ДИСПЕРГАТОР Российский патент 1997 года по МПК B01F7/00 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для приготовления активированных суспензий неорганических вяжущих, используемых при получении строительных композиционных материалов.

Известна установка для приготовления суспензии путем интенсивного перемешивания смеси лопастной мешалкой со скоростью вращения, вызывающей кавитацию. Установка позволяет получать гомогенную дисперсную систему (раствор) без диспергирования частиц твердой фазы, а развитие локальной кавитации на отдельных установках вращающейся лопасти не приводит к обновлению поверхностного слоя частиц, так как не создает объемно-напряженного состояния всей системы и, следовательно, не обеспечивает повышения адсорбционной активности суспензии, что является недостатком известной установки [1]
Наиболее близким по техническому решению является диспергатор (роторный аппарат гидроударного действия), содержащий корпус с концентричным ротором и статором, имеющим щели в боковых стенках с загрузочным отверстием, расположенным перпендикулярно к плоскости ротора и разгрузочным отверстием, расположенным по касательной к траектории движения лопаток. Щели в роторе выполнены в виде дозвуковых сопел, сужающихся в сторону статора, щели которого выполнены расширяющимися в сторону корпуса и имеют вогнутые поверхности [2]
Однако он обладает высокой трудоемкостью и сложностью в изготовлении, что влечет большие затраты, и данная установка не обеспечивает необходимое физико-химическое диспергирование суспензии.

Известен диспергатор, содержащий корпус, роторы, вращающиеся в противоположные стороны и состоящие из концентрических цилиндров с отверстиями, подводящий трубопровод [3]
В данном устройстве эффект перемешивания достигается за счет повышения интенсивности упругих колебаний в жидкой среде, возникновения кавитации и ультразвука.

Однако для высококачественного перемешивания жидкости и твердых материалов (неорганических вяжущих) эта конструкция малоэффективна, ввиду высокой сопротивляемости твердых частиц некоторых материалов на разрушение под воздействием гидроудара.

Для достижения высококачественного перемешивания диспергатор, содержащий корпус, роторы, вращающиеся в противоположные стороны, состоящие из концентрических цилиндров с отверстиями, подводящий трубопровод, дополнительно содержит отводящие трубопроводы, сообщенные со сливом и полостью роторов посредством трехходовых кранов, а число отверстий на концентрических цилиндрах неодинаково.

В процессе работы не происходит одновременного открытия всех отверстий.

Это позволяет значительно повысить воздействие механических и гидродинамических сил, в результате чего происходит разрушение твердых частиц и увеличение удельной поверхности взаимодействия вяжущего.

Кроме того, многократное пропускание суспензии через диспергатор за счет трехходовых кранов и двух трубопроводов дает возможность еще больше повысить диспергацию. Предложенная схема двух кранов и двух трубопроводов позволяет работать диспергатору в девяти фиксированных режимах, что создает широкую гамму степеней обработки суспензии, а также облегчает работу оператора установки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен предлагаемый диспергатор.

Диспергатор содержит разборный корпус 1, в котором соосно установлены в подшипниковых опорах роторы 2 и 3. Роторы состоят из полых валов 4 и концентричных цилиндров 5, расположенных соосно валам. В цилиндрах имеется несколько рядов отверстий 6, равнорасположенных по окружности, при этом один из роторов имеет четное количество рядов, другой нечетное. Роторы устанавливаются так, что цилиндры одного из них входят в кольцевые зазоры 7 между цилиндрами другого. Между цилиндрами образуется камера 8. Роторы могут иметь один, два и более цилиндров. В корпусе 1 имеется выпускная коробка 9, из которой выходят две выпускные трубы, перекрываемые трехходовыми кранами 10 и 11 сообщенными с двумя отводящими трубопроводами: 12 и 13 соединяют выпускную коробку с полым валом 4 одного из роторов или с валами обоих роторов; 14 и 15 установлены на слив.

Подводящий трубопровод 16 соединяет емкость с исходным композиционным материалом с камерой роторов через полый вал 4.

Диспергатор работает следующим образом.

Роторам 2 и 3 сообщается вращательное движение навстречу друг другу. По трубопроводу 16 через полый вал 4 ротора 3 подается в камеру 8 между роторами 2 и 3 исходный композиционный материал, представляющий собой суспензию из воды и неорганического компонента (например, цемента и других различных добавок). Центробежной силой суспензия выбрасывается из камеры 8 в кольцевые зазоры 7, где на нее воздействует кроме центробежной силы сила трения, удары, вызванные резким изменением величины и направления скорости, и другие механические и гидродинамические воздействия. Эти воздействия повторяются многократно при переходе суспензии из одного кольцевого зазора 7 через отверстия 6 в другой. В результате происходит разрушение гидратной пленки на поверхности твердой частицы, разрушение самой частицы и активное перемешивание с жидкостью. Это обеспечивает интенсивное физико-химическое диспергирование со значительным увеличением удельной поверхности взаимодействия, вследствие чего значительно повышается начальная степень гидратации вяжущего и однородностью получаемых на его основе композиционных материалов, способствующая улучшению показателей прочности и морозостойкости.

Эффективность диспергации может быть при необходимости повышена многократным пропусканием суспензии через диспергатор. Для этой цели служат краны 10 и 11. Установка их в различные позиции позволяет полностью или частично замкнуть цикл движения суспензии через диспергатор.

Использование: приготовление активированных суспензий неорганических вяжущих, используемых при получении строительных композиционных материалов. Сущность изобретения: диспергатор содержит корпус, роторы, вращающиеся в противоположные стороны и состоящие из концентрических цилиндров с отверстиями, подводящий трубопровод. Диспергатор дополнительно содержит отводящие трубопроводы, сообщенные со сливом и полостью роторов посредством трехходовых кранов. При этом число отверстий на концентрических цилиндрах неодинаково. 1 ил.

Диспергатор, содержащий корпус, роторы, вращающиеся в протиповоложные стороны и состоящие из концентрических цилиндров с отверстиями, подводящий трубопровод, отличающийся тем, что дополнительно содержит отводящие трубопроводы, сообщенные со сливом и полостью роторов посредством трехходовых кранов, а число отверстий на концентрических цилиндрах неодинаково.