Смеситель-диспергатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 13 В 01 ГОСУДАРСТВЕНФЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ й Изобретение относится к смесительным ружной скорости ротора разбить эти потоки устройствам роторно-пульсационного типава две приблизительно равные части.и может быть использовано в химической, Установкалопаток напротив прорезейс пищевой, фармацевтической и других отрас- зазором, равным 0,01+0,015 диаметра ротолях промышленности. ра обеспечивает интенсивную турбулиза. Кель изобретения - повышение эффек- цию потока в зоне между лопатками за счет тивности диспергирования за счет дополни- высокоградиентного течения в этом зазоре. тельного смешения и турбулизации потоков При этом в зоне Междулопатками образуютваоне, ограниченной лопатками ротора. ся устойчивые вихри, закрутка которых осуТаким образом, при совмещении проре- . ществляется как за счет радиальных потоков зей статора и ротора возникают периодиче-. при совмещении прорезей статора и ротора, ские радиальные возмущения, причем так и за счет окружного потока в зазоре радиальные потоки, выходящие из прорезеймежду наружным цилиндром ротора и нижстатора, разделяются нижней кромкой ло- ней кромкой лопатки в момент перекрытия патки на две части, при этом в зоне между прорезей. В центре этих вихрей создается лопатками ротора смешиваются потоки иэ зона разрежения, и рабочая среда "вскипасмежных прорезей статора, а смещение ло- ет" в вакууме, что дополнительно интенсипатки по окружности ротора относительно . фицирует процесс обработки материалов. продольной оси прорези на 0,20,4 ширины Таким образом, предлагаемый смеси- прорези в направлении, противоположном тель-диспергатор позволяет получать оптивращению ротора, позволяет с учетом ок- мальный дисперсный состав смеси при(71) Всесоюзный научно-исследовательси проектный институт химической промыленности(56) Авторское свидетельство СССР(57) Сущность изобретения: смеситель-диспергатор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, концентрично размещенные в нем чередующиеся между собой цилиндры 6 ротора 7 и статорэ 5 спрорезями, лопатки 10, установленные на наружном цилиндре ротора, и крыльчатку. Лопатки установлены напротив прорезей с зазором, равным 0,01-0,015 диаметра ротора и смещением по окружностиро 1 ора относительно продольнойоси прорези на 0,2-0,4 ширины прорези в направлении, противоположном вращению ротора. 2 ил., 1 табл.сохранении значительных напорно-расходных характеристик.На фиг,1 показан смеситель-диспергатор (для примера - одноцилиндровый), общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1, 5Смеситель-диспергатор включает в себя корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, концентрично размещенные в нем чередующиеся между собой цилиндры 4 статора 5 и цилиндры 6 ротсра 7 с прорезя. ми 8, крыльчатку 9, закрепленные на цилиндре 6 ротора 7 лопатки 10, установленные напротив прорезей 8 с зазором, равным 0,01-0,015 диаметра ротора 7, и смещенные по окружности ротора 7 относительно про дольной оси прорези 8 на 0,2+0,4 ширины прорези 8 в направлении, противоположном вращению ротора 7.Устройство работает следующим образом, 20Обрабатываемая среда поступает в аппарат через входной патрубок 2 и под действием развиваемого крыльчаткой 9 напора проходит через прорези 8 цилиндра 4 статора 5. При этом в радиальном зазоре между 25 наружной поверхностью лопастей крыльчатки 9 и внутренней поверхностью статорного цилиндра 4 измельчаются наиболее Крупные комки и агломераты обрабатываемой среды, Пройдя прорези 8 стэторного 30 цилиндра 4, среда подвергается интенсивной обработке в радиальном зазоре между статором 5 и ротором 7. При совмещении и перекрытии прорезей 8 статора 5 и ротора 7 развиваются пульсации потока, приводя щие к турбулизации и возникновению кавитационных явлений. В отличие от прототипа, расположение лопаток 10 напротив прорезей 8 с зазором, равным 0,010,015 диаметра ротора и смещением 40 по окружности ротора 7 относительно продольной оси прорези 8 на 0,2-0,4 ширины прорези в направлении, противополокном вращению ротора 7 позволяет наряду с сохранением напорно-расходных характери стик повысить эффективность диспергирования за счет дополнительного смещения радиальных потоков выходящих из смежных прорезей статора 5 с образованием устойчивых вихрей и дополнительных 50 зон кавитации в пространстве между лопатками 10 ротора 7. В центре таких вихрей могут удерживаться значительное время дисперсные частицы, которые вращаясь в направлении вихря подвергаются дополни тельной обработке. Предлагаемый смеси- тель-диспергатор испытывался в процессе диспергирования композиции синтетического моющего средства СМС), Эксперименты выполнялись на пилотной установке,где сравнению подвергались предлагаемое устройство и решение по а.