Роторно-кавитационное устройство для получения взвесей и экстрактов непрерывного действия с встроенным насосом

Изобретение относится к устройствам для измельчения в жидкости объектов растительного и другого происхождения, для производства эмульсий, суспензий, экстрактов и других взвесей. Роторно-кавитационное устройство для получения эмульсий, экстрактов, суспензий и других взвесей содержит ротор с расположенными ярусами на его валу лопатками и статор с расположенными ярусами на его внутренней поверхности неподвижными лопатками. Рабочие лопатки ротора расположены на его валу ярусами с шагом, уменьшающимся по мере продвижения взвеси вниз по рабочей камере. Неподвижные лопатки присоединены к внутренней поверхности статора ярусами с шагом, позволяющим установить ярус неподвижных лопаток посередине между ярусами вращающихся лопаток ротора. Форма лопаток ротора и статора такова, что режущие кромки подвижных и неподвижных лопаток встречаются одновременно по всей своей длине, причем верхняя часть статора снабжена успокоителем сырья. Готовая взвесь нагнетается в отводящий штуцер встроенным насосом. Статор выполнен с возможностью разборки по продольному фланцевому соединению, при которой все остальные узлы устройства остаются на своих местах за счет крепления их к элементам рамы. Изобретение позволяет повысить непрерывное производство различных взвесей с возможностью регулировки производительности аппарата, фракционного состава взвеси и степени измельчения сырья. 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к устройствам для измельчения в жидкости объектов растительного и другого происхождения, для производства эмульсий, суспензий, экстрактов и других взвесей. Заявляемое устройство имеет встроенный осевой насос, и является устройством непрерывного действия.

Уровень техники.

Прототипом заявляемого устройства является дезинтеграторное устройство для переработки отходов термочувствительных пластмасс (российский патентный документ №2004103002), содержащее вертикальную корпусную емкость с неподвижными ножевыми режущими элементами на внутренней поверхности, и полый вал с ножевыми режущими элементами, расположенными по винтовой линии. Ножевые режущие элементы выполнены в виде сектора кругового кольца.

Вторым прототипом является измельчитель (российский патентный документ №2222175), состоящий из приемной камеры с размещенным в ней ротором. На приемной камере размещены неподвижные штифты. Измельчающий ротор имеет приводной шкив и закрепленные на нем ряды штифтов.

Достоинства прототипов

Достоинствами прототипов являются то, что они могут работать в непрерывном режиме, а так же, обладают высокой эффективностью перемешивания.

Недостатки прототипов

Недостатками описанных устройств является недостаточная степень измельчения сырья для получения эмульсий, суспензий, экстрактов. Для движения среды, полученной в устройствах-прототипах необходимо применять дополнительные внешние нагнетающие устройства. Нет возможности для проведения регулярных профилактических мероприятий в рабочих камерах описанных аппаратов, что необходимо в случае применения устройства в пищевой промышленности.

Раскрытие изобретения.

Задачей изобретения является разработка устройства для непрерывного производства эмульсий, суспензий, экстрактов и других взвесей, и последующего нагнетания полученной взвеси в отводящий трубопровод. При этом конструкция устройства должна обеспечивать быструю разборку и сборку рабочей камеры для осуществления регулярных профилактических работ.

Предложено устройство (фиг.1), состоящее из ротора 1, статора 2, рамы 3, регулируемых опорных станций 4, электропривода 5, встроенного осевого насоса 6, штуцера приема сухого сырья 7, штуцера приема жидкости 8, штуцера отвода взвеси 9. Ротор 1 состоит из вала 10 и рабочих лопаток 11, присоединенных ярусами с шагом, уменьшающимся по мере продвижения взвеси вниз по рабочей камере. На внутреннюю поверхность статора присоединены неподвижные лопатки 12, ярусами с шагом, позволяющим установить ярус неподвижных лопаток посередине между ярусами вращающихся лопаток ротора. Статор 2 имеет продольный фланцевый разъем 13. В верхней части статора установлены успокоители 14.

