Диспергатор

-2 кд, Р 26 научно-и ледова нститу ически торов рост еев и Г,А,Ко088.8)е свидетельВ 06 В 1/ иков ство СССР18, 1980,,4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИ,ЯО 149 298 А 1 ретение относится к оборудля проведения диспергироульгирования, смешения иных процессов, Устройствоорпус 1 с торообразноймерой 2, ротор 5 и статоримеет входные 7 и выходныеи, Ротор 5 снабжен лопастяразделительным диском 16,(57) Изобдованиювания, эмтому подовключаетрабочей к6, Корпус 10 патрубми 19-21 и1493298 образующими нагнетательные каналы 18. Статор 6 выполнен Б-образной Формы, соединен с входными патрубками 10 и установлен с возможностью перемеще 5 ния вдоль оси 23 ротора для образования проточной полости 17. Среда по патрубку 7 поступает в каналы 18 роИзобретение относится к сельскохозяйственному и тракторному машим"строению, в частности к оборудованиюпо производству и использованию пестицидов и минеральных удобрений припроведении процессов диспергирования,эмульгирования, смешения, растворения, гомогенизации и тому подобныхфизико-химических тепло-массообменных процессов.Изобретение может применяться вхимической, фармацевтической, лакокрасочной, пищевой и других отрасляхпромышленности по своему основному 25назначению, Изобретение может применяться в указанных областях техникипо новому назначению, а именно вкачестве центробежного насоса, гидравлического классификатора газовогокомпрессора, гидродинамического излучателя звука и энергетического разделителя воздуха на горячий и холодный в потоки,Цель изобретения - повышение долговечности и расширение области при 35менения диспергатора.ФНа Фиг. 1 схематически изображендиспергатор, продольный разрез; нафиг. 2 - разрез А-А на Фиг, 1; на 40фиг.З - начало цикла, рабочая жидкость нагнетается лопатками ротораи поступает в торообразную камеруи под статор в проточную полость;на фиг. 4 - середина цикла, рабочая 45среда заполнила торообразную камеруи расклассифицировалась по тонкостидисперсного состава, тонкая гомогенная фракция отводится из торообразной камеры по выходному патрубку,крупнодисперсная фракция отбрасывается центробежными силами на повторное диспергирование; на фиг, 5 - середина цикла, гидравлический удар,движение жидкости в роторе остановилось, движение жидкости в закрученном потоке происходит с разрывомсплошности, а выходной патрубок выбрасывает импульс давления; на Фиг,6 -тора 5 и выбрасывается из них в торо- образную камеру 2, Затем среда поступает в полость 17 и, вытекая иэ нее, воздействует на среду, поступающую иэ каналов 18, в результате чего происходит интенсивная обработка среды, 1 э,п, ф-лы, Ь ил,конец цикла, движение жидкости в закрученном потоке прекратилось, гидравлическое эапирание нагнетательныхканалов ротора закончилось, диспергатор готов для нового цикла,Диспергатор состоит из разъемногокорпуса 1 с торообразной камерой 2,коллектора 3, приводного вала 4 сосмонтированным на нем лопаточным ротором 5 и статора 6, Корпус 1 снабжен входным патрубком 7, воэдуховодом8 и уплотнением 9 приводного вала 4,Коллектор 3 своими выходными патрубками 1 О закреплен в муфтах 11,На выходных патрубках 10 смонтирован статор 6. Коллектор 3 вместес патрубками 1 О и статором 6 можетгерметично перемещаться и жесткоФиксироваться относительно корпуса1 известным способом, например с помощью уплотнительных колец 12 и накидных гаек 13, навинчиваемых намуфты 11,Статор 6 выполнен Я-образным впоперечном сечении и имеет козырек4, отражающий поток рабочей жидкостина выход иэ ротора 5, и снабжен радиальными лопатками 15, тормозящимивращение закрученного в торообразнойкамере 2 потока,Статор 6 монтируется перед разделительным диском 16 ротора 5 с образованием между ними проточной полости 17 и направлен козырьком 14 в сторону выхода потока из нагнетательныхканалов 18, Нагнетательные каналы 18образованы основными 19 и дополнительными 20 и 21 лопастями ротора 5.На входе в ротор 5 установленоэжекторное устройство 22, работающеена утечках рабочей среды иэ торообразной камеры 2 в зону уплотнения 9,Проточная полость регулируется перемещением статора 6 вдоль оси 23 ротора 5.