Диспергатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 1) 5 В 01 Г 7/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Минский филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектно-конструкторского института механизированного иручного строительно-монтажного инструмента, вибраторов и строительно-отделочныхмашин(56) Авторское свидетельство СССР806097, кл. В О 1 Р 3/00, 1979.Авторское свидетельство СССР773311, кл. Р 04 А 1/00, 1979. Изобретение относится к устроиствам для приготовления эмульсий и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, пищевой, фармацевтической, лакокрасочной и некоторых других отраслях промышленности.Известно устройство для диспергирования жидких сред, содержащее корпус и лопастное центробежное колесо, внешняя поверхность лопаток которого выполнена с рифлениями опре,еленной формы, а в лопатках выполнены профилированные отверстия,В этом устройстве диспергирование происходит под действием кавитации, возникающей при скольжении жидкости вдоль рифленой поверхности лопастей и при многократном сужении и расширении потока жидкости в профилированных отверстиях. Наличие отверстий в лопастях снижает насосный эффект и уменьшает производительность и качество диспергирования. Кроме того, обработке подвергается лишь часть диспергируемого состава, та, которая примыкает(54) (57) ДИСПЕРГАТОР, содержащий корпус, размещенное в нем на приводном валу центробежное лопастное колесо с закрепленным на нем цилиндрическим кольцом с окнами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и интенсификации процесса диспергирования, центробежное лопастное колесо снабжено дополнительными концентричными цилиндрическими кольцами с окнами, при этом кольца размещены на расстоянии одно от другого, передние по ходу вращения стенки окон - подострым углом, а противоположные им - предпочтительно под прямым углом к направлению вра щения. к лопастям и продавливается через оттия. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является диспергатор, содержащий корпус, размещенное в нем на приводном валу центробежное лопастное колесо с закрепленным на нем цилиндрическим кольцом с окнами, концентрично которому с зазором установлено кольцо с окнами, закрепленное в корпусе.В этом устройстве весь объем перекачиваемого состава проходит через окна в кольцах и диспергируется в результате механического воздействия движущихся относительно друг друга колец, разрыва струи в зазоре между кольцами, турбулентности потока в окнах колец и кавитации, которая возникает при перекрытии окон при относительном движении колец. Однако интенсивность кавитации невелика из-за кратковременности ее действий и наличия. избыточного статического давления на выходеиз окон в кольцах, обусловленного центробежными силами, достигающими максимального значения на периферии колеса.Влияние остальных факторов на качество диспергирования также невелико. Указанные причины определяют основной недостаток данного устройства - низкий уровень диспергирования.Цель изобретения - повышение качества и интенсификация процесса диспер 10 ; гирования.Поставленная цель достигается тем, что в диспергаторе, содержащем корпус, размещенное в нем на приводном валу центробежное лопастное колесо с закрепленным на нем цилиндрическим кольцом с окнами, центробежное лопастное колесо снабжено дополнительными концентричными цилиндрическими кольцами с окнами, при этом кольца размещены на расстоянии друг от друга, передчие по ходу вращения стенки окон размещены под острым углом, а про 20 тивоположные им - предпочтительно под прямым углом к направлению вращения.На фиг. 1 изображен диспергатор, продольный разрез; на фиг. 2 -оазрез А-А нафиг, 1.25Диспергатор содержит корпус 1, в котором на валу 2 закреплено центробежное лопастное колесо 3, и крышку 4 с входным отверстием 5, Крышка Ф совместно с кор.пусом 1 образует рабочую камеру б в форме улитки, наибольшее сечение которой со прягается с выходным отверстием 7. Центробекное лопастное колесо 3 имеет спира.;,ьные лопасти 8, полости 9 между которыми служат частью каналов для трохода диспеогируемой жидкости. В лопастях 8 концентрицно валу 2 с зазором относительно 35 друг друга закреплены цилиндрические кольца 10 с окнами 11. Стенки 12 окон 11, являющиеся задними по ходу вращения центробежного лопастного колеса 2, выполнены предпочтительно под прямым углом к направленчю вращения, а стенки 13 являющиеся передними по ходу вращения колеса 3, образуют с направлением вращения острый угол. Ширина окон 11 на выходе из колец 10 меньше ширины полости 9 в том же сечении,в результате чего окна 11 совместно с йолостями 9 образуют ступенчатые каналы с многократным сужением и резким расширением.Диспергатор работает следующим образом.Центробежное лопастное колесо Э получает вращение от привода (не показан) через приводной вал 2. Диспергиоуемая жидкость подается через входное отверстие 5 и, увлекаемая лопастями 8 под действием центробежных сил, образует поток, проходящий по каналам к выходному отверстию 7. Благодаря форме окон 11 поток достигает наибольшей скорости на выходе из окон 11, что сопровождается ростом скоростного и соответствующим снижением статического напора. Кроме того, статический напор в этом сечении снижается за счет потерь давления из-за резкого расширения сечения канала и разрежения, обусловленного насосным эффектом. Величина разрежения возрастает от периферии к центру центробежного лопастного колеса 3. При этом на выходе из окон 11 развивается устойчивая кавитация с наибольшей интенсивностью в зоне ближайшего к центру кольца 10. Кавитационные пузырьки выносятся потоком жидкости в зону повышенного давления и схлопываются в диспергируемой жидкости, осуществляя дробление частиц внутренней фазы (кавитация срыв- ного типа). Весь объем перекачиваемой жидкости подвергается диспергированию.Таким образом, ступенчатые каналы, образованные окнами 11 и полостями 9, с многократным сужением и резким расширением проходных сечений обеспечивают образование интенсивной кавитации, обеспечивающей высокий уровень диспергирования состава, а наличие радиальных и тангенциальных составляющих скоростей в движущемся потоке в сочетании с формой каналов обеспечивает формирование кавитации срывного типа, при которой схлопывание кавитацианных пузырьков происходит не на стенках канала, а в массе диспергируемого материала, что повышает эффективность диспергирования и долговечность рабочего органа.Суживающиеся по ходу потока окна 11 в кольцах 10 обеспечивают создание высокой скорости истечения струи жидкости и местного снижения статического давления за счет роста скоростного напора и за счет потерь при резком расширении проходного сечения канала, При этом потери на входе в окна 11 сводятся к минимуму, что позволяет увеличить скорость потока и связанные с этим производительность и качество диспергирования.Расположение стенок 12 окон 11 под прямым углом к направлению вращения колеса 3 исключает появление составляющих сил, направленных против движения потока жидкости в окнах 11, повышая величину расхода жидкости через окка.Составитель В. НисневичРедактор Н. Горват Техред А. Кравчук Корректор В. ГирнякЗаказ 1872 Тираж 515 ПодписноеВИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101