Гомогенизатор

 

Гомогенизатор относится к смесителям с вращающимися перемешивающими устройствами в неподвижных резервуарах и может быть использован в нефтяной, химической, пищевой и др. областях промышленности. Гомогенизатор содержит конический корпус с входным и выходным патрубками. Внутри корпуса соосно установлены два коаксиальных конических ротора с автономными приводами для обеспечения вращения в противоположных направлениях, что способствует интенсификации перемешивания. Торцевая поверхность наружного ротора на входе выполнена в виде крыльчатки для захвата подаваемых компонентов в рабочую зону, на выходе имеет окна для выхода готовой смеси. Рабочей зоной является зазор между роторами, поверхности которых выполнены в виде зубьев, что обеспечивает высокую степень дробления и смешения за счет градиента давления. За счет конической формы корпуса кинетическая энергия истечения смеси преобразуется в потенциальную энергию давления, в результате чего гомогенизатор имеет дополнительную функцию перекачивающего устройства. Конструктивное решение гомогенизатора позволяет перерабатывать широкий класс веществ вне зависимости от реологических свойств, обеспечивая высокую производительность при малых материало- и энергозатратах. 2 ил.

Изобретение относится к смесителям с вращающимися перемешивающими устройствами в неподвижных резервуарах и может быть использовано в нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности.

Известно устройство для смешения (пат. РФ 2019280, МПК В 01 F 5/6, от 19.05.92), включающее две коаксиально установленные трубы с автономными приводами, сходящееся кольцевое сопло и корпус, при этом внутренняя труба сообщена с внутренней проточной частью сопла, а наружная труба соединена с корпусом, выполненным в виде двух кольцевых дисков зеркального отражения, расположенных с зазором, периферийная часть которых образует кольцевую камеру смешения, переходящую в диффузор.

Недостатком данного устройства является невозможность получения эмульсии с заданными характеристиками (дисперсность, однородность) вследствие однократного процесса диспергирования при малом времени контакта в проточной части камеры смешения.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является коническая мельница для размола твердого вещества (св-во на пол. мод. 8973, МПК В 02 С 23/00, от 10.11.97). Мельница содержит корпус, соосно установленные в нем ротор и статор, которые состоят из набора пластин и имеют размалывающую поверхность, выполненную в виде ножей и канавок между ними. Между ротором и статором имеется постоянное живое сечение, при этом канавки на поверхности ротора и статора образуют зигзагообразную линию.

Недостатком данного устройства является невозможность использования для гомогенизации высоковязких и вязких сред.

Целью настоящего изобретения является возможность переработки широкого класса веществ вне зависимости от реологических свойств с обеспечением требуемой гомогенизации.

Поставленная цель достигается тем, что в гомогенизаторе, содержащем конический корпус с входным и выходным патрубками соосно установлены два конических коаксиальных ротора (наружный и внутренний), снабженных автономными приводами. Роторы обращены друг к другу зубчатыми (шлицевыми) поверхностями. Торцевая поверхность наружного ротора со стороны входного патрубка выполнена в виде крыльчатки, а со стороны выходного патрубка имеет окна для выхода смеси.

На фиг.1 изображен гомогенизатор, а на фиг.2 сечение А-А.

Аппарат состоит из двух конических соосно установленных роторов: наружного 1 и внутреннего 2, расположенных внутри корпуса 3, имеющего входной 4 и выходной 5 патрубки. Рабочими поверхностями являются боковые поверхности роторов, обращенные друг к другу и выполненные в виде зубьев (фиг.2). Внутренний ротор 2 смонтирован на валу 6, вращающимся от шкива 7. Наружный ротор 1 смонтирован на полом валу 8, вращающимся от шкива 9. У наружного ротора 1 торцевая поверхность на входе выполнена в виде крыльчатки 10, а на выходе 11 имеет окна 12.

Аппарат работает следующим образом. После включения приводов 7 и 9 вращение передается внутреннему ротору 2 через вал 6 и наружному ротору 1 через полый вал 8. В корпус 3 через патрубок 4 подается исходная смесь, захватывается крыльчаткой 10 и передается в зазор между поверхностями роторов 1 и 2. Вследствие того, что роторы 1 и 2 вращаются в различных направлениях, смесь претерпевает большие сдвиговые усилия, за счет которых происходит интенсивное дробление и перемешивание. Так как рабочие поверхности имеют зубчатый профиль (фиг.2), имеется большой градиент давления и частицы жидкости, резко сжимаясь и расширяясь, достигают колебаний, близких к ультразвуковым, что обеспечивает высокую степень дробления и смешения, т.е. происходит гомогенизация исходной смеси. При достижении торцевой поверхности 11 кинематическая энергия истечения смеси преобразуется в потенциальную энергию давления и высокодисперсная смесь выталкивается через окна 12 и выходной патрубок 5.

Положительной особенностью данного аппарата является то, что за счет конической формы он выполняет дополнительную функцию перекачивающего устройства.

Результатом использования такого аппарата является высокая производительность (следует учесть однократность смешения) при малых материало- и энергозатратах.

Формула изобретения

Гомогенизатор, включающий конический корпус с входным и выходным патрубками и соосно установленный конический ротор, на боковой поверхности которого выполнены зубья, отличающийся тем, что он снабжен вторым наружным коническим ротором, коаксиально смонтированным с первым ротором, при этом роторы имеют автономные приводы и установлены с зазором относительно друг друга, боковая поверхность наружного ротора, обращенная к боковой поверхности первого ротора, имеет зубья, торцевая поверхность наружного ротора на входе выполнена в виде крыльчатки, а на выходе имеет окна для выхода смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2