ДИСПЕРГАТОР ГИДРОУДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1995 года по МПК B01F7/12 

Изобретение относится к технике измельчения твердых взвесей, предпочтительно растительного происхождения, и может быть использовано при выработке белковой кормовой добавки - бактериального протеина очистных сооружений (бакпротоса) при очистке стоков сельскохозяйственного производства.

Известен роторный диспергатор гидроударного действия, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода сред, внутри которого концентрично установлены ротор и статор со щелями в сопряженных стенках в виде дозвуковых сопл, сужающихся к кольцевому каналу между ними (авторское свидетельство СССР N 1586759, кл. B 01 F 7/12, 1989). Однако в известном устройстве имеет место закупорка сопл ротора при измельчении растительных остатков с пространственной структурой, например торфа, что снижает эффективность диспергирования.

Известен диспергатор гидроударного действия, содержащий соосно установленные в корпусе с зазором статор и ротор, выполненные в виде усеченных конусов, боковая поверхность которых снабжена чередующимися выступами и впадинами в форме дозвуковых сопл (авторское свидетельство N 469481, кл. B 01 F 7/12, 1972).

Техническим результатом заявленного предложения является повышение эффективности диспергирования, для чего заявитель в известном диспергаторе гидроударного действия, содержащем соосно установленные в корпусе с зазором статор и ротор, выполненные в виде усеченных конусов, боковая поверхность которых снабжена чередующимися выступами и впадинами в форме дозвуковых сопл, впадины и выступы выполнены в виде "ласточкина хвоста", а статор снабжен средством для продольного перемещения относительно ротора. Подобное выполнение обеспечивает многократное гидродинамическое и кавитационное воздействие на твердую фазу гидровзвеси.

При выбросе гидровзвеси из щелей ротора, образованных выступами и впадинами, в кольцевом канале скорость снижается и скоростное давление переходит в статическое и при более высоком статическом давлении гидровзвесь поступает под действием разрежения в ней в последующую щель ротора, уж выбросившую гидровзвесь и такие гидродинамические воздействия происходят многократно с трансформацией скоростных и статических давлений. При выбросе гидровзвеси из щели ротора в последней возникают локальные участки разрежения, сопровождающиеся переходом части жидкости в пар. При входе гидровзвеси из кольцевого канала в последующую щель пар конденсируется, а так как объем пара значительно больше объема конденсата, то возникают локальные пустоты (каверны), в которые устремляется гидровзвесь и возникают кавитационные явления. Выполнение щелевых каналов наклонными с зеркальным расположением дополняет гидродинамические, кавитационные явления срезающими, чему способствует сдвиг статора относительно ротора и уменьшение высоты кольцевого канала между ними. Выполнение отсекателя сокращает кратность нахождения гидровзвеси в кольцевом канале.

На фиг. 1 показан общий вид роторного диспергатора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2, для прямоугольных щелей; на фиг. 4 - то же, для сужающихся в направлении кольцевого канала щелей); на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 - то же 2 при сдвиге статора относительно ротора; на фиг. 7 - вид по стрелке B на фиг. 3; на фиг. 8 - вид по стрелке Г на фиг. 3; на фиг. 9 - общий схематический вид установки для использования диспергатора при выработке бакпротоса.

Роторный диспергатор содержит корпус 1 с патрубком 2 подвода и патрубком 3 отвода гидровзвеси, внутри которого концентрично установлены ротор 4 и статор 5 с наклонными щелями 6 и 7 в сопряженных стенках 8 и 9 в виде дозвуковых сопл, сужающихся к кольцевому каналу 10 между ними. Сопряженные стенки 8 и 9 выполнены коническими, причем статор 5 выполнен с возможностью аксиального перемещения относительно стенки 8 ротора 4, сопла ротора 4 и статора 5 выполнены в виде наклонных щелей 6 и 7 с зеркальным размещением относительно друг друга, а кольцевой канал 10 между патрубками 2 и 3 подвода и отвода сред снабжен отсекателем 11. Для перемещения статора 5 предусмотрены винты 12 и 13 с изменением высоты кольцевого канала 10 от высоты "а" до высоты "б", а наклон щелей "в".

