Роторный смеситель-диспергатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 А 1 ю В 01 Г 7/00, 9/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РНЫИ СМЕСИТЕЛЬ-ДИСПЕ ТОР(57) Изобретениеной промышленнотам для перемешивлакокрасочных матвысить интенсифи относится к лакокрасочсти, а именно к аппараания и диспергирования ериалов, и позволяет покацию процесса смешиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Армавирский государственный педагогический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1011219, кл. В 01 Р 7/ОО, 1981,Изобретение относится к технике диспергирования пигментов в пленкообразующих веществах и может быть применено в лакокрасочной промышленности.Цель изобретения - повышение интенсивности процесса, а также уменьшение габаритов.На фиг. 1 изображен роторный смеси- тель-диспергатор, общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - наружный барабан; на фиг. 5 - внутрення колонна.Смеситель-диспергатор состоит из станины 1, на которой смонтирован на четырех роликовых опорах 2 наружный барабан 3 посредством роликовых обечаек 4. Барабан 3 жестко соединен торцовой стенкой 5 с внутренней колонной 6. Вращение внутренней колонны 6 и наружного барабана 3 производится от электродвигателя 7, редуктора вания и диспергирования и уменьшить габариты. Аппарат снабжен полой внутренней винтовой колонной с винтовыми поверхностями различного шага и с различным направлением навстречу друг другу витков, а наружный барабан выполнен в виде винтовой многозаходной конической колонны с разнонаправленными винтовыми поверхностями равного шага и равным числом направленных навстречу друг другу витков, при этом на расстоянии 2/3 общей длины пути движения суспензии от загрузки к выгрузке от отверстия загрузки смонтировано эксцентрично вверх, относительно оси наружного барабана, средство для подачи красителей выполнено в виде цилиндрического кожуха. 2 э.п, ф-лы, 5 ил. 8 и вала 9, на котором закреплены в подшип Вай никовых опорах приводные роликовые опоры 2, приводящие во вращение роликовые 0 обечайки 4 и с ними наружный барабан 3. 4В пространстве между внутренней ко- Ы лонной 6 и наружным барабаном 3 разме- ф щен на подшипниковых опорах 10 и 11 ("ф ротор 12, Ротор 12 получает вращение от фь, вала 13 не только в направлении, противоположном совместному вращению наружного барабана 3 с внутренней колонной 6, но и по абсолютной величине больше на 0,8-1 рад/с,1Вал 13 покоится на опорах 14 и получает вращение от электродвигателя 15, закрепленного на станине 1 через шестерню 16 и 17, Шестерня 17 закреплена на валу 13.На станине 1 закреплено загрузочное устройство 18 для подачи пигментов, снабженное дозирующим шнеком 19. вал 20 ко 16731845 10 15 20 торого с помощью стоек 21 жестко прикреплен к внутренней поверхности внутренней колонны 6,Загрузочное устройство 18 снабженопатрубком 22 для подачи пленкообраэующих.На станине закреплено средство дляподачи красителей в виде цилиндрическогокожуха 23, ограниченного по торцам двумяпарами колец 24, 25 и 26, 27. Кольца 24 и 26крепятся к наружному барабану 3, а кольца25 и 27 - к кожуху 23. Сверху кожух 23снабжен патрубком 28 для подачи в полостькожуха 23 красителей,В стенках наружного барабана 3, находящихся в границах полости кожуха 23 между кольцами 24 и 26, выполнены радиальныеотверстия 29 для подачи красителей во внутреннюю полость наружного барабана 3,В стенках внутренней колонны 6 выполнены радиальные отверстия 30 для продавливания суспенэии из внутренней полостивнутренней колонны 6 в полость между наружной поверхностью колонны 6 и внутренней поверхностью.