Смеситель-диспергатор

 

Сущность изобретения: смеситель-диспергатор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, концентрично размещенные в кем чередующиеся между собой цилиндры 6 ротора 7 и статора 5 с прорезями, лопатки 10, установленные на наружном цилиндре ротора, и крыльчатку. Лопатки установлены напротив прорезей с зазором, равным 0,01-0,015 диаметра ротора и смещением поокружностцроТора относительно продольнойоси прорези на 0,2-0,4 ширины прорези в направлении, противоположном вращению ротора. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 F 7/28

ГОСУДАРСТВЕНФЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф%

° ю ружной скорости ротора разбить эти потоки яа две приблизительно равные части.

Установка лопаток напротив прорезей с, ° а зазором, равным 0,01 -0,015 диаметра рото- ® ра обеспечивает интенсивную турбулиза- цию потока в зоне между лопатками за счет высокоградиентного течения в этом зазоре.; .

При этом в зоне между лопатками образуют- е ся устойчивые вихри, закрутка которых осу- о . ществляетсякакзасчетрадиальныхпотоков „Ы при совмещении прорезей статора и ротора, так н аа счет окружного потока а астора ,, между наружным цилиндром ротора и нижней кромкой лопатки в момент перекрытия прорезей. В центре этих вихрей создается зона разрежения, и рабочая среда "вскипает" в вакууме, что дополнительно интенси. фицирует процесс обработки материалов.

Таким образом, предлагаемый смесител -pvcneprarop позволяет получать оптимальный дисперсный состав смеси при (21) 4152518/26 (22) 28.06.91 (46) 23.05.93. Бюл. ЬЬ 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт химической промышленности (72) Э.Г.Медведев, В.А.Ромайов. В.Г.Василенко, М.Н.Славугский и Л.И.Пересадько (56) Авторское свидетельство СССР . Q 695688, кл. В 01 F 7/28, 1979.

Авторское свидетельство СССР, ЛЬ 1243795, кл. В 01 F 7/28, 1986. (54) СМЕСИТЕЛЬ-ДИСПЕРГАТОР

Изобретение относится к смесительным устройствам роторно-пульсационного типа и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. . Кель изобретения — повышение эффективности диспергирования эа счет дополнительного смешения и турбулиэации потоков ввоне. ограниченной лопатками ротора.

Таким образом. при совмещении прорезей статора и ротора возникают периодиче. ские радиальные возмущения, причем радиальные потоки, выходящие из прорезей статора, разделяются нижней кромкой лопатки на две части, при этом в зоне между лопатками ротора смешиваются потоки из смежных прорезей статора, а смещение ло. патки по окружности ротора относительно продольной оси прорези на 0,2 0,4 ширины прорези в направлении, противоположном вращению ротора, позволяет с учетом ок5U 1816493 А1 (57) Сущность изобретения: смеситель-диспергатор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, концентрично размещенные в нем чередующиеся между собой цилиндры 6 ротора 7 и статора 5 с прорезями, лопатки 10, установленные на наружном цилиндре ротора, и крыльчатку.

Лопатки установлены напротив прорезей с зазором, равным 0,01-0,015 диаметра ротора и смещением по окружностьсро1ора относительно продольнойоси прорези на 0,2-0,4 ширины прорези в направлении, противоположном вращению ротора. 2 ил.. 1 табл.

1816493 с сохранении значительных напорно-расходных характеристик.

На фиг.1 показан смеситель-диспергатор (для примера — одноцилиндровый), общий вид; на фиг.2 — вид А иа фиг.1, 5

Смеситель-диспергатор включает s себя корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, концеитрично размещенные в нем чередующиеся между собой цилиндры 4 статора 5 и цилиндры 6 ротс ра 7 с прорезя- 1о. ми 8, крыльчатку 9, закрепленные на цилиндре 6 ротора 7 лопатки 10, установленные иапротив прорезей 8 с зазором, равным

0,01-0,015 диаметра ротора 7, и смещенные по окружности ротора 7 относительно про- 15 дольной оси прорези 8 на 0,2 0,4 ширины прорези 8 в направлении, противоположном вращению ротора 7.

Устройство работает следующим образом. 20

Обрабатываемая среда поступает в аппарат через входной патрубок 2 и под действием развиваемого крыльчаткой 9 напора проходит через прорези 8 цилиндра 4 статора 5. При этом в радиальном зазоре между 25 наружной поверхностью лопастей крыльчатки 9 и внутренней поверхностью статорного. цилиндра 4 измельчаются наиболее крупные комки и агломераты обрабатываемой среды, Пройдя прорези 8 стэторного 30 цилиндра 4, среда подвергается интенсивной обработке в радиальном зазоре между статором 5 и ротором 7. При совмещении и перекрытии прорезей 8 статора 5 и ротора

7 развиваются пульсаций потока, приводя- 35 щие к турбулизации и возникновению кавитационных явлений. В отличие от прототипа, расположение лопаток 10 напротив прорезей 8 с зазором, равным

