Диспергатор

(19) (11) 51) 4 В 02 С 15/08 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ И ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им. В. И. Ленина (72) В. Я. Стороженко, В. Ю. Шкарупа, В. В. Соловьев и В. Г. Фещенко(57) Изобретение может быть использовано для диспергирования гетерогенных сред при приготовлении высококачественных паст, растворов, мазей. Диспергатор позволяет повысить интенсивность процесса диспергирования и качество готового продукта, а также уменьщает гидравлическое сопротивление. Диспергатор содержит ступен 16694 А чатый корпус 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 готового продукта, в котором установлен приводной вал 4 на подшипниках с короткими роликами 5 и мелющие элементы, состоящие из врац(ающихся 6 закрепленных на приводном валу 4 и неподвижных 7 колец, между которыми находятся конические ролики 8, оси которых перпендикулярны оси приводного вала 4. Конические ролики 8 разделены между собой разделительными перегородками 9, которые обеспечивают постоянное расстояние между соседними коническими роликами 8. Неподвижные кольца 7 установлены в ступенчатом корпусена упругих элементах 10. На периферии разделительных перегородок 9 закреплены центробежные лопатки 11, установленные наклонно в сторону вращения приводного вала 4 под углом 30 - 40. На разделительных перегородках 9 установлены вертикальные секпиоиируюшие перегородки. 2 ид.Изобретение относится к устройствам для диспергирования гетерогенных сред и может быть использовано в химической, строительной, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности для приготовления высококачественных паст, растворов, мазей.Цель изобретения - повышение интенсивности процесса диспергирования и качества готового продукта, а также уменьшение гидравлического сопротивления устройства.На фиг. 1 изображен диспергатор, про дольный разрез; на фиг. 2 - участок разделительной перегородки с роликами, центробежными лопатками и вертикальными секционирующими перегородками.Диспергатор содержит ступенчатый корпусс патрубками входа 2 и выхода 3 готового продукта, в котором установлен приводной вал 4 на подшипниках с короткими роликами 5 и мелющие элементы, состоящие из вращающихся 6 закрепленных на приводном валу и неподвижных 7 колец, между которыми находятся конические ролики 8, оси которых перпендикулярны оси приводного вала 4, Конические ролики 8 разделены между собой разделительными перегородками 9, которые позволяют сохранять постоянное расстояние между соседними коническими роликами 8. Неподвижные кольца 7 установлены в ступенчатом корпусе 1 на упругих элементах 10. На периферии разделительных перегородок 9 закреплены центробежные лопатки 1. Между коническими роликами 8 в зонах выхода рабочих поверхностей конических роликов 8 с поверхностей вращающегося 6 и неподвижного 7 колец измельчающих элементов установлены вертикальные секционирующие перегородки 12.Диспергатор работает следующим образом.Исходный материал поступает по входному патрубку 2 в зону обработки первого измельчающего элемента первой ступени, где происходит при вращении приводного вала 4 предварительное измечьчение твердых частичек катящимися коническими роликами 8. Далее материал поступает на второй измельчающий элемент второй ступени большего размера. Увеличение размера обусловлено увеличением содержания мелких твердых частичек в обрабатываемом материале после предварительного измельчения в первом элементе первой ступени твердых крупных частиц. Здесь материал обрабатывается на большей площади измельчающего элемента. При обработке материала в измельчающих элементах с помощью вертикальных секционирующих перегородок 12 устраняется проскок необоаботанных частиц и они направляются в активные зоны диспергирования коническими роликами 8. При 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 движении материала через рабочий объем устройства производится тщательное его перемешивание центробежными лопатками 11. Далее материал поступает на измельчающий элемент наибольшего размера третьей ступени. Здесь обрабатываемый продукт распространяется на неподвижном коль це 7 измельчающего элемента в виде пленки, где производится диспергирование продукта, тонкое измельчение твердых частиц. Через патрубок 3 выхода производится выгрузка готового продукта.Со временем происходит абразивный износ рабочих поверхностей органов измельчающих элементов и образуется зазор между поверхностями колец 6 и 7 и конических роликов 8, Зазор ликвидируется следующим образом. Приводной вал 4, закрепленный в подшипниках с короткими роликами 5, имеет возможность перемещаться в осевом направлении. Под действием веса привода электродвигатель может подсоединяться к приводному валу 4 непосредственно) проис. ходит перемещение приводного вала 4 в осевом направлении и передается усилие обжатия каждому измельчающему элементу, которые установлены в корпусе на упругих элементах 1 О. Упругие элементы 10 при этом деформируются и распределяют усилие обжатия между измельчающими элементами. Зазор таким образом устраняется.