НАСОС-ДИСПЕРГАТОР Российский патент 2001 года по МПК B01F7/00 

Изобретение относится к технологическому оборудованию химических, фармацевтических и пищевых производств, где требуется проведение процессов смешивания, эмульгирования, суспензирования, гомогенизирования, растворения и других физико- химических процессов в системах жидкость - жидкость и жидкость - твердое тело.

Известен гомогенизатор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, статор - в виде цилиндра с прорезями на боковой поверхности и коаксиально ему установленный лопастной ротор с нагнетательными каналами, покрывными дисками и цилиндрической обечайкой с прорезями.

На торцовой поверхности статора и обращенном к ней покрывном диске ротора выполнены дополнительные прорези, причем дополнительные прорези статора смещены относительно основных на половину шага между ними и сообщены с входным патрубком.

Кроме того, проходное сечение одновременно открытых основных и дополнительных прорезей ротора выполнено равным проходному сечению его нагнетательных каналов (см. авторское свидетельство СССР N 1611429, кл. B 01 F 7/24, 1/00, 1989).

Известен также насос-диспергатор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, приводной вал со смонтированным на нем лопаточным ротором и статорное перфорированное кольцо.

При этом ротор снабжен упругим перфорированным кольцом, свободно установленным на его периферии (см. авторское свидетельство СССР N 1044341, кл. B 01 F 7/28, B 06 B 1/18, 1988).

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, а также повышение эффективности и надежности в работе устройства - насоса-диспергатора.

Указанная задача достигается тем, что в насосе-диспергаторе, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, смонтированный на подшипниках приводной вал с лопастным ротором и коаксиально ему установленный статор в виде цилиндрической обечайки с отверстиями на боковой поверхности, ротор снабжен сменными пальцами, рабочая поверхность которых плавно сопряжена с рабочей поверхностью лопастей, которые выполнены в виде спирали Архимеда, статор снабжен сменными пальцами, установленными с возможностью свободного прохода между ними пальцев ротора, причем пальцы ротора и пальцы статора выполнены с клиновыми срезами, широкие стороны которых направлены друг к другу.

Отверстия статора выполнены с наклоном по направлению движения обрабатываемой среды и перпендикулярны к рабочим поверхностям лопастей ротора. Причем приводной вал смонтирован на подшипниках качения и изолирован от обрабатываемой среды торцовым уплотнением с герметичным сильфонным кожухом. Кроме того, зазор между пальцами ротора и пальцами статора определяется тониной помола твердого включения в обрабатываемой жидкой среде и не должен быть меньше этой величины.

При этом частота колебаний обрабатываемой среды определяется из соотношения
i = Z_с·Z_р·П_р,
где i - частота колебаний обрабатываемой среды, Гц;
Z_с - количество рядов пальцев на статоре;
Z_р - количество рядов пальцев на роторе;
П_р - число оборотов ротора, об/с.

Это позволяет расширить технологические возможности насоса-диспергатора, а также эффективность и надежность его работы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен насос-диспергатор, продольный разрез;
на фиг. 2 - то же, сечение А-А;
на фиг. 3 - то же, сечение Б-Б.

Насос-диспергатор состоит из улиткообразного корпуса 1 с выходным тангенциальным патрубком 2. Корпус 1 закрыт крышкой 3 с входным патрубком 4. К корпусу 1 крепится ступица 5, в которой смонтирован на подшипниках качения 6 приводной вал 7 с торцовым уплотнением 8 с сильфонным кожухом для защиты подшипников от обрабатываемой среды. На конце вала 7 жестко закреплен ротор 9, состоящий из ведущего покрывного диска 10 и лопастей 11, которые выполнены в виде спирали Архимеда. На концах лопастей 11 ротора в несколько рядов закреплены сменные пальцы 12, поверхность которых плавно сопряжена с рабочей поверхностью лопастей 11. Коаксиально ротору 9 установлен статор 13, выполненный в виде цилиндрической обечайки с несколькими рядами отверстиями 14 на боковой поверхности. Между отверстиями статора на одной линии закреплены сменные пальцы 15. Пальцы 15 статора установлены с возможностью свободного прохода между ними пальцев 12 ротора, причем пальцы 12 ротора и пальцы 15 статора выполнены с клиновыми срезами, широкие стороны которых направлены друг к другу. Отверстия 14 статора 13 выполнены с наклоном по направлению движения обрабатываемой среды и перпендикулярны к рабочим поверхностям лопастей 11 ротора 9. Зазор между пальцами 12 ротора и пальцами 15 статора устанавливается в зависимости от тонины помола твердого включения в обрабатываемой жидкой среде.