0,01 0,015 диаметра ротора и смещением 40 по окружности ротора 7 относительно продольной оси прорези 8 на 0,2-0,4 ширины прорези в направлении. противополо>кном вращению ротора 7 позволяет наряду с сохранением напорно-расходных характери- 45 стик повысить эффективность диспергирования за счет дополнительного смещения радиальных потоков выходящих из смежных прорезей статора 5 с образованием устойчивых вихрей и дополнительных 50 зон кавитации в пространстве между лопатками 10 ротора 7. В центре таких вихрей могут удерживаться значительное время дисперсиые частицы, которые вращаясь в направлении вихря подвергаются дополни- 55 тельной обработке. Предлагаемый смеситель-диспергатор испытывался в процессе диспергирования композиции синтетического моющего средства (CMC). Эксперименты выполнялись на пилотной установке, где сравнению подвергались предлагаемое устройство и решение по а.с. Q 1243795.

При этом производительность установки составляла 7,5 у /ч, диаметр ротора 320 мм з при и = 1500 об/мин. На цилиндре ротора выполнено 30 прорезей шириной 10 мм.

В предлагаемом смесителе-диспергэторе величину зазора между лопатками и ЯИлиндром ротора устанавливали — 0,0075, 0,01, 0,0125, 0,015 и 0,0175 диаметра ротора или соответственно 2,4, 3,2. 4, 4,8. 5,6 мм, а величину смещения по окружности ротора относительно продольной оси прорези-0,1, 0,2, 0,3, 0,4 и 0,5 ширины прорези или соответственно 1, 2, 3, 4 и 5 мм.

В качестве обрабатываемого материала йсйользовали композицию CMC "Лотос" с

60 я@ твердой частью, В процессе экспериментов определяли: — размер максимальных включений поЪле смесителя-диспергатора; — максимальный напор создаваемый диспергатором.

Результаты испытаний .приведены в таблице.

Иэ таблицы следует, что при установке. лопаток над прорезями с зазором, равным

0,01-0,015 диаметра ротора и смещением по окружности ротора относительно продольной оси прорези на 0,2-0,04 ширины прорези в направлении, противоположном вращению ротора, удается повысить эффективность диспергирования примерно на 1415 (опыты 2, 3, 4, 7 и 8). Формирование устойчивых вихрей и дополнительных зон кавитации в пространстве между лопатками ротора, в отличие от прототипа, где диспергирование осуществляется в основном только за счет периодических радиальных возмущений, возникающих .при совмещении прорезей и высокоградиентного течения в зазоре между ротором и статором, позволяет уменьшить размер максимальных включений после смесителя-диспергатора с 0.24 — 0,26 до 0,21-0,22 мм при сохранении напорно-расходных характеристик на прежнем уровне.

В свою очередь увеличение зазора между лопатками и ротором более 0,015 диаметра ротора (при постоянном диаметре корпуса аппарата) приводит к снижению насосного эффекта и уменьшению эоны вихреобразования, п.ри этом размер максимальных включений составил 0,240,25 мм, а напор 2,82 кг/см (опыт М 9).

Отклонение величины смещения лопаток от пределов указанных в формуле приводит к нарушению расп ределения радиальных потоков, выходящих из прорезей статора по смежным зонам между ло1816493 концентрично размещенные в нем чередую--щиеся между собой цилиндры ротора и статора с прорезями, лопатки, установленные на наружном цилиндре ротора, и крыльчатку,отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эффективности диспергирования, лопатки установлены напротив прорезей с зазором. равным 0,01-0,015 диаметра ротора, и со смещением по окружности ротора относительно оси прорези на 0,2-0.4 ширины прорези в направлении, противоположном вращению ротора. 1атками роторе, что исключает из активйой работы практически половину зон междулопатками ротора (опыты М 1 и ЬЬ 5).

Таким образом, предложенный смеси; тель-диспергатор позволяет значительно 5 увеличить эффективность диспегирования при сохранении напорно-расходных характеристик, что позволит использовать его в линии приготовления композиции при производстве синтетических моющих средств. 10

Формула изобретения .

Смеситель-диспергатор, содержащий корпус с входным и.выходным патрубками, 15

Наи нование

Величина смещения лопаток относительно ширины прорези

Размер максимальных включений после аппарата, мм показаМаксимальный напор, кг/см2

М телей опыта

Тип ст ойства

0,1

0,2

О,З

0,4

0,5

0,0125

Предлагаемый

0,0075 .0,01

0,015

0.0175

Предлагаемый

0,3

Известный

2

4

6

8

10

Величина зазора между лопатками и ротором относительно диаметра ротора

0,24 — 0,26

0,21 — 0,22

0,20 — 0,21

0,20 — 0,22

0,24 — 0,26

0,24 — 0,25

0,2 — 0,22

0,2 — 0,22

0,24 — 0,25

0,24 — 0,26

3,31

3,3

3,3

3,31

3,3

3.31

3,3

3,31

2,82

3,31

1816493

02. 3

Составитель Э.Медведев

Техред М.Моргентал Корректор С.Юско

Редактор

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

Заказ 1693 Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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