Диспергатор

 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к конструкциям диспергаторов для приготовления мелкодисперсных составов, например битумно-полимерных мастик. Цель - повышение эффективности работы. Диспергатор содержит корпус 2, роторное колесо 3 с лопатками 4 и кольцом 5. На кольце 5 выполнены разновысотные отверстия, начальные края которых совпадают с поверхностью лопаток 4 роторного колеса 3 по ходу вращения. Противоположные края отверстий ограничены параболической кривой. Количество рядов отверстий соответствует числу лопаток роторного колеса. Такое конструктивное исполнение отверстий обеспечивает стабильный турбулентный режим потока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 01 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ВМИЮЗИВ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4460632/26 (22) 14.07.89 (46) 15,07.91. Бюл, М 26 (71) Минский филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектно-конструкторского института механизированного и ручного строительно-монтажного инструмента, вибраторов и строительно-отделочных машин (72) А. Л. Лапидус, Л. А. Генделевич и А. Е, Козел (53) 66.063(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

t4 242140, кл. В 01 F 9/20, 196 7, „„Я2„„1662655 А1 (54) ДИСПЕРГАТОР (57) Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к конструкциям диспергаторов для приготовления мелкодисперсных составов, например битумнополимерных мастик. Цель — повышение эффективности работы. Диспергатор содержит корпус 2, роторное колесо 3 с лопатками

4 и кольцом 5. На кольце 5 выполнены разновысотные отверстия, начальные края которых совпадают с поверхностью лопаток 4 роторного колеса 3 по ходу вращения, Противоположные края отверстий ограничены параболической кривой. Количество рядов отверстий соответствует числу лопаток роторного колеса. Такое конструктивное исполнение отверстий обеспечивает стабильный турбулентный режим потока. 2 ил, 1662655

30

Изобретение относится к гидромашиностроению„в частности к конструкции диспергатора для приготовления мелкодисперсных составов, например битумно-полимерных мастик, Цель изобретения — повышение эффективности работы диспергатора.

На фиг. 1 представлен диспергатор, поперечное сечение; на фиг. 2 — вид А на фиг, 1, Диспергатор содержит привод 1, корпус 2, роторное колесо 3 с лопатками 4 и размещенным на нем кольцом 5. На кольце

5 выполнены отверстия 6 — 8, рядами размещенные одним краем у передней по ходу вращения поверхности каждой лопатки симметрично относительно плоскости ее симметрии, противоположные края прорезей ограничены выпуклой параболической кривой.

Суммарная площадь отверстий не превышает 82;Д площади боковой поверхности кольца по его среднему диаметру, Указанное ограничение суммарной площади отверстий обеспечивает турбулентный режим потока в рабочей зоне и, следовательно, кавитационноедиспергирование материала, Турбулентность потока обусловлена превышением критической величины числа Рейнольдса. Турбулентный режим потока материала в рабочей зоне обеспечивает устойчивый процес кавитаци-. онного диспергирования ингредиентов, который в большинстве случаев приводит к высокой степени гомогенизации и получению тонких фракций и, как следствие, к повышению. эффективности процесса диспергирования.

При этом характер построения отверстий, соответствующий эпюрам скоростей потока в межлопаточном пространстве как в плоскости, перпендикулярной оси колеса, так и перпендикулярной к касательной поверхности лопатки, позволяет получить максимальную в данном аспекте величину КПД.

Эта взаимосвязь позволяет реализовать кавитационный процесс именно в области максимальных скоростей потока и, следовательно, в области максимальной интенсивности упомянутого процесса.

Существенность признака, касающегося совпадения начальных краев отверстий с поверхностью лопаток роторного колеса по ходу его вращения, связана с реализацией кавитационного процесса в области максимальных скоростей потока и, следовательно, в области максимальной интенсивности процесса диспергирования, что определяет повышение эффективности и КПД. Обсуждаемый характер построения окон соответствует апюрам скоростей потока в межлопаточном пространстве. Разновысотность отверстий обусловлена эпюрой скоростей потока в плоскости, перпендикулярной к касательной поверхности лопатки. Зпюра имеет вид параболы с максимальными значениями скоростей в центре и минимальными — eобластях,,примыкающИх к щекам роторного колеса (торможение слоев, обус-. ловленное трением), Совпадение начальных краев отверстий с поверхностью лопаток роторного колеса также обусловлено эпюрой распределения скоростей потока в плоскости, перпендикулярной оси колеса, в соответствии с которой максимальные значения скоростей потока находятся у поверхности лопаток. Поэтому необходимость расположения отверстий адекватно эпюрам распределения скоростей потока и, в частности, совпадения существенного признака, При этом существенно соответствие геометрии конечных краев отверстий (параболическая форма) эпюрам распределения скоростей потока в обоих направлениях.

В силу соответствия количества рядов отверстий числу лопаток следует отметить, что отсутствие отверстий хотя бы на одном межлопаточном участке приводит к возникновению запертого объема в данной зоне, что обуславливает снижение эффективности процесса и КПД.

Диспергатор работает следующим образом.

Битум с предварительно измельченными полимерными присадками нагревается до 180 С. Затем производится предварительное перемешивание состава, после чего производится трехкратное перекачивание материала через диспергатор, Обрабатываемая мастика с заданной скоростью проходит через отверстия 6-8, регламентированная площадь которых гарантированно обеспечивает турбулентный режим потока в рабочей зоне. При этом активно развиваются кавитационные процессы, обеспечивающие высокую степень гомогенизации состава и тонкодисперсную структуру фракций. Соответствие геометрии отверстий 6 — 8 эпюрам скоростей потока в межлопаточном пространстве позволяет увеличить эффективность процесса диспергирования эа счет оптимального распределения гидравлических сопротивлений в областях максимальных скоростей потока.

Применение предлагаемого диспергатора позволяет. значительно повысить эффективность диспергирования и КПД за счет регламентирования площади и геометрии окон. В диспергаторе обеспечен устойчивый кавитационный режим потока, 1662655

Составитель Н.Федорова

Техред M. Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор М.Келемеш

Заказ 2219 Тираж 403 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 позволяющий получить высокую гомогенность среды и ее тонкую структуру.

Формула изобретения

Диспергатор, содержащий корпус и роторное лопаточное колесо с концентричным 5 кольцом, имеющим отверстия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, отверстия выполнены в виде разновысотных прорезей, рядами

10 размещенных одним краем у передней по ходу вращения поверхности каждой лопатки симметрично относительно плоскости ее симметрии, при этом противоположные края прорезей ограничены выпуклой параболической кривой, а суммарная площадь отверстий не превышает 82 площади боковой поверхности кольца по его среднему диаметру.