Роторно-импульсный аппарат Советский патент 1981 года по МПК B01F7/28 

(54) РОТОРНО-ИМПУЛЬСНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к конструк ции устройств для проведения гетерогенных процессов: диспергирования, получения гомогенизированных смесей и т.п., и может быть использовано в химической, пищевой и медицинской в частности фармацевтической .промышленности. Известны различные роторно-импуль ные аппараты для взаимодействия жидкости с жидкостью, газом или порошко образным телом, состоящие из-концентрически установленных вращающихся (ротор) и неподвижных (статор) цилиндров, снабженных прорезями. В таких устройствах возникают значительные касательные напряжения сдвига, способствующие дисперги1 ованию частиц. При прохождении обрабатываемой среды через прорези ротора и статора возникают пульсации потока в радиальном направлении, развиваются турбулентность и явления кавитации. Известен роторно-импульсный аппарат, в котором для интенсификации процессов в гетерогенных системах роторы снабжены подпружиненными зубь ями-вкладышами, которые прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности статора 1, Такой аппарат несколько интенсифицирует процесс диспергирования, однако он ненадежен в работе из-за быстрого выхода из строя креплений зубьев-вкладышей, выполненных в виде пружины. Известен также роторно-импульсный аппарат, содержащий концентрически установленные в корпусе чередующиеся роторы и статоры, снабженные прорезями. В теле и стенках (или зубьях) статора выполнены каналы. Кроме того, ротор может быть снабжен вихревыми камерами (углублениями) и вибрирующими элементами, на которые попадает поток из каналов. Выполненные в статоре каналы позволяют подать один из компонентов в зону действия вибрирующего элемента или резонирующей полости f2. Однако вибрирующие элементы не могут способствовать сколько-нибудь. существенной интенсификации процессов, так как они расположены в застойной зоне. Основной поток идет через прорези (щели), минуя эти элементы. По этой же причине камеры (углубления) также малоэффективны, так как они расположены на линии только одного компонента, а основной

поток минует эту область стоячих звуковых колебаний, зона действия которых к тому же весьма ограничен и малоинтенсивна. Вследствие всего этого в таком аппарате практически невозможно повысить степень дисперсности обрабатываемой среды до раз|иеров частиц менее 30 мкм в диапазоне свыше 89-90%, что обуславливае невозможность существенного повышения качества готовой эмульсии.

Цель изобретения - интенсификаци процесса и повышение качества смеси

Поставленная цель достигается т-е что в роторно-импульсном. аппарате для получения гомогенизированной смеси, содержащем концентрически установленные в корпусе чередующиес роторы и статоры, по меньшей мере часть которых снабжена прорезями, расстояние между наружным ротором и наружным статором в радиальном напрлении кратно полуволне возбуждаемых колебаний, а верхний торец наружног ротора расположен над верхней кромкой прорези наружного статора.

Такое выполнение аппарата позволяет создать зону для -дополнительного диспергирования смеси в полост образованной стенками наружного ротора и наружного статора. Посколь верхний торец наружного ротора расположен выше верхней кромки прорези .наружного статора во время работы аппарата полость всегда заполнена обрабатываемой смесью, а так как расстояние между стенко1ми ротора и статора кратно полуволне, то в полости образуется стоячая звуковая волна за счет отражения ее от сплошной стенки нapsжнoгo ротора и сложения ее с волной, идущей из прорезей (щелей). В стоячей волне развиваются акустические течения и колебания значительной амплитуды, которые активно воздействуют на обрабатываемую среду, интенсифицируя тепломассообменные процессы.

Выполнение наружного ротора съемным дает возможность устанавливать роторы различного диаметра в зависимости от состава диспергируемых компонентов, что необходимо для обеспечения между стенками наружного ротора и наружного статора расстояния, кратного полуволне, поскольку каждая жидкость имеет свою скорость распространения звуковых волн.

На чертеже схематически изображен роторно-импульсный аппарат.

Аппарат содержит корпус 1, в котором концентрически установлены чередующиеся наружный съемный ротор 2 и ротор 3 с прорезями (щелями) б, статоры 4, снабженные прорезями (щелями) 5. Роторы 2 и 3 соединены с валом 7. Наружный ротор 2 и наружный статор 4 установлены друг от друга на расстоянии, кратном полуволне . Стенки ротора 2 и наружного статора 4 образуют полость 8 для дополнительного диспергирования. Верхний торец 9 наружного ротора 2 расйоложен выше верхней кромки прорезей (щелей) 5 наружного статора 4. В верхней части корпуса 1 имеется входной патрубок 10 для |ПОдачи компонентов, а в нижней его части - выходной патрубок 11 для вывода гомогенизированной смеси.

Устройство работает следующим 0 образом.

По патрубку 10 в аппарат подается смесь компонентов. Проходя через прорези (щели) 5 и 6 статоров 4 и 5 ротора 3, смесь диспергируется, гомогенизируется и поступает в полость 8, где осуществляется дополнительное диспергирование смеси. Готовая смесь через торец 9 переливается во внутреннюю полость корпуса 1, откуда выводится через патрубок 11.

Предлагаемый роторно-импульсный аппарат прост по конструкции, надежен в работе и удобен в эксплуатации.

Формула изобретенияРоторно-импульсный аппарат для получения гомогенизированной смеси, содержащий концентрически установленные в корпусе чередующиеся роторы и статоры, в которых выполнены прорези, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества смеси, расстояние между наружным ротором и наружным статором кратно полуволне возбуждаемых колебаний.

а верхний торец наружного ротора

расположен наш верхней кромкой прорези наружного статора.

Источники ин.формации, принятые во внимание .при экспертизе

631188, кл. В 01 F 11/00, 16.06.69,