Способ и устройство дл  смешивани  - RU2002118311A

Реферат

1. Двухступенчатый способ диспергирования, в котором на первой ступени основной поток (RI) реагента I, поступающего из контейнера (F), разделяют на внутренний основной поток (RI") и частичный поток (RI’), на следующей ступени частичный поток (RI’) и второй поток (RII), содержащий реагент II, подают в камеру (60) предварительного смешивания для смешивания в этой камере и получающуюся смесь (RI+II) диспергируют вместе с внутренним основным потоком (RI") с обеспечением вливания в выходной поток (Е), выдающий конечный продукт III.

2. Способ по п.1, в котором смешивание интенсифицируют посредством пульсации в кольцевом или выпускном канале предпочтительно с циклическим повышением и понижением давления в камере (60) предварительного смешивания.

3. Способ по п.2, в котором реагент I подают в камеру (60) предварительного смешивания во время периодов высокого давления, а смесь (RI+II) однородно диспергируют с реагентом II в условиях турбулентности во время периодов низкого давления.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором основной поток (RI), второй поток (RII) и частичные потоки (RI’, RI") получают различные плотности энергии.

5. Способ по п.4, в котором в камере (60) предварительного смешивания смеси (RI+II) частичного потока (RI) со вторым потоком (RII) сообщают такую плотность энергии, которая выше, например по меньшей мере на один порядок величины, плотности энергии в основном потоке (RI) или в его части (RI").

6. Способ по любому из пп.1-5, в котором плотность энергии и продолжительность пребывания смеси (RI+II) в камере (60) предварительного смешивания можно изменять путем такого регулирования, при котором не достигается критическая плотность энергии, приводящая к обращению процесса эмульгирования.

7. Способ по любому из пп.1-6, в котором для непрерывной загрузки только той части (RI’) основного потока (RI), в которую реагент II прибавляют в камере (60) предварительного смешивания в количестве, соответствующем общему потоку (RI), используют отдельное приспособление для диспергирования, вследствие чего в выходном потоке (Е) достигается сверхвысокая концентрация реагента II, причем смесь (RI+II) со сверхвысокой концентрацией затем обрабатывают в небольшом гомогенизаторе высокого давления и снова смешивают с внутренним основным потоком (RI").

8. Способ по любому из пп.1-7, в котором в камере (60) предварительного смешивания смесь (RI+II) регулируют в первой зоне по температуре и количественному соотношению, не подвергая ее существенной срезающей нагрузке, причем за указанной первой зоной следует зона максимального срезания в системе (40, 50) ротор/статор.

9. Способ по п.8, в котором зона максимального срезания проходит у длинной кромки зуба ротора (50).

10. Способ по п.8 или 9, в котором фазовую смесь получают из потоков (RI, RII) реагентов в камере (60) предварительного смешивания при различных скоростях и различных статических давлениях, причем фазу II подают непосредственно в указанную камеру, а фаза I поступает в камеру (60) предварительного смешивания через впускные каналы посредством пульсации, обусловленной циклической разницей давлений.

11. Способ по п.1 для гомогенизации веществ, например пастообразных составов, и/или производства эмульсий с размерами капель в микрометровом диапазоне, с использованием устройства (10) для диспергирования, расположенного на контейнере (F) и снабженного по меньшей мере одной системой (40, 50) ротор/статор, в частности, вблизи нижней части контейнера (F), а также питающими приспособлениями (S; 44) для основного потока (RI), причем на первой ступени процесса частичные потоки (RI’, RI") и второй поток (RII) соединяют для получения из реагента или воскового раствора начального продукта (RI+II), который добавляют к основному потоку (RI) или к его части (RI") на второй ступени процесса.

12. Способ по п.11, в котором на первой ступени процесса в камере (60) предварительного смешивания поток горячего реагента (второй поток RII) объединяют и диспергируют с частичным потоком (RI’), ответвленным от основного потока (RI) холодного переносчика в дозированном количестве, причем смесь (RI+II) затем повторно смешивают с оставшейся частью (RI") внутреннего основного потока (RI") на второй ступени процесса с обеспечением получения конечного продукта III.

13. Способ по любому из пп.1-12, в котором осуществляют самодозирующийся процесс диспергирования в том реагенте II, который вводят в качестве второго потока (RII) снизу системы (40, 50) ротор/статор и диспергируют в камере (60) предварительного смешивания с частичным потоком (RI’) основного потока (RI), а получающийся продукт (RI+II) разбавляют через возвратную линию (Z) основным потоком (RI), подаваемым сверху, и смешивают с ним с образованием конечного продукта III в выходном потока (Е).

14. Способ по п.12 или 13, в котором в камере (60) предварительного смешивания быстро вращающимся ротором (50) создают перевернутый вихрь, низкое давление которого способствует дозированию реагента II во втором потоке (RII).

15. Способ по любому из пп.1-14, в котором смешиванию смеси (RI+II) с внутренним основным потоком (RI") способствуют путем регулирования статических давлений.

16. Способ по п.15, в котором во втором потоке (RII) создают статическое давление, превышающее статическое давление основного потока (RI) или его части (RI").

17. Способ по любому из пп.1-16, в котором к основному потоку (RI) или его части (RI") сверху примешивают порошкообразные вещества.

