Роторно-пульсационный диспергатор

 

Изобретение относится к оборудованию для получения тонкодисперсных систем ме4 годом гидроакустического воздействия. Цель изобретения - повышение степени диспергирования. Диспергатор содержит корпус 1 с рабочей камерой 2, патрубком 3 для подвода и патрубком 4 для отвода обрабатываемой среды, цилиндрический статор 5 и ротор 6. Во внутренней полости 10 ротора 6 установлены разделительные перегородки 11, выполненные с фильтрующими отверстиями 12 и радиальными нагнетательными каналами 13. Нагнетательные каналы 13 и отверстия 12 лри прохождении среды через устройство обеспечивают отвод отсепарированной части среды и пэдачу ее под давлением в следующую ступень обработки . 3 ил.. 1 ел с СЬ 00 4. OJ ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 F 7/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1б!

1 (21) 4612421/26 (22) 05,12.88 (46) 07.01.91. Бюл. М 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт гербицидов и ре- гуляторов роста растений (72) Г.А. Сергеев, Г.А, Коврижников, А.Н. Докучаев и А.П. Щебланов (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 778758, кл. В 01 F 3/08, 1978. (54) РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ДИСПЕРГАТОР (57) Изобретение относится к оборудованию для получения тонкодисперсных систем ме„„!Ж„„1618435 А1 тодом гидроакустического воздействия, Цель изобретения — повышение степени диспергирования. Диспергатор содержит корпус 1 с рабочей камерой 2, патрубком 3 для подвода и патрубком 4 для отвода обрабатываемой среды, цилиндрический статор

- 5 и ротор 6, Во внутренней полости 10 ротора 6 установлены разделительные перегородки 11, выполненные с фильтрующими отверстиями 12 и радиальными нагнетательными каналами 13. Нагнетательные каналы 13 и отверстия.12 при прохождении среды через устройство обеспечивают отвод отсепарированной части среды и подачу ее под давлением в следующую ступень обработки. 3 ил.

Изобретение отоoc! Tcs к химическому машиностроению, В частности к Оборудованию для получения тонкодисперсных систем методом гидроакустического возцейст.-:,ия, раэдавлизакия и истирания.

Цель изобретенля -- повышение степени диспергирования.

На фиг, 1 показан рсторно-пульсацианный диспергатор, продольный разрез; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг. 1; кз фиг. 3— схема дви>кения потока рабочей среды в ðîТорНо ïóëüñàöèGHíîì диспергаторе.

Роторно-пульсационный диспергатор состоит из разборного корпуса 1, снабженного рабочей камерой 2, патрубком 3 для подвода и патрубком 4 для отвода обрабатываемой среды, коаксиалька установленных а корпусе 1 перфор ipGBBHHGI G no периметру цилиндрическагo статора 5 и сборного ротора 6, состоящего из рабочега колеса 7 и колец 8 и 9 абраэующлх внутреннюн полость 10. Внутренняя полость 10 мажет быть выполнена вращением полукругов вокруг оси ротора 6. Рабочее колесо 7 и кольца 8 и 9 соединяются между собой известным способом, например на винтах, Во внутренней полости 10 ма:чтируются разделительные перегородки 11, снабженные фильтрующими отверстиями 12 с обеих сторон и радиальными нагкетательными каналами 13, выпо;;íåííûìè внутри îaçäåлительных перегородок 11. Разделительные перегородки 11 монтируются напротив прорезей 14, выполненных по периметру кольца 9 и В пазах 15 кольца 8 Для ВОзмОжнОсти выхода обрабатываемой раГочей среды через расширяющиеся прорези 16 статора 5 В рабочую камеру 2 и далее через патрубак 4 наружу лз аппарата, В рабочем колесе 7 выполнены радиальные широкие пазы 17, стенки катарь1х выполняют роль нагнетательньгх элементов, кольцевой коллекторHbIA naB 18 vi множества 100 — 500 LLIT, узких нагкетательных пазов 19. Ширина газов 19 дал>кна быть меньше диаметра мелющих ел для искл гачения их высыпания из внут ренкей пола: Tvi 10 ротора 6, Рекомендуемая

IUiIpèHB HBI I aTaòaëüHèx паэоВ 19 .-3 мм.

Фильтрованные отверстия 12 также рекомендуется выполнять диаметром 1 — 3 мм и располагать их в центральной -насти разделительных и-"peãGpoäo>:: 11.

Роторна "пульсацианн1ьivI диспергатор работает следующим образом, Обрабатываемая соеда, например суспензия, по патрубку 3 поступает в широкле пазы 17 рабочега колеса 7, ускоряется в них, попадает в кольцевой кс1ллекторный паз 18, которым распределяется па узким нагнетательны л паэам 19. В ких обрабатываемая

45. Полнения и периодического образования в

40 рабочая среда снова ускоряется и тангенциалько выбрасывается В виде "àòîïëåííûõ кавитирующих струй зо внутреннюю полость 10 ротора 6. Обтекая вогнутые стенки колец 8 и 9 ротора 6, обрабатываемая среда увлекает при своем движении мелющие тела, например бисерные стеклянные шарики, поме.ценные во внутреннюю полость 10 и вместе с ними закручивается в тороабразный вихрь.

