Устройство для гомогенизации жидкостей

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОМОГЕНИЗАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Акулович Леонид Михайлович Сергеев Леонид Ефимович Агейчик Валерий Александрович Шабуня Виктория Васильевна Ермаков Николай Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Устройство для гомогенизации жидкостей, содержащее наполнительную и рабочую камеры, наполнительный клапан, канал струйного гомогенизирования, накопитель энергии для создания избыточного давления в рабочей камере, причем наполнительная и рабочая камеры расположены в едином корпусе и разделены между собой при помощи подвижного поршня, в котором выполнены наполнительный клапан с каналом струйного гомогенизирования, при этом накопитель энергии для создания избыточного давления в рабочей камере состоит из пружины и механизма взвода, взаимосвязанных между собой через подвижный поршень, отличающееся тем, что наполнительный клапан с каналом струйного гомогенизирования выполнен в виде расположенного меньшим основанием вверх полого усеченного прямого конуса, полость которого выполнена в виде расположенного меньшим основанием вверх усеченного прямого конуса, образующая которого имеет с образующей наружной конусной поверхности наполнительного клапана одинаковый угол наклона к их общей оси симметрии, а подвижный поршень выполнен в виде 92372013.06.30 прямого кругового цилиндра, содержащего полость в виде обращенного меньшим основанием вверх усеченного прямого кругового конуса, при этом оси симметрии наполнительного клапана и подвижного поршня совпадают, наполнительный клапан и подвижный поршень выполнены одинаковой высоты с равными углами наклона образующих внутреннюю коническую поверхность подвижного поршня и наружную коническую поверхность наполнительного клапана к общей для них оси симметрии, а диаметр верхнего отверстия полости подвижного поршня больше диаметра верхнего основания наполнительного клапана.(56) 1. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием Справочник / Под ред. С.Г. Энтелиса, Э. М. Берлинера. - М. Машиностроение, 1986. С. 351. 2. Мухин А.А. и др. Гомогенизаторы для молочной промышленности. - М. Пищепромиздат, 1976. - С. 48. 3. Патент РФ на изобретение 2059358, МПК А 01 1/16, 1996. Полезная модель относится к устройствам для получения гомогенных жидкостей и может быть использована для приготовления однородной смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), используемой при обработке материалов резанием. Известно, что СОЖ должна обладать высоким смазывающим действием, эффективно охлаждать контактные поверхности и иметь хорошую моющую способность, что во многом обеспечивается достижением высокой однородности ее состава, достигаемой в результате перемешивания, барботирования и других способов приготовления СОЖ 1. Известно гомогенизирующее устройство для получения эмульсий и гомогенных систем, включающее магистрали подвода и отвода гомогенизируемых жидкостей, насос, камеру гомогенизирования жидкостей, устройство воздействия на процесс гомогенизации 2. Недостатками устройства этого типа являются большие энергетические затраты на процесс гомогенизирования жидкостей в связи с отсутствием накопителей энергии и мгновенной ее отдачи, невозможность приготовления дискретных доз эмульсии и гомогенных систем, низкое качество эмульсии и монодисперсности. Известно 3 устройство для гомогенизации жидкостей, содержащее наполнительную и рабочую камеры, наполнительный клапан, канал струйного гомогенизирования, накопитель энергии для создания избыточного давления в рабочей камере, причем наполнительная и рабочая камеры расположены в едином корпусе и разделены между собой при помощи подвижного поршня, в котором выполнены наполнительный клапан с каналом струйного гомогенизирования, при этом накопитель энергии для создания избыточного давления в рабочей камере состоит из пружины и механизма взвода, взаимосвязанных между собой через подвижный поршень. Такая гомогенизирующая головка не позволяет достичь высокой степени однородности состава СОЖ, так как внутренняя полость клапана выполнена цилиндрической и в ее углах образуются застойные зоны, которые не только прямо уменьшают степень однородности состава СОЖ, но и уменьшают ее за счет снижения скорости истечения состава СОЖ через канал струйного гомогенизирования клапана. Задача, которую решает полезная модель, заключается в повышении степени однородности и качества СОЖ. Поставленная задача решается с помощью устройства для гомогенизации жидкостей,содержащего наполнительную и рабочую камеры, наполнительный клапан, канал струйного гомогенизирования, накопитель энергии для создания избыточного давления в рабо 2 92372013.06.30 чей камере, причем наполнительная и рабочая камеры расположены в едином корпусе и разделены между собой при помощи подвижного поршня, в котором выполнены наполнительный клапан с каналом струйного гомогенизирования, при этом накопитель энергии для создания избыточного давления в рабочей камере состоит из пружины и механизма взвода, взаимосвязанных между собой через подвижный поршень, где наполнительный клапан с каналом