18. Способ по любому из пп.1-17, в котором выходной поток (Е) устройства (10) для диспергирования подают в другой контейнер, где его удерживают в гомогенном состоянии, например, посредством медленно движущейся мешалки (W).

19. Способ по любому из пп.1-18, в котором пульсирующее распределение давления на выпуске получают путем выбора в выпускном канале (68) соответственно траектории потока, длины потока и угла витка и/или путем выбора размеров поверхности и выборочного расположения выпускных отверстий (62).

20. Устройство для гомогенизации веществ, например пастообразных составов, и/или для производства эмульсий с размерами капель в микро- метровом диапазоне, в котором устройство (10) для диспергирования расположено на контейнере (F) и имеет по меньшей мере одну систему (40, 50) ротор/статор вблизи нижней части контейнера, верхнее всасывающее отверстие (45) для подачи реагента (RI) из контейнера и по меньшей мере одно перемешивающее приспособление (S; 44), расположенное в этой верхней зоне, или не имеет его, и которое предназначено в особенности для осуществления способа по любому из предшествующих пунктов, причем питающая линия (30, 38) для второго реагента (RII) ведет в камеру (60) предварительного смешивания, расположенную ниже ротора (50) во внешней зоне ротора между его нижней частью и внешним статорным кольцом (42), имеющим внешние статорные зубья (48), при минимальном зазоре перекрывающие ротор (50), который имеет на своей окружной поверхности выпускные каналы (68) для проточного сообщения с камерой (60) предварительного смешивания и с основной камерой (58), где смесь (RI+II) реагентов сливается с частью (RI") потока (RI) реагента.

21. Устройство по п.20, в котором камера (60) предварительного смешивания проходит от ступицы (51, 54) ротора до выпускных каналов (68).

22. Устройство по п.20 или 21, в котором внешние статорные зубья (48) выступают вниз из основной камеры (15) и проходят к нижнему фланцу (14), расположенному центрально напротив нижней части (54-57) ротора.

23. Устройство по любому из пп.20-22, в котором питающая линия (30) ведет во впускной канал (38), встроенный в нижний фланец (14) в виде радиального канала, параллельного нижней части.

24. Устройство по п.23, в котором впускной канал (38) расположен напротив внешней нижней части ротора (55, 56).

25. Устройство по любому из пп.20-24, в котором у нижней части ротора сформировано отклоняющее тело с помощью пологого конуса (56), достигающего зоны камеры (60) предварительного смешивания и имеющего по меньшей мере одну конусообразную или вогнутую наружную поверхность с более крутым углом конической части, причем переход между соседними отклоняющими поверхностями (56, 58) выполнен в виде острой кромки (57).

26. Устройство по любому из пп.23-25, в котором статор (40) имеет кожух, ограничивающий снаружи внешнего статорного кольца (42) отклоняющую камеру (61), которая вблизи нижнего фланца (14) имеет распределенные по окружности выпускные отверстия (62), при этом питающее приспособление (44) расположено вблизи ротора (50) непосредственно над впуском (45), выполненным центрально в кожухе.

27. Устройство по любому из пп.22-26, в котором устройство (10) имеет привод, выполненный в виде двигателя (20) с полым валом, причем привод поддерживается нижним фланцем (14) и опорным фланцем (18), расположенным под прямым углом, а роторный вал (43) удерживается, например, ограничителями и дисковыми пружинами (13), так что линейное расширение полого вала (43) и приводного вала (22) возможно только в направлении от нижнего фланца (14).

28. Устройство по любому из пп.20-27, в котором со стороны выпуска устройства (10) для диспергирования могут выбираться соответственно траектория потока, длина потока и угол витка в выпускном канале за выпускным патрубком (68), а давление на выпуске может регулироваться для пульсации.

29. Устройство по любому из пп.20-28, в котором размеры поверхности и расположение выпускных отверстий (62) могут регулироваться для пульсации давления на выпуске.

30. Устройство по любому из пп.20-29, в котором дополнительное приспособление (17), прикрепляемое к нижней части (14) контейнера фланцевым соединением, имеет впускную трубу (19), окружающую питающее приспособление (44) над системой (40, 50) ротор/статор, причем от трубы (19) ответвляется выпускной патрубок (69), присоединенный к линии (Z), имеющей запорное приспособление и возвращающейся в контейнер (F) предпочтительно ниже уровня продукта, причем возвратная линия (Z) установлена по меньшей мере частично снаружи контейнера (F) и/или выполнена с возможностью нагревания или охлаждения.

31. Устройство по любому из пп.20-30, в котором в одной или обеих ступенях устройства (10) для диспергирования осуществляется ультразвуковое воздействие, причем ротор (50) на этих ступенях образует отражатель прерывистого действия.

32. Устройство по любому из пп.20-31, в котором пропускной объем в зоне камеры (60) предварительного смешивания или сам объем этой камеры является регулируемым, например путем изменения формы ротора (50) и/или статора (40), тогда как длина срезающей кромки остается неизменной.

33. Устройство по любому из пп.20-32, в котором для влияния на плотность энергии частичного потока и продолжительность его пребывания в устройстве длина срезающей кромки является регулируемой, тогда как объем камеры (60) предварительного смешивания остается неизменным.