Смеситель-диспергатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 662656 А 7/О 1)5 В А О О ЕН АВТ нститут им, оциалистиенко, П. Д.В. Сумцов(54) С (57) И маши но д дисп Смес ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Киевский политехнический50-летия Великой Октябрьскойческой революции(56) Патент Англии ЬЬ 1383171,кл. В 01 Р 7/00, 1975. МЕСИТЕЛЬ - ДИСП ЕРГАТОР обретение относится к химическому остроению и может быть использовапроведения процессов смешения ргирования, гомогенизации и т.п тель-диспергатор содержит корпус 1 Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для проведения процессов смешения, диспергирования, гомогениэации и т,п. в системах жидкость - жидкость и жидкость- твердое тело.Цель изобретения - интенсификация процессов диспергирования и смешения и повышение качества готового продукта.На фиг. 1 представлен предлагаемый смеситель-диспергатор, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.Смеситель-диспергатор содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, смонтированный в корпусе 1 дисковый статор 4 с накопительной камерой 5 и цилиндрическими соплами 6 на торцовой входной 2 и выходной 3 патрубки, смонтированный в корпусе 1 статор 4 с накопительной камерой 5 и цилиндрическими соплами 6 нэ торцовой поверхности, дисковый ротор 7 с концентрично расположенными рядами лопаток 8, Основания сопел 6 образуют на торцовой поверхности статора 4 окружность, а оси сопл имеют углы наклона от 0 до 90 относительно радиальных и касательных линий этой окружности так, что сопла направлены против направления вращения ротора 7, Лопатки 8 расположены на торцовой поверхности ротора 7 так, что лопатки первого ряда имеют угол поворота от 0 до 90 относительно радиальной линии, а лопат ки каждого последующего ряда повернуты относительно лопаток предыдущего ряда нэ 3 угол от 0 до 1800, 1 з,п. ф-лы, 3 ил,поверхности, дисковый ротор 7 с несколькими кольцеобразными концентрично расположенными рядами лопаток 8. Основания сопл 6 образуют на торцовой поверхности статора 4 окружность, а оси сопл имеют углы наклона от 0 до 90 относительно радиальных и касательных линий этой окружности так, что сопла направлены против направления вращения ротора 7,Лопатки 8 расположены на торцовой поверхности ротора 7 так, что лопатки первого ряда имеют угол поворота от 0 до 90 .относительно радиальной линии, э лопатки каждого последующего ряда повернуты относительно лопаток предыдущего ряда на угол от 0 до 180,Смесител ь-дис пер гатор работает следующим образом. Обрабатываемая среда поддавлением, которое может регулироваться, подается через входной патрубок 2 в накопительную камеру 5, где поток разделяется и через сопла 6 со значительной скоростью направляется на лопатки 8 быстровращающегося ротора 7. За счет того, что сопла направлены против направления вращения ротора, скорость встречи и сила соударения обрабатываемой среды с лопатками значительно возрастает. Это способствует интенсификации процессов диспергирования и смешения операция разделения потока).Обрабатываемая среда под действием центробежной силы отбрасывается на следующий ряд лопаток 8, где соударяется с ними и меняет направление за счет того, что лопатки каждого ряда имеют. различные углы поворота, Пройдя несколько рядов лопаток 8, обрабатываемая среда необходимого качества и однородности удаляется через выходной патрубок 3.В предложенном смесителе-диспергаторе интенсивность процесса и качество продукта регулируются двумя способами; изменением давления и соответственно скорости истечения обрабатываемой среды из сопл, изменением скорости вращения ротора.Диапазон углов наклона осей сопл относительно касательных линий окружности, образуемой основаниями сопл от 0 до 90, при соблюдении направления против вращения ротора обеспечивает увеличение сдвиговых деформаций в струе диспергируемого матеоиала при попадании его на вращающийся диск ротора за счет разности направлений струи и вращения ротора.Выход из указанного диапазона углов наклона осей сопл за 0 конструктивно невозможен, а выход до 90" приводит к уменьшению сдвиговых деформаций в диспергируемом материале, так как значительно уменьшается разность скоростей струи и ротора и соответственно деформация сдвига, Оптимальный угол наклона осей сопл относительно касательных линий окружности по расчетам равен 45, В реальной лабораторной установке по данной заявке углы осей сопл относительно касательных линий окружности выполнены равными 45.Диапазон углов наклона осей сопл относительно радиальных линий окружности, образуемых основаниями сопл от 0 до 90, обеспечивает попадание перерабатываемого материала на лопатки после взаимодействия с центральным диском ротора, что позволяет использовать центробежные силы для осуществления процессов диспергирования и перемешивания, При попадании10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 струи на диск материал мгновенно подвергается действию нескольких сил (приведены выше), в том числе и центробежных. Из-за разного направления действия этих сил сдвиговые деформации в обрабатываемом материале увеличиваются, что способствует интенсификации процесса диспергирования.Углы поворота лопаток первого ряда относительно радиальной линии окружности поставлены в зависимость от функциональных особенностей аппарата. При щ 1 п угле, 0 аппарат эффективно выполняет смеси- тельную функцию (разделение и соединение отбрасываемого центробежными силами потока) и менее эффективно - диспергирующую при значительной производительности, При пах угле поворота, 90 аппарат эффективно выполняет диспергирующую функцию за счет соударения отбрасываемого центробежными силами потока материала с расположенными перпендикулярно лопатками, но с меньшей производительностью, При выходе угла поворота за 90, а одновременно и за 0, так как лопатка симметрична относительно оси поворота, диспергирующее и смесительные функции аппарата уменьшаются, происходит обтекание лопаток материалом, Изменение углов поворота позволяет сочетать эти функции оптимально для различных обрабатываемых сред.. В экспериментальной установке "Смеситель-диспергатор" лопатки первого ряда выполнены с возможностью изменения углов поворота О, 15, 30, 45, 60, 75, 90, Диапазон углов поворота лопаток следующего ряда относительно предыдущего от 0 до 180 включает все возможные варианты взаимного расположения лопаток соседних рядов в данной конструкции.Каждая пара рядов лопаток выполняет в большей или меньшей степени функции диспергирования и смешения в зависимости от углов взаимного расположения лопаток. При углах поворота от 45 до 135 получается значительный диспергирующий эффект за счет создания препятствия потоку материала, сбрасываемому с лопаток предыдущего ряда. При углах поворота от 0 до 45 и от 135 до 180 диспергирующий эффект уменьшается, но повышается смеси- тельный эффект и производительность аппарата.В лабораторной установке углы лопаток выполнены с возможностью во всем диапазоне от 0 до 180. Подбирая углы поворота лопаток каждого ряда относительно предыдущего и комбинируя несколько рядов, достигается оптимальное сочетание1662656 Ы 2,диспергирующего и смесительного эффектов. Формула изобретения1. Смеситель-диспергатор, содержащий 5 корпус, дисковый статор, ротор с концентрично расположенными рядами выступов, наклонные сопла для направления жидкости в полость ротора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процес сов диспергирования и смешения и повышения качества готового продукта, сопла расположены на статоре по окружности и направлены против направления вращения ротора, при этом оси сопл имеют углы наклона от 0 до 90 относительно радиальных и касательных линий окружности, на которой расположены основания сопл.2. Смеситель-диспергатор по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что выступы на роторе выполнены в виде лопаток, причем лопатки первого от оси ротора ряда имеют угол поворота от 0 до 90 относительно радиальной линии, а лопатки каждого последующего ряда повернуты относительно лопаток предыдущего ряда на угол от 0 до 180./ аказ 2219 Тираж 405 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101