Коллектор 3 может соединяться од.ним или несколькими отводящими штуцерами с потребителями, Диспергатор5 14 имеет многофункциональное использование, т,е, помимо основного назначения - диспергирования, он может работать в различных других режимах,Работа торового диспергатора по основному назначению, т,е, в режиме диспергирования, эмульгирования, суспеидирования, смешения, гомогениэации, растворения гетерогенных сред,Рабочая среда, например, суспензия, состоящая из жидкости и порошкообраэных твердых тел, подлежащих .тонкому диспергированию, поступает по входному патрубку 7 на вход в ротор (фиг,3 и 6).При вращении ротора 5 его основные 19 и дополнительные лопасти 20 и 2 нагнетают суспензию в каналы 18.Площадь выходных сечений каналов 18 выполнена меньше площади проходных сечений ротора 5, поэтому суспензия находится в нем под постоянным избыточным давлением и вытекает из каналов 18 в торообраэную камеру 2 с высокой скоростью и кавитационным распыпом струи, При этом твердые частицы суспензии частично разрываются внутренним избыточным давлением, Соприкасаясь со стенками торо- образной камеры 2, частички твердой фазы снова разрушаются за счет удара о стенки, Далее они закручиваются с вытекающими струями суспензии в торообразный вихрь и поступают в проточную полость 17, а из нее одна часть - на динамический запор проходных сечений каналов 18; адругая часть поступает по выходным патрубкам 10 в коллектор 3 и из него к потребителю. В торообразном вихревом потоке осуществляется центробежное разделение суспенэии на крупнодисперсную фракцию, отбрасываемую к периферии и на разделительный диск 16 ротора 5, и мелкодисперсную фракцию, отбираемую из-под статора 6 на выходные патрубки 10 и далее в коллектор 3, Попадающая на разделительный диск 16 крупнодисперсная фракция вторично разрушается за счет больших сдвиговых напряжений, возникающих из-за разности окружных скоростей торообразного вихря и вращающегося ротора. Радиальные лопасти 15 статора 6 поддерживают разницу окружных скоростей вихря и ротора 5 постоянной, что га 93 298 6рантирует постоянное качество диспергирования.Нагнетательные каналы 18 создаютструю со множеством центров разрыва сплошностей, т,е, со множеством кавитационных пузырьков, Пузырьки быстро растут, сливаются с другими пузырьками, скапливаются в центре торо образной камеры 2 и отводятся черезвоэдуховод 8,Вытекающие .с высокой скоростьюиз нагнетательных каналов 18 кавитационные струи закручиваются стенками 15 торообразной камеры 2 в торообразныйвихрь и движутся: частично над статором 6, а частично под ним, по проточ ной полости 17. Движущийся по проточной полости 17 поток отражается ко зырьком 14 статора 6 на выход из каналов 18, запирает их за счет динамического напора и создает в зоневыхода струй из каналов 18 гидравлический удар, Возникающее при гидрав лическом ударе высокое давление осуществляет принудительное охлопываниекавитационных пузырьков в локальнойжидкостной зоне на выходе из ротора5, т.еосуществляет основной про цесс разрушения твердых компонентовбез разрушения стенок рабочих органов и создает импульсный выброс рабочей жидкости в выходной патрубок 10,Поток, движущийся над статором 6,срывается с козырька 14 и осуществляет дополнительный запор струй, истекающих иэ каналов 18, и создает дополнительный разрушающий эффект засчет соударения струй, При запертых 40 каналах 18 вращающийся в торообраэной камере 2 поток постепенно теряетсвою кинетическую энергию. Это происходит из-за постоянного вытеснения массы готового продукта в выходные 45 патрубки 1 О и снижения скорости потока из-эа гидравлических потерь.При этом наступает момент, когдаэнергии вращающегося потока становится недостаточно для запора каналов 50 18 и иэ них вновь выбрасываются струижидкости в освобожденную торообраэнуюкамеру 2. Рабочий цикл повторяется.