В стенках ротора 12 выполнены радиальные отверстия 31 для продавливаниясуспензии из внутренней полости ротора 12в пространство между наружной поверхностью ротора 12 и внутренней поверхностьюнаружного барабана 3. На выходе наружного конического барабана 3 смонтирован настанине 1 патрубок 32 для выгрузки готовойкраски, снабженный установленной на станине 1 емкостью 33 для приема готовойкраски,Внутренняя колонна 6 выполнена в виде пустотелой винтовой колонны, собранной из равносторонних треугольников 34таким образом, что образуются три основные винтовые поверхности с шагом 5одного направления и две винтовые поверхности с шагом 0,25 5 противоположногонаправления, Например, на фиг. 5 показанаутолщенной линией одна из основных винтовых поверхностей 35 - 36 - 37 - 38 - 39 - 40 иодна иэ двух винтовых поверхностей противоположного направления 39-41-42-37 -43 - 44 - 35. Площадь радиальных отверстий30 (суммарная) равна площади проходногосечения внутренней колонны 6.Наружный барабан 3 выполнен в видевинтовой многозаходной пустотелой конической колонны, собранной из секции 45,которые в свою очередь, выполнены из равносторонних треугольников 46 и равнобедренных треугольников 47, поочередносоединенных по периметру своими боковыми сторонами 48 и 49 друг с другом. Основания 50 равнобедренных треугольников 25 30 35 40 45 50 55 47 больше его сторон 48 и 49. Число равносторонних и равнобедренных треугольников в секции 45 равно как минимум 6, должно быть четным числом и не имеет ограничений в сторону их увеличения, На фиг, 4 показана утолщенной линией одна из винтовых поверхностей одного направления 51-52-53-54-55 и одна из винтовых поверхностей противоположного направления 56-57-53-58-59,Роторный смеситель-диспергатор работает следующим образом.Через загрузочное устройство 18 с помощью дозирующего шнека 19, который вращается совместно с внутренней колонной 6, подаются непрерывным потоком пигменты, Одновременно в полость внутренней колонны б, через патрубок 22 в трубу загрузочного устройства 18 подаются пленкообразующие вещества, например, олифа, перемешиваются с помощью шнека 19 и в виде суспензии подаются в полость винтовой колонны (внутренней) 6,При вращении винтовой внутренней колонны б суспензия совершает сложное пространственное движение, в результате наличия вэаимонаправленных винтовых поверхностей, при этом образуются встречные потоки суспенэии, которые ввиду наличия расположенных под разными углами друг к другу и к оси вращения граней - равносторонних треугольников, соударяются с большей энергией, мощностью и частотой. В результате происходит интенсивное перемешивание и суспензия подвергается различным интенсивным макро- и микро- турбулентным процессам и кавитационному воздействию, что приводит к дальнейшему диспергированию и гомогенизации, так как число заходов винтовых поверхностей основного направления и их шаг больше, чем число заходов и их шаг винтовых поверхностей противоположного направления, то суспензия при этом транспортируется все же по ходу основного направления, преодолевая встречные потоки, созданные винтовыми поверхностями противоположного направления. Под действием давления подаваемой непрерывным потоком, создаваемого шнеком и винтовыми поверхностями основного направления внутренней винтовой колонны, суспензия продавливается через радиальные отверстия 30 и попадает в полость зазора между наружной поверхностью внутренней винтовой колонны 6 и внутренней цилинДрической поверхностью ротора 12. При проходе через отверстия 30 происходит дальнейшее диспергирование и гомогенизация сред.После прохода через отверстия 30 суспензия подхватывается винтовыми поверхностями основного направления, а точнее, ребрами тетраэдальных пустот, образующими винтовые линии, например, 35-36- 37-38-39 и размазывается в виде тонкой пленки на внутренней цилиндрической поверхности ротора, причем перед ребрами винтовых линий образуются валики жидкости, За счет вращения внутренней винтовой колонны 6 суспензия из валиков переходит в пленку и при этом проходит через клиновой зазор между ребром винтовой колонны 6 и цилиндрической поверхностью ротора 12. При этомв отличие от известных, зазор имеет форму круглого сегментэ, а точнее, эллиптического сегмента, так как одной стороной зазора является внутренняя цилиндрическая поверхность ротора, рассеченная плоскостью