Форма лопаток ротора и статора такова (фиг.2), что режущие кромки подвижных и неподвижных лопаток при движении встречаются одновременно по всей своей длине, производя рубящее - разламывающее действие на сырье. Этой же формой лопаток обеспечивается внезапность смены гидравлического режима движения жидкости для возникновения гидродинамической кавитации.

Работа устройства осуществляется в следующем порядке:

включается электродвигатель, сыпучее сырье непрерывно подается в штуцер 7, жидкость непрерывно подается в штуцер 8, сырье и жидкость проходят через успокоители 14, которые предохраняют их от вращательного движения, в которое их могут вовлечь вращающиеся лопатки верхнего яруса ротора. Далее сырье и жидкость движутся вниз, попадая между движущимися и неподвижными лопатками рабочей камеры, которые, механически воздействуя на сырье, измельчает его, при этом скорость вращения ротора должна быть достаточной для возникновения кавитации в жидкости, так как кавитация значительно повышает эффективность измельчения и экстрагирования. По мере движения вниз по рабочей камере, где расстояние между ярусами лопаток уменьшается, происходит дальнейшее экстрагирование, измельчение и перемешивание сырья.

Пройдя через зону с измельчающими лопатками, взвесь поступает на лопатки встроенного осевого насоса 6, посредством которого она нагнетается в отводящий штуцер 9.

Изменяя скорость движения взвеси через аппарат можно регулировать его производительность, степень измельчения и глубину экстракции сырья.

При необходимости проведения профилактических мероприятий в рабочей камере аппарата, статор разнимается по продольному фланцевому соединению 13, при этом все остальные узлы аппарата остаются на своих местах за счет крепления их к элементам рамы 3. Это обеспечивает минимальные затраты времени на профилактику устройства.

Опорные станции 4 ротора 1 имеют возможность тонкой регулировки положения ротора относительно статора посредством резьбовых соединений 16. Установка ротора в требуемое положение осуществляется вращением элементов резьбового соединения 16 и, как следствие, скольжением упорных гильз 15 по цилиндрическим направляющим 17.

При реализации изобретения могут быть получены следующие результаты:

1. Непрерывное производство взвеси.

2. Возможность регулирования производительности аппарата, фракционного состава и степени измельчения взвешенных частиц.

3. Минимальные затраты времени на профилактику рабочей камеры.

4. Взвесь выводиться из аппарата под избыточным давлением, что позволяет транспортировать ее по трубопроводу без применения дополнительных нагнетающих устройств.

Таким образом, с помощью предложенного устройства можно реализовать непрерывное производство различных взвесей с возможностью регулировки производительности аппарата, фракционного состава взвеси, и степени измельчения сырья. При этом устройство требует минимальное количество времени на профилактические мероприятия. Полученная взвесь нагнетается в отводящий штуцер под избыточным давлением для ее дальнейшей транспортировки по трубопроводу.

Краткое описание прилагаемых фигур

На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого аппарата.

На фиг.2 изображен поперечный разрез аппарата в зоне рабочей камеры с целью демонстрации формы лопаток.

Роторно-кавитационное устройство для получения эмульсий, экстрактов, суспензий и других взвесей, содержащее ротор с расположенными ярусами на его валу лопатками и статор с расположенными ярусами на его внутренней поверхности неподвижными лопатками, отличающееся тем, что рабочие лопатки ротора расположены на его валу ярусами с шагом, уменьшающимся по мере продвижения взвеси вниз по рабочей камере, а неподвижные лопатки присоединены к внутренней поверхности статора ярусами с шагом, позволяющим установить ярус неподвижных лопаток посередине между ярусами вращающихся лопаток ротора, форма лопаток ротора и статора такова, что режущие кромки подвижных и неподвижных лопаток встречаются одновременно по всей своей длине, причем верхняя часть статора снабжена успокоителями сырья, готовая взвесь нагнетается в отводящий штуцер встроенным насосом, статор выполнен с возможностью разборки по продольному фланцевому соединению, при которой все остальные узлы устройства остаются на своих местах за счет крепления их к элементам рамы.