с. й 1243795. При этом производительность установки составляла 7,5 у /ч, диаметр ротора 320 ммзпри и = 1500 об/мин. На цилиндре ротора выполнено 30 прорезей шириной 10 мм.В предлагаемом смесителе-диспергэторе величину зазора между лопатками и ВИ- линдром ротора устанавливали - 0,0075, 0,01, 0,0125, 0,015 и 0,0175 диаметра ротора или соответственно 2,4, 3,2, 4, 4,8, 5,6 мм, а величину смещения по окружности ротора относительно продольной оси прорези,1, 0,2, 0,3, 0,4 и 0,5 ширины прорези или соответственно 1, 2, 3, 4 и 5 мм.В качестве обрабатываемого материала исйользовали композицию СМС "Лотос" с 60 дф твердой частью,В процессе экспериментов определяли: - размер максимальных включений поЪле смесителя-диспергатора,- максимальный напор создаваемый диспергатором.Результаты испытаний, приведены в таблице.Из таблицы следует, что при установке, лопаток над прорезями с зазором, равным 0,01-0,015 диаметра ротора и смещением по окружности ротора относительно продольной оси прорези на 0,2-0,04 ширины прорези в направлении, противоположном вращению ротора, удается повысить эффективность диспергирования примерно на 14- 15 (опыты 2, 3, 4, 7 и 8). Формирование устойчивых вихрей и дополнительных зон кавитации в пространстве между лопатками ротора, в отличие от прототипа, где диспергирование осуществляется в основном только за счет периодических радиальных возмущений, возникающих при совмещении прорезей и высокоградиентного течения в зазоре между ротором и статором, позволяет уменьшить размер максимальных включений после смесителя-диспергатора с 0,24 - 0,26 до 0,21-0,22 мм при сохранении напорно-расходных характеристик на прежнем уровне.В свою очередь увеличение зазора между лопатками и ротором более 0,015 диаметра ротора (при постоянном диаметре корпуса аппарата) приводит к снижению насосного эффекта и уменьшению зоны вихре- образования, при этом размер максимальных включений составил 0,24- 0,25 мм, а напор 2,82 кг/см (опыт М 9).Отклонение величины смещения лопаток от пределов указанных в формуле приводит к нарушению распределения радиальных потоков, выходящих из прорезей статора по смежным зонам между ло1816493 концентрично размещенные в нем чередую- - щиеся между собой цилиндры ротора и статора с прорезями, лопатки, установленные на наружном цилиндре ротора, и крыльчатку,отл ича ю щи йс я тем,что,с целью повышения эффективности диспергирования, лопатки установлены напротив прорезей с зазором, равным 0,01-0,015 диаметра ротора, и со смещением по окружности ротора относительно оси прорези на 0,2-0,4 ширины прорези в направлении, противоположном вращению ротора, 1 атками ротор а, что исключает из активйой работы практически половину зон междулопатками ротора (опыты М 1 и ЬЬ 5).Таким образом, предложенный смеси;тель-диспергатор позволяет значительно 5 увеличить эффективность диспегирования при сохранении напорно-расходных характеристик, что позволит использовать его в линии приготовления композиции при производстве синтетических моющих средств. 10формула изобретенияСмеситель-диспергатор, содержащий корпус с входным и.выходным патрубками,15 Наи нование Величина смещения лопаток относительно ширины проре- зи Размер максимальных включений после аппарата, мм показаМаксимальный напор,кг/см Ь телейопыта Типст ойства 0,1 0,2 О,З 0,4 0,5 0,0125 Предлагаемый 0,0075.0,010,0150,0175 Предлагаемый 0,3 Известный 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Величина зазора между лопатками и ротором от- носительно диаметра ротора 0,24 - 0,26 0,21 - 0,22 0,20 - 0,21 0,20 - 0,22 0,24 - 0,26 0,24 - 0,25 0,2 - 0,22 0,2 - 0,22 0,24 - 0,250,24 - 0,26 3,31 З,З 3,3 3,31 3,3 3,31 3,3 3,31 2,82 3,311816493 Составитель Э.МедвеТехред М,Моргентал ректор С.Юско дакт НТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул. Гагарина. 10 аказ 1693 8 НИИПИ Тираждарственного комит113035, Москва Подписноео изобретениям и открытиям35, Раушская наб., 4/5