наклонной к оси цилиндра, а второй стороной зазора являются ребра колонны 6. Образование зазора в виде эллиптического сегмента, форма которого создает дополнительно сдвиговые касательные напряжения за счет разности максимальных и минимальных размеров зазора. интенсифицирует процесс диспергирования. Значительные скорости сдвига при больших абсолютных угловых скоростях вращения поверхностей винтовых наружных и внутренней колонн, относительно поверхностей ротора в противоположных направлениях, ведут к возникновению в зазоре больших сдвиговых усилий, что приводит к ускорению процесса диспергирования. Так как угловая скорость ротора больше угловой скорости внутренней винтовой колонны на 0,8 - 1 рад/с, то при этом происходит транспортировка суспензии в направлении, обратном ее движению внутри винтовой колонны 6, т.е. в обратном направлении к радиальным отверстиям 31, при продавливании через которые жидкость вновь подвергается сжатию и происходит процесс дальнейшего диспергирования.При этом через патрубок 28, кожух 23, отверстия 29 подаются в полость наружного барабана 3 красители, которые при движении по барабану 3 смешиваются с суспенэией и транспортируются к патрубку 32 и в емкость 33 готовой краски, В процессе перемещения внутренние ребра многозаходной винтовой конической поверхности наружного барабана 3 размазывают красочную суспензию по гладкой конической поверхности ротора и происходит дальнейшее диспергирование, смешивание красителей и суспензии, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В предлагаемой конструкции разрушение агрегатов (диспергирование) и смешивание происходит вследствие касательных напряжений, возникающих при течении суспензии через каналы отверстий постоянного сечения периферийной поверхности внутренней винтовой колонны 6 через зазоры переменного сечения между наружной винтовой поверхностью винтовой внутренней колонны 6 и цилиндрической поверхностью ротора 12, через каналы отверстий постоянно.о сечения периферийной поверхности ротора 12, через зазоры переменного между наружной конической поверхностью ротора 12 и внутренней винтовой конической поверхностью наружного барабана 3.Техника-экономические преимущества изобретения возникают за счет сокраЩения габаритов по длине, увеличения производительности в результате интенсификации процесса смешивания и диспергирования при увеличении частоты взаимодействия циркуляционных потоков обрабатываемых сред,Формула изобретения 1. Роторный смеситель-диспергатор содер;кащий наружный барабан, размещенный в нем конический ротор и патрубки загрузки и выгрузки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения интенсивности процесса и уменьшения габаритов, аппарат снабжен полой внутренней винтовой колонной с винтовыми поверхностями различного шага и различным числом направленных навстречу друг другу витков, а наружный барабан выполнен в виде многозаходной винтовой конической колонны с разнонаправленными винтовыми поверхностями равного ш:-га и равным числом направленных друг навстрач другу витков, при этом барао н жестко соединен с внутренней винтовой;:ол иной посредством глухой торцевой с;енки,2. Смеситель-диспергатор, по п, 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что барабан и внутренняя винтовая колонна выполнены секционными, при этом секция барабана изготовлена из поочередно соединенных по периметру равносторонних и равнобедренных треугольников, стороны которых равны одна другой, основания равнобедренных треугольников больше длины их боковой стороны, а секция внутренней винтовой колонны - из равносторонних треугольников,3, Смеситель-диспергатор, по и, 1, о тли ч а ю щ и й с я тем, что ротор выполнен полым и размещен коаксиально между наружным барабаном и внутренней винтовой колонной.1613184 Составитель А.НикитинТехред М.Моргентал Редактор И.Сегляник КоРРектоР М,Кучерявая Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2876 Тираж 393 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5