Диспергатор Советский патент 1989 года по МПК B01F7/28 B06B1/18 

образующими нагнетательные каналы 18. Статор 6 вьтолнен S-образной формы, соединен с входными патрубками 10 и установлен с возможностью перемещения вдоль оси 23 ротора для образования проточной полости 17, Среда по патрубку 7 поступает в каналы 18 роА932984

тора 5 и выбрасывается из них в торс- образную камеру 2. Затем среда поступает в полость 17 и, вытекая из нее, воздействует на среду, поступающую из каналов 18, в результате чего происходит интенсивная обработка среды. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к оборудованию для проведения диспергирования, эмульгирования, смешения и тому подобных процессов. Устройство включает корпус 1 с торообразной рабочей камерой 2, ротор 5 и статор 6. Корпус имеет входные 7 и выходные 10 патрубки. Ротор 5 снабжен лопастями 19, 20, 21 и разделительным диском 16, образующими нагнетательные каналы 18. Статор 6 выполнен S - образной формы, соединен с входными патрубками 10 и установлен с возможностью перемещения вдоль оси 23 ротора для образования проточной полости 17. Среда по патрубку 7 поступает в каналы 18 ротора 5 и выбрасывается из них в торообразную камеру 2. Затем среда поступает в полость 17 и, вытекая из нее, воздействует на среду, поступающую из каналов 18, в результате чего происходит интенсивная обработка среды. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к сельски- хозяйственному и тракторному машине;- строению, в частности к оборудованию по производству и использованию пестицидов и минеральных удобрений при проведении процессов диспергирования эмульгирования, смешения, растворения, гомогенизации и тому подобных физико-химических тепло-массообмен- ных процессов.

Изобретение может применяться в химической, фармацевтической, лакокрасочной, пищевой и других отраслях промьшшенности по своему основному назначению. Изобретение может применяться в указанных -областях техники по новому назначению, а именно в качестве центробежного насоса, гидравлического классификатора газового компрессора, гидродинамического излучателя звука и энергетического разделителя воздуха на горячий и холодный в потоки.

Цель изобретения - повышение долговечности и расширение области применения диспергатора.

На фиг. 1 схематически изображен диспергатор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - начало цикла, рабочая ткид- кость нагнетается лопатками ротора и поступает в торообразную камеру и под статор в проточную полость; на фиг. 4 - середина цикла, рабочая среда заполнила торообразную камеру и расклассифицировалась по тонкости дисперсного состава, тонкая гомогенная фракция отводится из торообраз- ной камеры по выходному патрубку, крупнодисперсная фракция отбрасывается центробежными силами на повторное диспергирование; на фиг. 5 - середина цикла, гидравлический удар, движение жидкости в роторе остановилось, движение жидкости в закрученном потоке происходит с разрывом сплошности, а выходной патрубок вы- брасьгаает импульс давления; на фиг.6

0

5

0

5

0

5

0

5

конец цикла, движение жидкости в закрученном потоке прекратилось, гидравлическое запирание нагнетательных каналов ротора закончилось, диспергатор готов для нового цикла,

Диспергатор состоит из разъемного корпуса 1 с торообразной камерой 2, коллектора 3, приводного вала 4 со смонтированным на нем лопаточным ротором 5 и статора 6. Корпус 1 снабжен входным патрубком 7, воздуховодом 8 и уплотнением 9 приводного вала 4. Коллектор 3 своими выходными патрубками 10 закреплен в муфтах 11.

На выходных патрубках 10 смонтирован статор 6. Коллектор 3 вместе с патрубками 10 и статором 6 может герметично перемещаться и жестко фиксироваться относительно корпуса 1 известным способом, например с помощью уплотнитепьных колец 12 и накидных гаек 13, навинчиваемых на муфты 11.

Статор 6 выполнен S-образным в поперечном сечении и имеет козьфек 4, отражающий поток рабочей жидкости на выход из ротора 5, и снабжен радиальными лопатками 15, тормозящими вращение закрученного в торообразной камере 2 потока.

