CS256096B1

CS256096B1 - Ultrasonic device for continuous liquid processing

Info

Publication number: CS256096B1
Application number: CS866975A
Authority: CS
Inventors: Stefan Svehla
Original assignee: Stefan Svehla
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS697586A1

Abstract

Podstata riešenia spočívá v tom, že povrch ultrazvukového žiariča je blízky tvaru dutiny nádoby. Dutina sa smerom ku dnu zužuje a v hornej časti je na dutinu připojený tangenciálně na pracovnu medzeru vstup kvapaliny a v dolnej časti je připojený výstupThe essence of the solution lies in the fact that the surface of the ultrasonic emitter is close to the shape of the container cavity. The cavity narrows towards the bottom, and in the upper part the liquid inlet is connected to the cavity tangentially to the working gap, and in the lower part the outlet is connected

Description

Vynález sa týká ultrazvukového zariadenia pre kontinuálně spracovanie kvapalín ultrazvukovou energiou ako je dezintegrácia, dispergácia, homogenizácia, emulzifikácia a ďalšie procesy.The invention relates to an ultrasonic device for continuously treating liquids with ultrasonic energy such as disintegration, dispersion, homogenization, emulsification and other processes.

V súčasnosti používané zariadenia na spracovanie kvapalín používajú hydrodynamické píšťaly napájané vysokotlakovými čerpadlami a výkonnými elektrickými motormi. Sú známe aj ultrazvukové dezintegrátory, u ktorých ozařovaná kvapalina preteká cez uzatvorenú nádobu opatrenú vstupom a výstupom kvapaliny, v ktorej je ponořený koncentrátor ultrazvukového žiariča, ktorý vyzařuje ultrazvuková energiu vo vertikálnom smere. Nevýhodou tohoto zariadenia je, že je možné ním spracovávať iba malé množstvá kvapalín, čo je vhodné len pre laboratorně účely. Ultrazvukové dezintegrátory majú však tú přednost, že spotřeba elektrickej energie je u nich nízká a na dopravu kvapalín si vyžadujú iba rožnu výšku hladin spracovávanej kvapaliny pre zaistenie samospádu.The currently used fluid processing equipment uses hydrodynamic pipes powered by high-pressure pumps and powerful electric motors. Ultrasonic disintegrators are also known in which the irradiated liquid flows through a closed vessel provided with an inlet and an outlet of the liquid, in which an ultrasonic radiator concentrator that emits ultrasonic energy in the vertical direction is immersed. The disadvantage of this device is that it can process only small amounts of liquids, which is only suitable for laboratory purposes. However, ultrasonic disintegrators have the advantage that their power consumption is low and only require a variable height of the liquid to be processed to ensure gravity.

Vyššie uvedené nedostatky zmierňuje a technický problém rieši ultrazvukové zariadenie pre kontinuálně spracovanie kvapalín podta vynálezu, ktorého podstatou je, že povrch ultrazvukového žiariča je blízky tvaru dutiny nádoby. Dutina nádoby je zúžená smerom ku dnu. Vstup kontinuálně pretekajúcej kvapaliny je na nádobu přípoje-, ný tangenciálně v hornej časti. V dolnej časti nádoby je umiestnený výstup. Do podstaty vynálezu patří aj to, že zužujúca sa dutina nádoby je v tvare pologute. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zužujúca sa dutina nádoby je v tvare kužeía.The above-mentioned drawbacks are alleviated and the technical problem is solved by an ultrasonic device for continuous processing of liquids according to the invention, which is based on the fact that the surface of the ultrasonic radiator is close to the shape of the container cavity. The cavity of the container is tapered towards the bottom. The inlet of the continuously flowing liquid is tangentially connected to the vessel at the top. An outlet is located at the bottom of the container. It is also within the scope of the invention that the tapered cavity of the container is in the form of a hemispherical. The essence of the invention is that the tapered cavity of the container is conical.

Ultrazvukovým zariadením pre kontinuálně spracovanie kvapalín podta vynálezu a postupné ku dnu sa zužujúcou pracovnou medzerou sa docieli toho, že zvačšovaním pracovnej medzery ku dnu nádoby sa zvačšuje pracovná medzera aj po stranách nádoby. Zariadenie umožňuje spracovávať vačšie prietočné množstvá kvapalín, pričom pevné částice, ktorých rozměr je váčší ako je velkost pracovnej medzery na dne nádoby sa už v bočnej pracovnej medzere dokonale rozdrobia a postupujú ku dnu nádoby do výstupu. Tangenciálny vstup spracovávanej kvapaliny vyvolává jej rotáciu v pracovnej medzere nádoby a tým sa predlžuje doba ožarovania ultrazvukom. Na dne nádoby je možné nastavit minimálnu pracovnú medzeru, čím sa dosiahne intenzívnejšie ultrazvukové ožiarenie spracovávanej kvapaliny.The ultrasonic device for continuously treating liquids according to the invention and progressing to the bottom with a narrowing working gap achieves that by increasing the working gap to the bottom of the container, the working gap is also increased at the sides of the container. The device makes it possible to process larger flow rates of liquids, whereby solid particles whose size is greater than the size of the working gap at the bottom of the container are already completely crushed in the side working gap and advance to the bottom of the container into the outlet. The tangential inlet of the fluid to be treated causes its rotation in the working gap of the vessel, thereby extending the ultrasonic irradiation time. At the bottom of the container, a minimum working gap can be set to achieve more intensive ultrasonic irradiation of the liquid to be treated.

