Эмульгатор Советский патент 1992 года по МПК B01F7/00 

фиг. i

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для приготовления высококачественных эмульсий, и может найти применение как в металлургической, так и в химической отраслях промышленности,

Цель изобретения - повышение эффективности работы,

Нэфиг.1 изображен продольный разрез эмульгатора; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - вариант выполнения звездообразного элемента; на фиг.4 - другой вариант выполнения звездообразного элемента

Эмульгатор включает корпус 1, два со- осных ротора 2 и 3, размещенных на валах 4 и 5. На роторах 2 и 3 закреплены большими основаниями коаксиальные кольца б и 7, образованные пересекающимися выпуклыми или вогнутыми или выпуклой м вогнутой криволинейными поверхностями. Эти кольца могут быть образованы пересечением сферической и конусной или пересечением сферической и цилиндрической поверхностей или в поперечном сечении каждое тэ- кое кольцо может быть образовано пересечением циклоидальных кривых.

Центральные кольца 8 и 9 роторов имеют звездообразную форму. Корпус снабжен выходным каналом в вида пзтрубкз 10. Один из роторов имеет входной канал 11 для подвода перемешиваемых компонентов. Кольца звездообразной формы выполнены из элементов 12 с профилем, образованным пересечением циклоидальных кривых - эпитрохоид или гипотрохоид. Элементы 12 расположены с зазором друг относительно друга и между ними выполнены щели 13. Элементу 12 могут быть образованы из вогнутых циклоид 14, 8 устройстве предусматривается выполнять кольца 6 и 7 с направленными вверх пилообразными зубцами 15. В кольцах предусмотрены отверстия 16, которые могут быть выполнены в виде прорезей, расположенных между зубцами. Для повышения интенсивности перемешивания и расширения зоны диспергации жидкости, обрабатываемой каждым кольцом, часть зубцов, например, через один или через несколько может быть отогнута в радиальном направлении у внутренних колец вовнутрь (или вовнутрь и наружу), а у наружных колец.-наружу. Кромки зубцов для улучшения диспергации жидкости могут быть заострены односторонней или двустронней заточкой, В центральной части звездообразной фигуры для направления потока жидкости на элементы 12 могут быть предусмотрены лопатки 17.

Устройство работает следующим образом.

При вращении валов А и 5 и соответственно роторов 2 и 3 эмульсия поступает в устройство через входной канал 11 для подвода компонентов, проходит центральные

кольца 8 и 9 звездообразной формы. Под действием центробежных сил эмульсия движется от центра к периферии, совершая сложное вихревое движение вокруг элементов 12 или 14, диспергируется в щелях 13 и,

соударяясь с кольцами 6 и 7, вращающимися в противоположные стороны, диспергируется в отверстиях 16, выполненных, например, в виде прорезей между зубцами. При вращении роторов между кольцами образуется разреженное пространство, непрерывно заменяемое новыми порциями эмульсии, где происходит дополнительное диспергирование. Так как разность центробежных сил возрастает с увеличением радиусов роторов, то, следовательно, и степень разрежения увеличивается а зонах, близких .к периферии, именно поэтому обрабатываемая эмульсия из этих зон стремится к периферии роторов и выходит через лабиринты

колец и радиальные отверстия к периферии корпуса, а затем через выходной канал в виде патрубка 10 покидает устройство.

Анализ потерь в эмульгаторе показывает, что наименьшее значение профильных потерь достигается прм плавных переходах поверхностей центральных элементов, а наилучшая диспергация жидкости достигается при выполнении заостренных элементов

колец. Этими условиями и удовлетворяет выполнение роторов с элементами центробежных колец с профилем, образованным пересечением циклоидальных кривых - эпитрохоид или гипотрохоид. Выполнение колец с направленными вверх пилообразными зубцами, а отверстий в кольцах в виде прорезей, расположенных между зубцами, улучшает диспергацию жидкости за счет улучшения дробления жидкости зубцами на

порции. Для пересекающихся криволинейных поверхностей колец, содержащих заостренные зубцы, коэффициенты профильных потерь минимальны. Сокращение доли профильных потерь в общем балансе потерь дает

возможность увеличить скорость вращения роторов и тем самым использовать для повышения диспергации турбулентную кавитацию в меньшими гидравлическими потерями и следовательно позволяет повысмть эффективность работы устройства. В центральной зоне невысокими по гидравлическим потерям являются звездообразные элементы (кольца), набранные из элементов профилем, образованным пересечением циклоидальных кривых.

Подобные кольца в широком диапазоне чисел Рейнольдса практически не отличаются от цилиндрических по гидравлическим потерям и позволяют согласовать работу всей конструкции в целом и исключить расслоение эмульсии за счет сдвига слоев жидкости и тем самым повысить эффективность работы эмульгатора.

Формула изобретения 1. Эмульгатор, содержащий корпус, в котором размещены два ротора с закрепленными на них большими основаниями ко- аксиально установленными кольцами со сквозными радиальными отверстиями, причем центральные кольца имеют звездообразную форму и выполнены из отдельных элементов, расположенных с зазором относительно друг друга, а остальные кольца образованы криволинейными поверхностями,

о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, элементы центробежных колец выполнены с профилем, образованным пересечением циклоидальных кривых - эпитрохоид или ги0 потрохоид.

2. Эмульгатор по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что кольца выполнены с направленными вверх пилообразными зубцами, а отверстия в кольцах выполнены в виде

5 прорезей, расположенных между зубцами.

Изобретение относится к эмульгаторам и позволяет повысить эффективность работы устройства. Эмульгатор содержит корпус, в котором размещены два ротора с закрепленными на них кольцами с отверстиями. Центральные кольца имеют звездообразную форму и выполнены из отдельных элементов с профилем, образованным пересечением циклоидальных кривых - эпитрохоид или гипотрохоид. 1 З.п. ф-лы. 4 ил.

8

фие.2

Редактор

Составитель Ю.Петров Техред М.Моргентал

п

13

А/ V V

AV VA v

№4

Корректор А.Мотыль