Статор 6 монтируется перед разделительным диском 16 ротора 5 с образованием между ними проточной полости 17 и направлеи козь1рьком 14 в сторону выхода потока из- нагнетательных каналов 18. Нагнетательные каналы 18 образованы основными 19 и дополнительными 20 и 21 лопастями ротора 5.

На входе в ротор 5 установлено эжекторное устройство 22, работающее на утечках рабочей среды из торообразной камеры 2 в зону уплотнения 9. Проточная полость регулируется перемещением статора 6 вдоль оси 23 ротора 5.

Коллектор 3 может соединяться одним или несколькими отводящими штуцерами с потребителями. Диспергатор

имеет многофункциональное использование, т.е. помимо основного назначения - диспергирования, он может работать в различных других

Работа торового диспергатора по основному назначению, т.е. в режиме диспергирования, эмульгирования,, су пендирования, смешения, гомогенизации, растворения гетерогенных сред.

Рабочая среда, например, суспензия, состоящая из жидкости и порошкообразных твердых тел, подлежащих .тонкому диспергированию, поступает по входному патрубку 7 на вход в ротор (фиг.З и 6).

При вращении ротора 5 его основные 19 и дополнительные лопасти 20 и 21 нагнетают суспензию в каналы 18.

Площадь выходных сечений каналов 18 вьтолнена меньше площади проходных сечений ротора 5, поэтому суспензия находится в нем под постоянным избыточным давлением и вытекает из каналов 18 Б торообразную камеру 2 с высокой скоростью и кавитацион- ным распылом струи. При этом твердые частицы с-успензии частично разрываются внутренним избыточным давлением. Соприкасаясь со CTenKat m торо- образной камеры 2, частички твердой фазы снова разрушаются за счет удара о стенки. Далее они закручиваются с вытекающими струями суспензии в то- рообразный вихрь и поступают в проточную полость 17, а из нее одна часть - на динамический запор проходных сечений каналов 18 а другая часть поступает по выходным патрубкам 10 в коллектор 3 и из него к потребителю.

В торообразном вихревом потоке осуществляется центробежное разделение суспензии на крупиодисперсную фракцию, отбрасываемую к периферии и на разделительный диск 16 ротора 5, и мелкодисперсную фракцию, отбираемую из-под статора 6 на выходные патрубки 10 и далее в коллектор 3. Попадающая на разделительньй диск 16 крупнодисперсная фракция вторично разрушается за счет больших сдвиговых напряжений, возникающих из-за разности окружных скоростей торооб- разного вихря и вращающегося ротора. Радиальные лопасти 15 статора 6 под- дерлсивают разницу окружных скоростей вихря и ротора 5 постоянной, что гарантирует постоянное качество диспергирования.

Нагнетательные каналы 18 создают с струю со множеством центров разрыва сплошностей, т.е. со множеством ка- витационных пузьгрьков. Пузырьки быстро растут, сливаются с другими пузырьками, скапливаются в центре торо0 образной камеры 2 и отводятся через воздуховод 8.

Вытекающие с высокой скоростью из нагнетательных каналов 18 кавита- ци. жные струи закручиваются стенками

5 торообразной камеры 2 в торообразный вихрь и движутся: частично над статором 6, а частично под ним, по проточ-- ной полости 17. Движущийся по проточной полости 17 поток отражается ко-

0 зьгрьком 14 статора 6 на выход из каналов 18, запирает их за счет динамического напора и создает в зоне выхода струй из каналов 18 гидравлический удар. Возникающее при гидрав-

5 лическом ударе высокое давление осуществляет принудительное охлопывание кавитационных пузырьков в локальной жидкостной зоне на выходе из ротора 5, т.е. осуществляет основной про0 цесс разрушения твердых компонентов без разрушения стенок рабочих органов и создает импульсный выброс рабочей жидкости в выходной патрубок ТО, Поток, движущийся над статором 6,

