Диспергатор Советский патент 1990 года по МПК B01F7/16 B01D19/00 

Изобретение относится к химическо-. му машиностроению, в частности к обо- рудованию для получения тонкодисперсных систем и дегазации обрабатываемых сред методом гидроакустического воздействия, и может использоваться для интенсифика1Ц1И технологических процессов производства паст, растворов, соков, эмульсий, -суспензий, требующих интенсивного перемешивания, а также для деаэрирования, вспенивания и других массо- и теплообменных процессов пищевой и сельскохозяйственной про- мьшшенности.

Целью изобретения является повьш1е- ние диспергирующей и дегазирующей способности устройства.

На чертеже изображен диспергатор, продольный разрез.

Диспергатор состоит из корпуса 1 с патрубком 2 подвода обрабатываемой среды, патрубком 3 отвода обработанной жидкой фракции, патрубком 4 отвода газа, перфорированного статора 5 с цилиндрической камерой 6 и смонтированного коаксиально в ней кольцевого ротора 7 с внутренней полостью 8 и наклоненными выходом к оси 9 ротора 7 резьбовыми втулками 10, доходящими входным торцом до центра круга, образующего сечение внутренней полости. 8 ротора 7.

С целью настройки диспергатора на оптимапьньй режим работы перфорированный статор 5 может иметь съемно- . поворотный регулирующий кожух 11. Диспергатор работает следующим образом.

Рабочая среда, например суспензия подается по патрубку 2 в нагнетательные элементы ротора 7, например в каналы закрытого лопастного колеса (не обозначены), и из него под давлением во внутреннюю полость 8, где закручивается ее стенками в газо Ч5идкостной вихрь. В газожидкостном эихре создаются градиенты давления, (Зо льший на периферии и меньший, но избыточный, (не вакуум) в центре. В результате вращения ротора 7 вокруг своей оси 9 периферийное избыточное давление во внутренней его полости складывается с напором, развиваемым ротором 7 при его вращении, перепад давленияна рабочих органах ротора- статора возрастает, расход рабочей среды и эффективность диспергирования также возрастают. В центре газожидкостного вихря возникает вакуум, который компенсируется избыточным давлением, создаваемым центробежными силами при вращении ротора 7 вокруг своей оси. Поэтому в центре газожидкостного потока будет не вакуум, а разрежение, точнее, пониженное по сравнению с периферийньгми слоями, но избыточное давление относительно атмосферного. Это давление будет вы- талкивдть скапливающиеся в центре газожидкостного вращающегося вихря . пузырьки газожидкостной смеси через наклонные втулки 10 в цилиндрическую камеру 6 и далее через патрубок 4 наружу из аппарата. Вакуум-насос не требуется. Поскольку втулки 10 наклонены выходом к оси ротора 7, то при движении газожидкостной смеси по втулкам 10 смесь подвергается центри фугированию: жидкость отбивается назад, во внутреннюю полость 8, и вытесняет из нее газ, как менее плотный, а газ в очищенном от жидкости виде попадает в цилиндрическую камеру 6 и из нее по патрубку 4 к потребителю. Дополнительный сепаратор не требуется.

Наличие втулок, посредством которых внутренняя полость ротора соединена с цилиндрической камерой стато- ра, необходимо для отвода парогазовой фазы из центра газожидкостного вихря.

Выполнение втулок наклонёнными выходом к оси ротора превращает ротор в сепарационное устройстпо.При этом жидкость, как более плотная по

0

5

0

5

0

5

0

5

сравнению с газом, при своем движении по втулкам к выходу, т.е. к оси ротора, и, следовательно, против центробежных сил отбрасывается ими во внутреннюю полость, вытесняя из нее газ по этим втулкам.

Наклонные втулки необходимы,чтобы аппарат работал эф4)ективно и как диспергатор, и как дегазатор. При отсутствии наклонных втулок (например, газоотводящий патрубок закрыт) аппарат работает как диспергатор. При закрытом выходном патрубке жидкой среды аппарат работает как дегазатор, так как газ выжимается центробежными силами из рабочей среды, т.е., регулируя площадь проходного сечения газоотводящего патрубка и/или отводящего обработанную жидкость патрубка, можно регулировать режим работы дис- пергатора и определять оптимальный режим работы.

Наилучшими условиями для осуществления процесса диспергирования в обечайковых прорезных рабочих органах ротора-статора являются условия, когда в жидкости растворено газа около половины от нормального. Б этом случае образуется максимальное количество схлопывающихся микропузырьков (размерами 3-10 мкм), которые осуществляют диспергирование и минимальное количество сливающихся и всплывающих пузырьков, которые оказывают демпфирующее воздействие разрзшению. В изобретении сливающиеся и всплывающие пузырьки отводятся через наклонные втулки из внутренней полости ротора в газоотводящий патрубок.

Выполнение резьбовых втулок доходящими входным торцом до центра круга, образующего сечения внутренней полости, позволяет осуществлять регулируемый отбор парогазовой среды из зоны ее образования. Это уменьшает унос жидкости с парогазовой фазой и способствует лучшей очистке газа от паров жидкости. Кроме того,втулки позволяют экспериментально устанавливать зоны отбора наиболее чистых фаз.

Технико-экономическая эффектив- ность изобретения заключается в повышении диспергирующей и дегазирующей способности. Диспергирующая способность повышается за счет обезгажива- ния рабочей среды, а дегазирующая

5161

за счет сепарации и центрифугирова- ния рабочей среды. Кроме того,исключается потребность в вакуум-насосах и газосепараторах.

Формула изобретения

Диспергатор, содержащий корпус с патрубком подвода обрабатываемой среды, патрубком отвода обработанной жидкости, установленные в корпусе перфорированньм статор с цилиндрической камерой и перфорированный ротор

86

с внутренней полостью и отверстиями, посредством.которых внутренняя полость ротора соединена с цилиндрической камерой статора, отличающийся тем, что, с целью повышения диспергирующей и дегазирующей способности диспергатора, ротор вь;- полнен кольцевым и снабжен размещенными в отверстиях резьбовыми втулками, наклоненными выходом к оси ротора и доходящими входным торцом до центра круга, образующего сечение внутренней полости ротора.

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к оборудованию для получения тонкодисперсных систем и дегазации обрабатываемых сред методом гидроакустического воздействия, и может использоваться для интенсификации технологических процессов производства паст, растворов, соков, эмульсий, суспензий, требующих интенсивного перемешивания и других массо- и теплообменных процессов пищевой и сельскохозяйственной промышленностей. Целью изобретения является повышение диспергирующей и дегазирующей способности. Устройство содержит перфорированные ротор и статор, патрубки подвода и вывода жидкости. Газ из полости ротора выводят в камеру посредством резьбовых втулок, установленных наклонно выходным концом к оси кольцевого ротора. Входной торец втулок размещен в центре поперечного сечения ротора. 1 ил.