Диспергатор Советский патент 1991 года по МПК B01F7/00 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к конструкции диспергатора для приготовления мелкодисперсных составов, например битумно-пол- имерных мастик.

Цель изобретения - повышение эффективности работы диспергатора.

На фиг. 1 представлен диспергатор, поперечное сечение; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1,

Диспергатор содержит привод 1, корпус 2, роторное колесо 3 с лопатками 4 и размещенным на нем кольцом 5. На кольце 5 выполнены отверстия 6-8, рядами размещенные одним краем у передней по ходу вращения поверхности каждой лопатки симметрично относительно плоскости ее симметрии, противоположные края прорезей ограничены выпуклой параболической кривой.

Суммарная площадь отверстий не превышает 82% площади боковой поверхности кольца по его среднему диаметру.

Указанное ограничение суммарной площади отверстий обеспечивает турбулентный режим потока в рабочей зоне и, следовательно, кавитационное диспергирование материала. Турбулентность потока обусловлена превышением критической величины числа Рейнольдса. Турбулентный режим потока материала в рабочей зоне обеспечивает устойчивый процес кавитаци- онного диспергирования ингредиентов, который в большинстве случаев приводит к высокой степени гомогенизации и получению тонких фракций и, как следствие, к по- вышению эффективности процесса диспергирования.

При этом характер построения отверстий, соответствующий эпюрам скоростей потока в межлопаточном пространстве как в плоскости, перпендикулярной оси колеса, так и перпендикулярной к касательной поверхности лопатки, позволяет получить максимальную в данном аспекте величину КПД. Эта взаимосвязь позволяет реализовать ка- витационный процесс именно в области максимальных скоростей потока и, следовательно, в области максимальной интенсивности упомянутого процесса.

Существенность признака, касающегося совпадения начальных краев отверстий с поверхностью лопаток роторного колеса по ходу его вращения, связана с реализацией кзвитационного процесса в области максимальных скоростей потока и, следовательно, в области максимальной интенсивности процесса диспергирования, что определяет повышение эффективности и КПД. Обсуждаемый характер построения окон соответствует эпюрам скоростей потока в

межлопаточном пространстве. Разновысот- ность отверстий обусловлена эпюрой скоростей потока в плоскости, перпендикулярной к касательной поверхности лопатки. Эпюра

имеет вид параболы с максимальными значениями скоростей в центре и минимальными - в областях, примыкающих к щекам роторного колеса (торможение слоев, обусловленное трением). Совпадение начальных

краев отверстий с поверхностью лопаток роторного колеса также обусловлено эпюрой распределения скоростей потока в плоскости, перпендикулярной оси колеса, в соответствии с которой максимальные значения скоростей потока находятся у поверхности лопаток. Поэтому необходимость расположения отверстий адекватно эпюрам распределения скоростей потока и, в частности, совпадения существенного признака, При этом существенно соответствие геометрии конечных краев отверстий (параболическая форма) эпюрам распределения скоростей потока в обоих направлениях. В силу соответствия количества рядов

отверстий числу лопаток следует отметить, что отсутствие отверстий хотя бы на одном межлопаточном участке приводит к возникновению запертого объема в данной зоне, что обуславливает снижение эффективности процесса и КПД.

Диспергатор работает следующим образом.

Битум с предварительно измельченными полимерными присадками нагревается

до 180°С. Затем производится предварительное перемешивание состава, после чего производится трехкратное перекачивание материала через диспергатор. Обрабатываемая мастика с заданной скоростью

проходит через отверстия 6-8, регламентированная площадь которых гарантированно обеспечивает турбулентный режим потока в рабочей зоне. При этом активно развиваются кавитационные процессы,обеспечивающие высокую степень гомогенизации состава и тонкодисперсную структуру фракций. Соответствие геометрии отверстий 6-8 эпюрам скоростей потока в межлопаточном пространстве позволяет увеличить эффективность процесса диспергирования за счет оптимального распределения гидравлических сопротивлений в областях максимальных скоростей потока.

5 Применение предлагаемого диспергатора позволяет значительно повысить эффективность диспергирования и КПД за счет регламентирования площади и геометрии окон. В диспергаторе обеспечен устойчивый кавитационный режим потока,

позволяющий получить высокую гомогенность среды и ее тонкую структуру. Формула изобретения Диспергатор, содержащий корпус и роторное лопаточное колесо с концентричным кольцом, имеющим отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, отверстия выполнены в виде разновысотных прорезей, рядами

размещенных одним краем у передней по ходу вращения поверхности каждой лопатки симметрично относительно плоскости ее симметрии, при этом противоположные края прорезей ограничены выпуклой параболической кривой, а суммарная площадь отверстий не превышает 82% площади боковой поверхности кольца по его среднему диаметру.

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к конструкциям диспергаторов для приготовления мелкодисперсных составов, например битумно-полимерных мастик. Цель - повышение эффективности работы. Диспергатор содержит корпус 2, роторное колесо 3 с лопатками 4 и кольцом 5. На кольце 5 выполнены разновысотные отверстия, начальные края которых совпадают с поверхностью лопаток 4 роторного колеса 3 по ходу вращения. Противоположные края отверстий ограничены параболической кривой. Количество рядов отверстий соответствует числу лопаток роторного колеса. Такое конструктивное исполнение отверстий обеспечивает стабильный турбулентный режим потока. 2 ил.

Buff A

фиг.2