Na pripojenom výkrese je příkladné znázorněné ultrazvukové zariadenie pre kontinuálnu homogenizáciu kvapalín, ktoré je nakreslené v řeze.The attached drawing shows an exemplary ultrasonic device for continuous homogenization of liquids, which is shown in cross-section.

Ultrazvukové zariadenie pre kontinuálnu homogenizáciu kvapalín příkladné pozostáva z ultrazvukového žiariča 1, ktorý je pevne spojený s přenosovým koncentrujúcim článkom 4. Na přenosový koncentrujúci článok 4 je pevne připojený ultrazvukový měnič 5, ktorý je spojený s ultrazvukovým generátorom 6. V uzle kmitov přenosového koncentrujúceho článku 4 je pevne uchytený nosný kotúč 7, ktorý je prostredníctvom dištančného krúžku 8 uchytený na hornom čele nádoby 2.An ultrasonic device for continuous homogenization of liquids by way of example consists of an ultrasonic radiator 1, which is fixedly connected to the transfer concentrating cell 4. An ultrasonic transducer 5, which is connected to the ultrasonic generator 6, is fixedly connected to the transfer concentrating cell 4. The support disk 7 is fixedly fixed and is fastened to the upper face of the container 2 by means of a spacer ring 8.

V hornej časti nádoby 2 je tangenciálně na pracovnú medzeru 3 připojený vstup 9 kontinuálně pretekajúcej kvapaliny. V dolnej časti nádoby 2 je umiestnený výstup 11. Nad vstupom 9 v hornej časti nádoby 2 je umiestnený přepadový otvor 10.In the upper part of the vessel 2 an inlet 9 of a continuously flowing liquid is connected tangentially to the working gap 3. An outlet 11 is located in the lower part of the container 2. An overflow opening 10 is located above the inlet 9 in the upper part of the container 2.

Funkcia ultrazvukového zariadenia pre kontinuálnu homogenizáciu kvapalín je nasledovná: Otvorí sa vstup 9, přepadový otvor 10 a přiškrtí sa výstup 11. Po naplnění nádoby 2 spracovávanou kvapalinou sa spustí ultrazvukový generátor 6 a nastaví sa na požadovaný výkon. Ultrazvukový žiarič 1 začne tak všesmerove vyzařovat ultrazvuková energiu do pracovnej medzery 3. Přepadový otvor 10 sa uzatvorí, akonáhle začne ním vytékat spracovávaná kvapalina. Spracovávaná kvapalina v nádobě 2 preteká cez pracovnú medzeru 3 rotačným pohybom, čím sa predížuje doba ožařovania. Rýchlosť prietoku kvapaliny cez nádobu 2 sa nastavuje na vstupe 9 a výstupe 11. Okrem toho v závislosti na druhu a technologického spracovávania kvapaliny je možné jej rýchlosť měnit změnou hrůbky pracovnej medzery 3, čo je možné vykonávat změnou hrůbky dištančného krúžka 8.The function of the ultrasonic device for continuous homogenization of liquids is as follows: The inlet 9 opens, the overflow aperture 10 and the outlet 11 is cut off. After filling the vessel 2 with the treated liquid, the ultrasonic generator 6 is started and adjusted to the desired power. The ultrasonic radiator 1 thus begins to emit ultrasonic energy to the working gap 3. The overflow aperture 10 is closed as soon as the liquid to be treated flows out. The liquid to be treated in the vessel 2 flows through the working gap 3 in a rotary motion, thereby increasing the irradiation time. The flow rate of the liquid through the vessel 2 is adjusted at the inlet 9 and the outlet 11. In addition, depending on the type and technological processing of the liquid, its speed can be varied by changing the depth of the working gap 3, which can be done by changing the depth of the spacer ring 8.

Ultrazvukové zariadenie podta vynálezu je možné a výhodné použit na spracovanie kvapalín za účelom ich homogenizácie, emulzifikácie, pre dezintegračné účely, získanie jemných disperzií, pre miešanie ťažko alebo klasickými metodami nemiešatelných kvapalín a pre podobné procesy, pri ktorých sa využívá intenzívna ultrazvuková energie.The ultrasonic device according to the invention is possible and advantageously used for the treatment of liquids for homogenization, emulsification, for disintegration purposes, for obtaining fine dispersions, for mixing with difficult or conventional immiscible liquid methods and for similar processes using intensive ultrasonic energy.

Claims

256096 PREDMET

An ultrasonic device for the continuous treatment of liquids consisting of ultrasonic radiators and containers with continuously flowing treatment, characterized in that the surface of the ultra-sound emitter (1) is close to the du-tiny (12) of the vessel (2) , wherein the container cavity (12) is tapered towards the bottom, while the inlet (9) continually flowing through the liquid is continually connected to the working gap (3) in the upper part of the container (2), while an outlet (11) is located at the bottom of the container (2).

Ultrasonic device according to claim 1, characterized in that the tapered cavity (12) of the container (2) is hemispherical.

3. An ultrasonic device according to claim 1, wherein the tapered cavity (12) of the container (2) is cone-shaped. 1 sheet of drawings