струйного гомогенизирования выполнен в виде расположенного меньшим основанием вверх полого усеченного прямого конуса, полость которого выполнена в виде расположенного меньшим основанием вверх усеченного прямого конуса, образующая которого имеет с образующей наружной конусной поверхности наполнительного клапана одинаковый угол наклона к их общей оси симметрии, а подвижный поршень выполнен в виде прямого кругового цилиндра, содержащего полость в виде обращенного меньшим основанием вверх усеченного прямого кругового конуса, при этом оси симметрии наполнительного клапана и подвижного поршня совпадают, наполнительный клапан и подвижный поршень выполнены одинаковой высоты с равными углами наклона образующих внутреннюю коническую поверхность подвижного поршня и наружную коническую поверхность наполнительного клапана к общей для них оси симметрии, а диаметр верхнего отверстия полости подвижного поршня больше диаметра верхнего основания наполнительного клапана. На фигуре изображена принципиальная схема устройства для гомогенизации жидкостей. Устройство для гомогенизации жидкостей содержит расположенные в едином корпусе 1 наполнительную 2 и рабочую 3 камеры, разделенные между собой при помощи подвижного поршня 4, в котором расположен с возможностью относительного движения наполнительный клапан 5 с каналом струйного гомогенизирования 6 в виде расположенного вверху отверстия. В наполнительной камере 2 между верхней внутренней частью крышки 13 корпуса 1 и верхней наружной торцевой поверхностью поршня 4 установлена пружина(аккумулятор энергии) 7, которая через поршень 4, вертикальный шток 8, выполненный с возможностью движения относительно корпуса 1 и с выступающей за его пределы нижней частью, с закрепленной на его верхнем торце опорной поверхностью в виде горизонтального диска 9 с перепускными отверстиями 10, сообщена с расположенным внизу за пределами корпуса 1 механизмом взвода в виде закрепленного на горизонтальной оси с возможностью вращения профильного кулачка 11, сопряженного с расположенным над ним с общей для их обоих плоскостью симметрии присоединенным с возможностью вращения к нижнему наружному концу штока 8 роликом 12. Наполнительный клапан 5 с каналом струйного гомогенизирования выполнен в виде расположенного меньшим основанием вверх полого усеченного прямого конуса, полость которого выполнена в виде расположенного меньшим основанием вверх усеченного прямого конуса, образующая которого имеет с образующей наружной конусной поверхности наполнительного клапана 5 одинаковый угол наклона к их общей оси симметрии, а подвижный поршень 4 выполнен в виде прямого кругового цилиндра, содержащего полость в виде обращенного меньшим основанием вверх усеченного прямого кругового конуса, при этом оси симметрии наполнительного клапана 5 и подвижного поршня 4 совпадают, наполнительный клапан 5 и подвижный поршень 4 выполнены одинаковой высоты с равными углами наклона образующих внутреннюю коническую поверхность подвижного поршня и наружную коническую поверхность наполнительного клапана к общей для них оси симметрии, а диаметр верхнего отверстия полости подвижного поршня 4 больше наружного диаметра верхнего основания наполнительного клапана 5. Устройство содержит магистрали подвода и отвода жидкостей с соответствующими вентилями 14 и 15. Работает устройство для гомогенизации жидкостей следующим образом. Смесь жидкостей, подлежащих гомогенизации, заполняет через магистраль подвода при открытии вентиля 14 наполнительную камеру 2. При этом поршень 4, шток 8 с роликом 12 находятся в нижнем положении. Далее вентиль 14 закрывается (вентиль 15 при 3 92372013.06.30 этом закрыт) и при включении в работу механизма взвода и вращении кулачка 11 шток 8 и поршень 4 поднимаются вверх, сжимая пружину 7, причем за счет ее сжатия происходит накопление энергии. Клапан 5 открывается, в результате чего образуется зазор между его наружной конусной поверхностью и внутренней конусной поверхностью поршня 4. При дальнейшем вращении кулачка 11 за счет его переменной кривизны под действием пружины 7 шток 8 резко опускается вниз вместе с поршнем 4. Клапан 5 закрывается, и жидкость из камеры 3 (полость Б) под давлением пружины 7 поступает в канал 6 струйного гомогенизирования и далее в камеру 6 (полость А). Далее жидкость, проходя с большой скоростью через канал струйного гомогенизирования 6, ударяется о жидкость в полости А, в результате чего происходит дробление жидкостей и получение эмульсии необходимого качества и количества, причем в случае необходимости процесс может повторяться несколько раз. Далее полученная эмульсия через магистраль отвода с открытым для этого вентилем 15 сливается и процесс гомогенизации может быть продолжен с новой порцией СОЖ. Выполнение клапана 5 с каналом струйного гомогенизирования в виде расположенного меньшим основанием вверх полого усеченного прямого конуса позволяет исключить застойные явления в жидкости внутри его полости и обеспечить многовекторное истечение частиц жидкости через канал струйного гомогенизирования 6, что существенно повышает степень однородности и качества СОЖ. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4