Установка для использования роторного диспергатора содержит дуговое сито 14 мешалку 15, площадку для компостирования 16, дезинтегратор 17, центрифугу 18, биокультиватор 19, включающий реакторные 20 и дутьевые 21 камеры, причем первые снабжены иммобилизационной насадкой 22 в виде гибких нитей, и сообщены между собой переливными трубами 24, а реакторные 20 и дутьевые 21 сообщены между собой ложными днищами 24 и роторный диспергатор 25.

Диспергатор гидроударного действия для получения бакпротоса из стоков сельхозпроизводства работает следующим образом.

Стоки, предпочтительно стоки свинокомплекса, поступают на дуговое сито 14, где происходит отделение легких взвесей, в том числе щетины, и переходят в мешалку 15, куда добавляется торф, предпочтительно верховой торф, а при его недостатке, недостаточно минерализованный низинный. В мешалке 15 при перемешивании отделяют тяжелые примеси стоков и торфа (песок, частично гумус и т. д.). Легкие взвеси из дуговых сит 14 и тяжелые из мешалки 15 поступают на площадку для компостирования 16, а гидровзвесь в роторный дезинтегратор 25 по патрубку 2, а из него - в кольцевой канал 10.

При вращении ротора 4 гидровзвесь выбрасывается в кольцевой канал 10, где скоростное давление переходит в статическое, причем гидровзвесь отстает во вращательном движении от частоты вращения ротора 4 и поступает в следующую щель 7, из которой прошел выброс гидровзвеси и возникло разрежение, но поступает при более высоком статическом давлении и возрастает последовательно от щели к щели 7 от патрубка 2 к патрубку 3. При выбросе гидровзвеси из щели 7 в последней возникает разрежение, которое приводит к парообразованию воды, т. е. часть воды превращается в пар, под действием пульсации, создаваемых щелями 6, гидросмесь преодолевает давление пара) и конденсирует его. Так как объем пара больше объема конденсата в щели 7, при конденсации пара возникают пустоты, которые заполняются гидровзвесью с возникновением гидроударов - кавитационных явлений, причем в микропустотах при их заполнении гидровзвесью давления возрастают до десятка тысяч атмосфер, что обеспечивает измельчение торфа и перевод его частиц до размера коллоидных. Одновременно наклонные щели 6 и 7 механически измельчают взвесь в кольцевом канале 10, причем этот эффект усиливается сближением стенок 8 и 9 при перемещении статора 5 винтами 12 и 13, которое выполняется при пусконаладочных работах с изменением зазора от "а" до "б" и подбором оптимального. Механическому измельчению способствуют зеркальные наклоны щелей 6 и 7 на угол "в" и наклон стенок 8 и 9 на угол "г". При этом наклоны щелей 6 и 7 на угол "в", задерживают аксиальные перемещения взвесей, а наклон "г" сообщает аксиальное перемещение. Подбором углов "в" и "г" при проектировании диспергатора можно подобрать оптимальные условия эксплуатации.

Предложенное выполнение диспергатора значительно повышает эффективность процесса диспергирования при измельчении растительных остатков.

Использование: в технике измельчения твердых взвесей, предпочтительно растительного происхождения, может быть использовано при выработке белковой кормовой добавки бактериального протеина очистных сооружений (бакпротоса) при очистке стоков сельскохозяйственных производств. Сущность изобретения: в диспергаторе гидроударного действия, содержащем соосно установленные в корпусе с зазором статор и ротор, выполненные в виде усеченных конусов, боковая поверхность которых снабжена чередующимися выступами и впадинами в форме дозвуковых сопл, впадины и выступы выполнены в виде ласточкина хвоста, а статор снабжен средством для продольного перемещения относительно ротора. 9 ил.

ДИСПЕРГАТОР ГИДРОУДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащий соосно установленные в корпусе статор и ротор, выполненные в виде усеченных конусов, боковая поверхность которых снабжена чередующимися выступами и впадинами в форме дозвуковых сопл, отличающийся тем, что впадины и выступы выполнены в виде ласточкина хвоста, а статор снабжен средством для продольного перемещения относительно ротора.