Выполнение в диспергаторе измельчающих элементов с коническими роликами 8, оси которых перпендикулярны оси приводного вала, позволяет интенсифицировать процесс диспергирования. После предварительной обработки на первых измельчающих элементах, расположенных ближе к входному патрубку 2, материал попадает на последний элемент самого большого размера, где происходит тонкое диспергирование продукта. Обрабатываем ый материал здесь движется по рабочей поверхности неподвижного кольца 7 измельчающего элемента в виде тонкой пленки. Подвергающиеся измельчению твердые частички, находящиеся в тонкой пленке, имеют меньшее количество сгепеней свободы, чем в сплошном обьеме, и практически постоянно находятся на рабочей поверхности неподвижного кольца , что способствует попаданию их под накатывающиеся конические ролики 8 и измельчению. Измельчение в тонкой пленке полностью устраняет проскок твердых необработанных частичек через зону обработки. Готовый продукт, не содержащий последних, получается хорошо диспергированный и высокого качества. Получение тонких пленок возможно лишь при течении обрабатываемого материала в радиальном направлении, так как при этом расход материала остается неизменным, а смачиваемая материалом поверхность увеличивается. Поэтомуколицество рядов измельчающих конических роликов 8 (или ступеней обработки) в предлагаемом устройстве можно уменьшить по сравнению с прототипом для достижения того же качества готового продукта, что ведет к сокращению кратности обработки материала и следовательно, повышает производительность. Кроме того, это упрощает конструкцию устройства. уменьшает материалоемкость, габариты и вес аппарата.Применение в рассматриваемой конструкции приводного вала 4, имеющего возможность осевого перемещения, и установка неподвижных колец 7 измельчающцх элементов на упругих элементах 10 позволяют отказаться от специальных устройств, предназначенных для поджатия измельчающих элементов с целью устрацения возникавших в результате абразивного износа зазоров между их рабочими поверхностями.Примснецие в диспергаторе измельцающих элементов с коническими роликами, оси которых перпендикулярны оси приводного вала, позволяет значительно снизить гидравлическое сопротивление всего устройства. Материал, проходя через рабоций объем каждого измельчающего элемента, отбрасывается к стенкам корпуса под действием центробежной силы, возникающей при вращательном движении роликов, и под действием возникающего при этом давления транспортируется на следующий измельча)оший элемент. Таким образом происходит значительное уменьшение гидравлического сопротивления всего устройства.Применение на периферии разделяющих перегородок центробежных лопаток позволяет интенсивно перемешивать обрабатываемый материал для создания равномерного состава по всему обьему продукта, что ведет к повышению его качества. Установка центробежных лопаток наклонными в сторону вращения вала под углом 30 - 60 способствует принулительному захвату обрабатываемого материала для придания ему сложного движения с целью повышения интенсивности перемешивания. Если выполнить угол наклона меньше, чем 30, это приведет к увеличению расхода конструкциоцного материала и утяжелению всей конструкции. Выполнение угла наклона лопаток более 60 ведет к увеличению сопротивления движению их в вязкой среде, что требует увеличения затрачиваемой на перемсшивание энергии. Применение на разделитеьн)х цс 1)родках между коцицсскцми роликми Всртцкальцых секциоцирующих переОрлк цр дотвращает проскок нсобрабтНных Всрлых частиц )ерсз зоны Выхода р;)О)их 1.верхностей роликов с цоверхносте 1 вр;Н)дк)- щегося и неполвцжцого колец изме)и 11 щих элементов. Эти зоны являются пдсси- ными в процессе измельчения твсрлых цдстиц, что способствует проскоку через ццх последних. Поэтом у за крытце этих з 1 ведет к более эффективному цспользвдццю измельчающих элементов, так кдк црц эг)м твердые частички попадают в зоГ 5 )ктнвного их измельчеция.15 Применение лиспсргатора позволяет значительно увеличить интенсивность лисцс 1 цровани 51, умсцьц)ить ГидрВ,1)цссксти в)ение устройства, что Вс лсли сц ),ц), цию эцергетццеких затрат д л)ни,ц).1 - 20вднис. Крмс ТОГО, повыц 1)сто 1 к)сстн готового ироду ктд, гго обус,нц)лс цо к сствснным лиспергцровдцисм чтори)Г и тщательным переменивпнем е; о цд ВОХ ст пенях обработки. ФОх) /. с) )ВОб есн РЛиспергатор, солсрждцси Нрцвлц)1стъпенчатыи корис с хве,)цНВк 1;исц холу движения материала лим Т 1)м ВЫПОЛНЕННЫЙ С ВХОЛНЫМ и ВХОЛЦ);1) ПГ: 30ками, в каждой ступени котрог,.)х.жены центробежные лопатки ц зс)к 1)сцлс 1) и ца прнводцо Ва,); и ца крпу к 1,)ь, между которыми устдновлень кцицс;к; с ролики с разлслцтельными пере; рлк;)и ц.35отличающийг. тем, что, с цельюГОНЫ)пс;Нч интенсивности процесса лисцсргир)1 цн 5 качества готового продукта. д тдк.хс мсшения гцлравлццеского сопротивлс:)ця к, ца Выполнены В Ви;)с дисков с кНицк)1 поверхностью, конта кти руюцсй с к ц 1 с с 40 кими роликами, оси которых рдсцолжсц),перпендикулярно оси приводюг ;)Г), становленного с возможностью осев)г) ремсшения, при:ем кольца здкрслсц корпусе при помощи упруги х зла снг) к центробежные лОГатки станОВлсц),1 ц; риферии рдзлслцтсльцых перегрлэк к лонно в сторону врапения п 1 Нвс 1 лц) ) )н.,: пол углом 30 - 60", разделительные пс ролки выполнены с всртнкальньмибр с:., щим и секции перс городкам и, р )го, ж - цым и )ежл кон ццсс ки м и ролик 1 )ц.Составитель В. РевваРедактор М. Дылын Текред И. ВересЗаказ 2381/7 Тираж 572 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Рауцгская наб., д. 5Производственно-полиграфическое предприятие, г. р д,жго о, ул. П оектная, 4