Центральная часть обрабатываемой среды удаляется из внутренней полости 10 через фильтровальные отверстия 12 по какалам 13 и прорези 14 и 16 при их coenaäeнии В рааочую камеру 2 и далее в отводящий патрубок 4. Другая периферийная часть обрабатываемой жидкости среды вращается во L!нутренней полости 10 вместе с мелющими телами, образуя собственко торообраэный влхрь. Необходимый вращающийся импульс тарообразный вихрь получает от такгенциально воздействующего на He!.o потока, В торообразном вихре создается градиент давления: максимальный на периферии и минимальный в центре закрученного потока. Градиент давления выполняет две функции: во-первых, накладывается на давление нагнетания, что повышает общий перепад давления, действующего во внут-, ренней полости 10 и рабочих органов ротора-статора и, во-вторых, запирает поток на выходе из узких прорезей рабочего колеса (, т,е. создает гидравлический удар в узких пазах 19 и кольцевом каллекторном пазе 18, Обратная волка давления гидравлического удара выбивает инородные тела, случайна оказавшиеся в обрабатываемой суспензии и застрявшие на Входе В узких пазах 19 в кольцевой каллектарный паэ 18, повышая тем самым работоспособность аппарата. Одновременно гидравлический удар запирает вход потока суспензли во внутреннюю полость 10, создавая условия для ее частичного асвобажде -IIlll, нового зацентральной части зоьы вскипания" жид.ости из-за разрежения, создаваем..го вращением noTGKB Во внутрекней полости 10, и вакуумирующего эффекта, создаваемого нагнетательными каналами ";". Ва внутренней полости 10.

Поскольку запирающий пОтОк ".входит ся в динамике: epali.ветс.". Вокру-: Gcv; знутренн:::й полости I0 и вместе с poTopoм 6 вокруг его аси, v. одновременна Отсась.вается через центрально распоп Оженные фильтрующие отверстия 12, та Во внутренней полости 10 Вновь возникают условля для ее заполнения, Вращения патака запирания ега и T,ä.

"618435

При этом мелющие тела и крупные частицы суспензии постоянно вращаются по периферии внутренней полости 10, стираясь друг о друга, стенки колец 8 и 9 и стенки узких пазов 19 и разделительных перегоро- 5 док 11. Одновременно мелющие тела будут раздавливать крупные частицы, обеспечивая щадящий режим диспергирования (диспергирование без разрушения структуры молекул). При этом уменьшается и даже ис- 10 ключается попадание продуктов износа мелющих тел и их самих через фильтрующие отверстия 12, нагнетательные каналы 13 в зазор между ротором и статором, что обеспечивает меньший износ рабочих органов 15 ротора-статора и их большую надежность.

В центральной части внутренней полости 10 создается овалообразная зона тонкодисперсной фракции, содержащей газ и жидкость и твердые частицы готового про- 20 дукта. Эта фракция постоянно отсасывается через фильтрующие отверстия 12 в нагнетательные каналы 13 и под давлением выбрасывается на повторное диспергирование и гомогенизацию в систему рабочих органов 25 ротора-статора. Из-за наличия во фракции мелкодисперсных газовых пузырьков, процесс кавитационного разрушения в рабочих органах ротора-статора и em прорезях 16 интенсифицируется. При этом мелкодис- 30 персные газовые пузырьки превращаются в микропузырьки, что вызывает их интенсивное схлопывание в рабочей камере 2 и разрушение частичек продукта кумулятивными микроструями, 35

Технико-экономическая эффективность роторно-пульсационного дисперггтора обосновывается рядом технических и физических эффектов, К числу технических эффектов относятся: большее время воздействия раз- 40 рушающих факторов на обрабатываемую среду; циркуляция потока, турбулентность; фильтрация; повышение давление (при обтекании вогнутой поверхности); механическое истирание, раздавливание, срез 45 частичек, К физическим эффектам, используемым в изобретении в качестве разрушающих факторов, относятся: кавитация; центробежные силы (сепарация частиц и повышение 50 раздавливающего усилия); силы инерции (гидравлический удар, пульсации).

Эти восемь факторов позволяют оценивать коэффициент эффективности разрушения rlo формуле 55

:«,Эф +ХЭфф

Эф р, — — 0,88, ;«Эф, +, «Эф.q. + 1 где Эф p, — эффективность разрушения;

Эф.т. -- эффекты технические;

Эф ф, — эффекты физические; — знак суммы эффектов, Диспергирующая способность, т.е. тонкость диспергирования, гомогенность, производительность, надежность и незагрязненность продукции инородными телами в большой степени зависит от количества используемых в процессе измельчения физических и технических методов: чем их больше, тем лучше степень положительного влияния физических и технических факторов друг на друга и других факторов (например, конструктивных возможностей аппарата).

В изобретении все эффекты оказывают положительное влияние друг на друга, Например, использование свойства высокоскоростного потока, заключающегося в повышении давления в нем при резком изменении направления течения или обтекания вогнутой стенки, позволяет и1:тенсифицировать и гидравлический удар и кавитационное и пульсационное разрушение, что повышает диспергирующую способ с;, ь роторно-пульсационного аппарата по сраи::гению с известным, Роторно пульсационныи дисперга10р может работать как с мелющими телами, помещаемь;,и во внутреннюю полость !О перед сборкой ротора б, так и без::-l .x, Формула изобретения

Роторно-пульсационный диспергатоо, содер . щий корпус с патрубками подво;..:-1 и отвода обрабатываемой среды, коаксиальHG установлен ные в корпусе перфориров:»;— ный по периметру статор и отор внутренней полостью, снабженной разделительной перегородкой, о т л и ч à l0 щ и йс я тем, что, с целью повышения степени диспергирования, QH снабжен дополнительными разделительными перего :.одками, при этом перегородки выполнены с внутренними радиальными нагнетательными каналами и сообща ощимися с ни.. и фильтрующи .и отверстиями.

1618435

Фи.5 (; оста витель Н, ч. едо рова

Техред M,Moðãåíòàë Корректор А,Обручар

Редактор Я,Зайцева

Производственно-издательский комбинат Патент", f. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 8 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5