Гидроударный диспергатор

 

Сущность изобретения: взвеси подвергаются гидроударному измельчению, основанному на кавитационных явлениях, возникающих в пустотах сопел статора и ротора, обращенных к кольцевому каналу между ними. Кольцевой канал выполнен коническим с повышением диаметра ротора от входного патрубка корпуса к выходному, а диаметр сопел ротора и статора повышается в направлении, противоположном направлению перемещения обрабатываемого материала, что обеспечивает последовательное измельчение взвесей и доведение размера частиц, сопоставимых с размерами микроорганизмов. 2 ил.

Изобретение относится к технике гидроударного измельчения взвесей в сточных водах и может быть использовано на очистных сооружениях сельского хозяйства при выработке бактериального протеина на продуктах жизнедеятельности животных и птицы.

Известен гидроударный диспергатор, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода продукта, внутри которого концентрично установлены ротор и статор, образующими кольцевой канал с обращенными к нему соплами, недостатком которого при размоле органики является закупорка сопел, что снижает эффективность работы диспергатора.

Цель изобретения повышение эффективности работы диспергатора.

Цель достигается тем, что кольцевой канал между статором и ротором выполнен коническим с повышением диаметра ротора от входного патрубка корпуса к выходному, а диаметр сопел ротора и статора повышается в противоположном направлении относительно направления перемещения обрабатываемого материала.

Такое выполнение позволяет на входном участке кольцевого канала выполнять измельчения срезающими кромками сопел статора и ротора, воздействующие на взвешенный в материале продукт, и по мере измельчения органики материала диаметры сопел уменьшаются, уменьшается расстояние между статором, ротором и одновременно со срезающими усилиями возникают кавитационные, при которых в соплах возникают разрежения, жидкость переходит в пар, пар конденсируется новыми порциями материала, а так как объем конденсата существенно меньше объема пара, то возникают пустоты с ядрами конденсации, которыми являются частицы. В пустоты устремляется жидкость, пустоты схлопываются и вокруг частиц возникают давления в десятки тысяч атмосфер, приводящие к разрушению частиц, взвешенных в жидкости при ее прохождении по каналу.

На фиг. 1 показан гидроударный диспергатор, продольный разрез; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Гидродинамический диспергатор содержит корпус 1 с патрубками 2 подвода и 3 отвода материала, внутри которого концентрично установлены ротор 4 и статор 5, образующие кольцевой канал 6 с обращенными к нему соплами 7. Кольцевой канал 6 между статором 5 и ротором 4 выполнен коническим с повышением диаметра D₁ до D₂ ротора 4 от входного патрубка 2 к выходному 3, а диаметр сопел 7 статора 5 и ротора 4 повышается от D₁ до D₂ в противоположном направлении относительно направления перемещения материала по стрелке А.

Диспергатор работает следующим образом.

Биомасса поступает по патрубку 2 в кольцевой канал 6 между статором 5 и ротором 4, при вращении последнего происходит периодическое опорожнение и заполнение сопел 7. При опорожнении сопел 7 в них возникает разрежение, приводящее к парообразованию жидкости. При заполнении сопел 7 новыми порциями жидкости пар конденсируется, а так как объем пара в тысячу раз больше объема, образующего конденсаты, то в жидкости возникают пустоты, которые мгновенно заполняются жидкостью, которая устремляется к ядрам конденсации - микроорганизмам или частицам, гидравлические удары развивают в пустотах высокие давления порядка 10 тыс. атм. которые в момент ликвидации пустот разрушают ядра конденсации и находящиеся в них частицы и микроорганизмы.

Повышение диаметра ротора 4 от входного патрубка 2 к выходному 3 обеспечивает последовательно повышение гидродинамических воздействий. Этой цели служит увеличение диаметра сопел в направлении, противоположном направлению перемещения биомассы, которая постепенно увеличивает свою текучесть за счет разрушения частиц и приобретения ею пластических свойств.

Формула изобретения

Гидроударный диспергатор, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода продукта, внутри которого концентрично установлены ротор и статор, образующие кольцевой канал с обращенными к нему соплами, отличающийся тем, что поверхности роторы и статора, обращенные друг к другу, выполнены коническими с повышением диаметра ротора от входного патрубка к выходному, при этом продольное сечение кольцевого канала, образованного ротором и статором, и диаметры сопл ротора и статора уменьшаются в направлении потока обрабатываемого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2