Насос-диспергатор работает следующим образом. Обрабатываемая среда поступает по входному патрубку 4 через нагнетательные каналы, образованные лопастями 11, подхватывается последними и пальцами 12, продавливается между пальцами 15 в отверстия 14 статора 13 и поступает в канал улиткообразного корпуса 1 откуда направляется к выходному патрубку 2.

При встрече пальцев 12 ротора с пальцами 15 статора и благодаря клиновому срезу на пальцах 12 и 15 возникают вакуумные "взрывы", частота которых может регулироваться количеством пальцев 12 и 15 и числом оборотов ротора 9. Ультразвуковая частота, образующаяся при этом, подбирается в зависимости от необходимости технологического процесса и определяется из соотношения:
i = Z_с·Z_р·П_р,
где i - частота ультразвуковых колебаний, Гц;
Z_с - количество рядов пальцев статора;
Z_р - количество рядов пальцев ротора;
П_р - число оборотов ротора, об/с.

Проходя через большое количество отверстий в статоре обрабатываемая среда разбивается на такое же количество струй и вновь собирается в улиткообразном канале корпуса 1. Это дает дополнительный эффект тщательного перемешивания.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в расширении технологических возможностей насоса-диспергатора и в повышении эффективности и надежности работы.

Изобретение относится к технологическому оборудованию химических, фармацевтических и пищевых производств. Насос-диспергатор содержит корпус в входным и выходным патрубками, ротор с лопастями, статор с отверстиями на боковой поверхности. Ротор и статор снабжены сменными пальцами. Пальцы ротора и статора имеют клиновые срезы, широкие стороны которых направлены друг к другу. Пальцы статора установлены с возможностью свободного прохода между ними пальцев ротора. Это позволяет расширить технологические возможности, повысить эффективность и надежность работы. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Насос-диспергатор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, смонтированный на подшипниках приводной вал с лопастным ротором и коаксиально ему установленный статор в виде цилиндрической обечайки с отверстиями на боковой поверхности, отличающийся тем, что ротор снабжен сменными пальцами, рабочая поверхность которых плавно сопряжена с рабочей поверхностью лопастей, которые выполнены в виде спирали Архимеда, статор снабжен сменными пальцами, установленными с возможностью свободного прохода между ними пальцев ротора, причем пальцы ротора и пальцы статора выполнены с клиновыми срезами, широкие стороны которых направлены друг к другу. 2. Насос-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что отверстия статора выполнены с наклоном по направлению движения обрабатываемой среды и перпендикулярны к рабочим поверхностям лопастей ротора. 3. Насос-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что приводной вал смонтирован на подшипниках качения и изолирован от обрабатываемой среды торцовым уплотнением с герметичным сильфонным кожухом. 4. Насос-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что зазор между пальцами ротора и пальцами статора определяется тониной помола твердого включения в обрабатываемой жидкой среде и не должен быть меньше этой величины. 5. Насос-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что частота колебаний обрабатываемой среды определяется из соотношения
i = Z_c х Z_p х П_p,
где i - частота колебаний обрабатываемой среды, Гц;
Z_c - количество рядов пальцев на статоре;
Z_p - количество рядов пальцев на роторе;
П_p - число оборотов ротора, об/с.