Смеситель-диспергатор

 

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для проведения процессов смешения, диспергирования, гомогенизации и т.п. Смеситель-диспергатор содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, смонтированный в корпусе 1 статор 4 с накопительной камерой 5 и цилиндрическими соплами 6 на торцевой поверхности, дисковый ротор 7 с концентрично расположенными рядами лопаток 8. Основания сопел 6 образуют на торцевой поверхности статора 4 окружность, а оси сопл имеют углы наклона от 0 до 90° относительно радиальных и касательных линий этой окружности так, что сопла направлены против направления вращения ротора 7. Лопатки 8 расположены на торцевой поверхности ротора 7 так, что лопатки первого ряда имеют угол поворота от 0 до 90° относительно радиальной линии, а лопатки каждого последующего ряда повернуты относительно лопаток предыдущего ряда на угол от 0 до 180°. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5й)5 В 01 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4731862/26 (22) 31.05.89 (46) 15.07.91. Бюл. ¹ 26 (71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А. П. Борисов, И. В. Коваленко, П. Д.

Кореньков, Р, И. Полатайко и Г. В. Сумцов (53) 66,063(088.8) (56) Патент Англии № 1383171, кл. В 01 F 7/00, 1975. (54) СМЕСИТЕЛЬ вЂ” ДИСПЕРГАТОР (57) Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для проведения процессов смешения, диспергирования, гомогенизации и т.п, Смеситель-диспергатор содержит корпус 1, Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для проведения процессов смешения, диспергирования, гомогениэации и т,п. в системах жидкость — жидкость и жидкостьтвердое тело.

Цель изобретения — интенсификация процессов диспергирования и смешения и повышение качества готового продукта.

На фиг. 1 представлен предлагаемый смеситель-диспергатор, продольный разрез; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг 1; на фиг, 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Смеситель-диспергатор содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, смонтированный в корпусе 1 дисковый статор 4 с накопительной камерой 5 и цилиндрическими соплами 6 на торцовой

„„ .Ж„„ 1662656 А1 входной 2 и выходной 3 патрубки, смонтированный в корпусе 1 статор 4 с накопительной камерой 5 и цилиндрическими соплами

6 нэ торцовой поверхности, дисковый ротор

7 с концентрично расположенными рядами лопаток 8. Основания сопел 6 образуют на торцовой поверхности статора 4 окружность, а оси сопл имеют углы наклона от 0 до 90 относительно радиальных и касательных линий этой окружности так, что сопла направлены против направления вращения ротора 7. Лопатки 8 расположены на торцовой поверхности ротора 7 так, что лопатки первого ряда имеют угол поворота от 0 до

90 относительно радиальной линии, а лопат. ки каждого последующего ряда повернуты относительно лопаток предыдущего ряда нэ угол от 0 до 180О. 1 з,п. ф-лы, 3 ил, поверхности, дисковый ротор 7 с несколькими кольцеобразными концентрично расположенными рядами лопаток 8. Основания сопл 6 образуют на торцовой поверхности статора 4 окружность, а оси сопл имеют углы наклона от 0 до 90 относительно радиальных и касательных линий этой окружности так. что сопла направлены против направления вращения ротора 7, Лопатки 8 расположены на торцовой поверхности ротора 7 так, что лопатки первого ряда имеют угол поворота от 0 до 90 относительно радиальной линии, э лопатки каждого последующего ряда повернуты относительно лопаток предыдущего ряда на угол ot 0 до 180О. . Смесител ь-дис пер гатор работает следующим образом. Обрабатываемая среда под

1662656 давлением, которое может регулироваться, подается через входной патрубок 2 в накопительную камеру 5, где поток разделяется и через сопла 6 со значительной скоростью направляется на лопатки 8 быстровращающегося ротора 7. За счет того, что сопла направлены против направления вращения ротора, скорость встречи и сила соударения обрабатываемой среды с лопатками значительно возрастает. Это способствует интенсификации процессов диспергирования и смешения (операция разделения потока).

Обрабатываемая среда под действием центробежной силы отбрасывается íà следующий ряд лопаток 8, где соударяется с ними и меняет направление за счет того, что лопатки каждого ряда имеют. различные углы поворота. Пройдя несколько рядов лопаток 8, обрабатываемая среда необходимого качества и однородности удаляется через выходной патрубок 3;

В предложенном смесителе-диспергаторе интенсивность процесса и качество продукта регулируются двумя способами: изменением давления и соответственно скорости истечения обрабатываемой среды из сопл, изменением скорости вращения ротора.

