах завихрителями 8. An ultrasonic device for producing emulsions comprises a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 nozzles and a steam chamber 4 and a hollow rotor 6 perforated in the housing 2 on a hollow drive shaft 5, the perforation holes 7 of which are made in the form of Laval nozzles and can be equipped with inputs swirlers 8.

При работе устройства жидкие компоненты приготавливаемой эмульсии через полый вал 5 подают на внутреннюю поверхность ротора 6. Одновременно по патрубку 2 в паровую камеру 4 подают один из компонентов эмульсии, переведенный в газовую фазу. При вращении ротора 6 жидкая фаза распределяется по его внутренней поверхности в виде пленки, а пар поступает через сопловые отверстия 7, разгоняясь до сверхзвуковой скорости, и барботируется в пленку жидкой фазы, совершая адиабатное расширение. На выходе из сопел 7 Лаваля происходит турбулентный срыв потоков пара, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. При наличии завихрителей 8 закрученный сверхзвуковой поток пара сохраняет бочкообразную форму на некотором участке траектории и создает регулярные скачки уплотнения ультразвуковых частот до дробления на отдельные пузырьки, всплывающие в пленке жидкости под действием архимедовой силы выталкивания и силы инерции и при противодействии сил трения и поля центробежных сил. В таких условиях в жидкой фазе возникают спутные потоки, а в пузырьках пара возникают тороидальные потоки, способствующие интенсивному телообмену между жидкой фазой и паром. В результате теплообмена с жидкой фазой и адиабатного расширения пузырьки пара конденсируются со схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. В результате в пленке жидкой фазы создаются ультразвуковые колебания, способствующие образованию стойкости эмульсии. Диссипация ультразвуковых колебаний снижена за счет их создания непосредственно в эмульгируемом продукте. Полученная таким образом эмульсия поступает по поверхности ротора 6 к выходному отверстию 3 и удаляется из корпуса 1. When the device is operating, the liquid components of the prepared emulsion through the hollow shaft 5 are fed to the inner surface of the rotor 6. At the same time, one of the components of the emulsion transferred to the gas phase is fed through the pipe 2 to the steam chamber 4. When the rotor 6 rotates, the liquid phase is distributed on its inner surface in the form of a film, and the vapor enters through the nozzle holes 7, accelerating to supersonic speed, and is bubbled into the liquid phase film, making adiabatic expansion. At the exit of the Laval nozzles 7, a turbulent disruption of steam flows occurs, accompanied by the formation and collapse of cavitation cavities with an ultrasonic frequency. In the presence of swirls 8, a swirling supersonic steam flow retains a barrel-shaped shape in a certain part of the trajectory and creates regular shock waves of ultrasonic frequency compaction before crushing into individual bubbles that pop up in the liquid film under the action of the Archimedean buoyancy force and inertia force and when the friction and centrifugal forces are counteracted. Under such conditions, confluent flows arise in the liquid phase, and toroidal flows arise in the vapor bubbles, which facilitate intense body exchange between the liquid phase and the vapor. As a result of heat exchange with the liquid phase and adiabatic expansion, the vapor bubbles condense with the collapse of cavitation cavities with an ultrasonic frequency. As a result, ultrasonic vibrations are created in the liquid phase film, which contribute to the formation of stability of the emulsion. The dissipation of ultrasonic vibrations is reduced due to their creation directly in the emulsifiable product. Thus obtained emulsion enters the surface of the rotor 6 to the outlet 3 and is removed from the housing 1.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить диссипацию ультразвуковых колебаний, тем самым снизив энергоемкость производства эмульсий. Thus, the proposed device can reduce the dissipation of ultrasonic vibrations, thereby reducing the energy intensity of the production of emulsions.

Claims

1. An ultrasonic device for producing emulsions, comprising a housing with inlet and outlet nozzles and a rotor located in it, characterized in that the rotor is hollow and perforated and mounted on the hollow drive shaft, and a steam chamber enclosing the rotor is made in the housing, with perforation holes the rotors are made in the form of Laval nozzles.

2. The device according to claim 1, characterized in that the perforation holes of the rotor are equipped with swirlers installed at the inputs.