5 срывается с козырька 14 и осуществляет дополнительный запор струй, истекающих из каналов 18, и создает дополнительный разрушающий эффект за счет соударения струй. При запертых

0 каналах 18 вращающийся в торообраз- ной камере 2 поток постепенно теряет СБОЮ кинетическую энергию. Это происходит из-за постоянного вытеснения массы готового продукта в выходные

5 патрубки 10 и снижения скорости потока из-за гидравлических потерь,

При этом наступает момент, когда энергии вращающегося потока становится недостаточно для запора каналов

0 18 и из них вновь выбрасываются струи жидкости в освобожденную торообразную камеру 2. Рабочий цикл повторяется. Настройку торового диспергатора на оптимальный или новьй режим рабо5 ты осуществляют путем осевого перемещения выходных патрубков 10 коллекторов 3 в муфтах 11. Для этого накидные гайки 13 ослабляются и положение козырька 14 относительно распыливающих насадок 18 выбирается таким, чтобы обеспечить максимальную производительность, тонкость диспергирования, стойкость эмульсии и гомоген- ность готового продукта,

В настроенном положении торовый диспергатор фиксируется путем закручивания накидных гаек 13 до отказа. При этом уплотнительные кольца 12 сжимаются и жестко фиксируют выходные патрубки 10 от перемещения.

Диспергатор может работать в качестве центробежного насоса и компрессора. Для этого статор 6 отво- дится от диска 16 ротора 5 влево до упора в сменки торообразной камеры 2. При этом основные 19 и дополнительные 20 и 21 лопасти ротора 5 нагнетают рабочую среду, которая исте- кает через каналы 18 в торообразную камеру 2, заполняет ее и удаляется через выходные патрубки 10 в коллектор 3 и далее к потребителю.

Работа торового диспергатора в качестве классификатора.

Торовый диспергатор может работат в качестве гидравлического классификатора. Дли этого статор 6 отводится

от диска 16 ротора 5 влево от центра

торообразиой камеры 2 и фиксируется. Возд тсовод 8 выводится до внутренних стенок торообразной камеры 2 и тагоке фиксируется. Среда подается на вхоД в ротор 5, нагнетается основными 19 и дoпoлнитeльнымli 20 и 21 лопастями, выбрасывается через каналы 18 в торо образн то камеру 2, закручивается ее стенками в торообразный зихрь и классифицируется в центробежном поле. Крупная фракн 1я отбрасывается к периферии и отбирается через воздуховод 8 к потребителю, а мелкодисперсная фракция скапливается в центре и выводится по выходным патрубкам 10 и коллектору 3 к своему потребителю.

Работа торового диспергатора в качестве акустической сирены.

Торовый диспергатор может работат в качестве гидродинамического излучателя звука (акустической сирены). Для этого его настраивают на работу в качестве воздушного компрессора, а затем, перемещая статор 6 относительно ротора 5, добиваются звукового воздействия газовых струй с отра- жающим козырьком 14.

Работа торового диспергатора в качестве вихревого энергоразделителя.

Торовый диспергатор может работать в качестве энергетического разделителя воздуха на горячий и холодный потоки. Для этого он настраивается в режим воздушного компрессора или гидродинамического излучателя звука. При этом выходящие из каналов 18 воздушные струи расширяются и закручиваются в торообразной камере 2 в торообразный вихрь. В торообразном вихре происходит энергетическое разделение воздуха на горячие периферийные слои, которые отводятся по патрубкам 10 к потребителю и холодные центральные слои, которые отводятся по воздуховоду 8 к своему потребителю, например, во входной патрубок 7 самого диспергатора, эжектируя поток на вход в ротор 5, охлаждая его и тем самым повышая напор и про- У1зводительность диспергатора.

Использование изобретения обеспечивает повьш1ение долговечности и расширение области применения диспергатора.

Формула изобретения

Фиг.З

Put.lt

Pta.$