Настройку торового диспергаторана оптимальный или новый режим работы осуществляют путем осевого перемещения выходных патрубков 1 О коллекторов 3 в муфтах 11, Для этого накидные гайки 13 ослабляются и положениекозырька 14 относительно распыпиваю 1493298щих насадок 18 выбирается таким, чтобы обеспечить максимальную производительность, тонкость диспергирования, стойкость эмульсии и гомогенность готового продукта.В настроенном положении торовыйдиспергатор Фиксируется путем закручивания накидных гаек 13 до отказа,При этом уплотнительные кольца 12сжимаются и жестко фиксируют выходные патрубки 10 от перемещения,Диспергатор может работать в качестве центробежного насоса и компрессора. Для этого статор 6 отводится от диска 1 б ротора 5 влево доупора в стенки торообразной камеры2. При этом основные 19 и дополнительные 20 и 21 лопасти ротора 5 нагнетают рабочую среду, которая истекает через каналы 18 в торообразнуюкамеру 2, заполняет ее и удаляетсячерез выходные патрубки 10 в коллектор 3 и далее к потребителю,Работа торового диспергатора в 25качестве классификатора,Торовый диспергатор может работатьв качестве гидравлического классификатора, Длй этого статор 6 отводитсяот диска 16 ротора 5 влево от центраторообразной камеры 2 и фиксируется,Воздуховод 8 выводится до внутреннихстенок торообразной камеры 2 и такжефиксируется. Среда подается на входв ротор 5, нагнетается основными 19и дополнительными 20 и 21 лопастями,выбрасывается через каналы 18 в торообразную камеру 2, закручивается еестенками в торообразный вихрь и классифицируется в центробежном поле,Крупная фракция отбрасывается к пери 40ферии и отбирается через воздуховод8 к потребителю, а мелкодисперснаяфракция скапливается в центре и выводится по выходным патрубкам 10 иколлектору 3 к своему потребителю,45Работа торового диспергатора вкачестве акустической сирены,Торовый диспергатор может работатьв качестве гидродинамического излучателя звука (акустической сирены),Для этого его настраивают на работув качестве воздушного компрессора,а затем, перемещая статор 6 относительно ротора 5, добиваются звукового воздействия газовых струй с отражающим козырьком 14,Работа торового диспергатора вкачестве вихревого энергоразделителя,Торовый диспергатор может работатьв качестве энергетического разделителя воздуха на горячий и холодный по"токи, Для этого он настраивается врежим воздушного компрессора или гидродинамического излучателя звукаПри этом выходящие иэ каналов 18воздушные струи расширяются и закручиваются в торообразной камере 2 второобразный вихрь. В торообразномвихре происходит энергетическое разделение воздуха на горячие периферийные слои, которые отводятся по патрубкам 10 к потребителю и холодныецентральные слои, которые отводятсяпо воздуховоду 8 к своему потребителю, например, во входной патрубок7 с.амого диспергатора, эжектируяпоток на вход в ротор 5, охлаждаяего и тем самым повышая напор и про-изводительность диспергатора,Использование изобретения обеспечивает повышение долговечности и расширение области применения диспергатора.Формула изобретения1, Диспергатор, включающий корпусс торообразной рабочей камерой, имеющей входные и выходные патрубки,статор и соосный с ним ротор в видедиска с закрепленными на нем основаниями лопастями, образующим:, нагнетательные каналы, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности и расширения области применения диспергатора, роторснабжен разделительным диском, закрепленным на противоположных основаниям сторонах лопастей, а статорвыполнен в поперечном сечении Я-образной Формы, соединен с выходнымипатрубками и установлен с возможностью перемещения вдоль оси ротора дляобразования с последним проточнойполости,2. Диспергатор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ротор снабжен дополнительными лопастями, установленными между основными по периФерии диска ротора.1493298 Редактор Н,Горва одписно м при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 391 У/10 В ВНИИПИ ГосудаСоставитель Н,ФедороваТехред М. Дидык Корректор Э.Лончакова венного комитета по изобретениям и откр 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.