Диапазон углов наклона осей сопл относительно касательных линий окружности, образуемой основаниями сопл от 0 до 90, при соблюдении направления против вращения ротора обеспечивает увеличение сдвиговых деформаций в струе диспергируемого материала при попадании его на вращающийся диск ротора за счет разности направлений струи и вращения ротора.

Выход из указанного диапазона углов наклона осей сопл за 0 конструктивно невозможен, а выход до 90" приводит к уменьшению сдвиговых деформаций в диспергируемом материале, так как значительно уменьшается разность скоростей струи и ротора и соответственно деформация сдвига, Оптимальный угол наклона осей сопл относительно касательных линий окружности по расчетам равен 45 . В реальной лабораторной установке по данной заявке углы осей сопл относительно касательных линий окружности выполнены равными 45 .

Диапазон углов наклона осей сопл относительно радиальных линий окружности, образуемых основаниями сопл от 0 до 90, обеспечивает попадание пере рабаты ваемого материала на лопатки после взаимодействия с центральным диском ротора, что позволяет использовать центробежные силы для осуществления процессов диспергирования и перемешивания. При попадании

55 струи на диск материал мгновенно подвергается действию нескольких сил (приведены выше), в том числе и центробежных. Из-за разного направления действия этих сил сдвиговые деформации в обрабатываемом материале увеличиваются, что способствует интенсификации процесса диспергирования.

Углы поворота лопаток первого ряда относительно радиальной линии окружности поставлены в зависимость от функциональных особенностей аппарата. При min угле, 0 аппарат эффективно выполняет смесительную функцию (разделение и соединение отбрасываемого центробежными силами потока) и менее эффективно — диспергирующую при значительной производительности. При п ах угле поворота, 90 аппарат эффективно выполняет диспергирующую функцию за счет соударения отбрасываемого центробежными силами потока материала с расположенными перпендикулярно лопатками, но с меньшей производительностью, При выходе угла поворота за 90, а одновременно и за 0, так как лопатка симметрична относительно оси поворота, диспергирующее и смесительные функции аппарата уменьшаются, происходит обтекание лопаток материалом, Изменение углов поворота позволяет сочетать эти функции оптимально для различных обрабатываемых сред. . B экспериментальной установке "Смеситель-диспергатор" лопатки первого ряда выполнены с возможностью изменения углов поворота О, 15, 30, 45, 60, 75, 90 . Диапазон углов поворота лопаток следующего ряда относительно предыдущего от 0 до

180 включает все возможные варианты взаимного расположения лопаток соседних рядов в данной конструкции.

Каждая пара рядов лопаток выполняет в большей или меньшей степени функции диспергирования и смешения в зависимости от углов взаимного расположения лопаток. При углах поворота от 45 до 135 получается значительный диспергирующий эффект за счет создания препятствия потоку материала, сбрасываемому с лопаток предыдущего ряда. При углах поворота от 0 до 45 и от 135 до 180 диспергирующий эффект уменьшается, но повышается смесительный эффект и производительность аппарата.

В лабораторной установке углы лопаток выполнены с возможностью во всем диапазоне от 0 до 180 . Подбирая углы поворота лопаток каждого ряда относительно предыдущего и комбинируя несколько рядов, достигается оптимальное сочетание

1662656 диспергирующего и смесительного эффектов.

Формула изобретения

1. Смеситель-диспергатор, содержащий 5 корпус, дисковый статор, ротор с концентрично расположенными рядами выступов, наклонные сопла для направления жидкости в полость ротора, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процес- 10 сов диспергирования и смешения и повышения качества готового продукта, сопла расположены на статоре по окружности и направлены против направления вращения ротора, при этом оси сопл имеют углы наклона от 0 до 90 относительно радиальных и касательных линий окружности, на которой расположены основания сопл.

2. Смеситель-диспергатор по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что выступы на роторе выполнены в виде лопаток, причем лопатки первого от оси ротора ряда имеют угол поворота от 0 до 90 относительно радиальной линии, а лопатки каждого последующего ряда повернуты относительно лопаток предыдущего ряда на угол от 0 до 180 .

1662656

Составитель Н.Федорова

Редактор В.Фельдман Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M,Äåì÷èê

Заказ 2219 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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