Роторно-пульсационный аппарат

Изобретение относится к устройствам для получения стабильных дисперсных систем с жидкой фазой. Роторно-пульсационный аппарат содержит электродвигатель с регулируемой частотой вращения, привод-мультипликатор. Рабочая часть включает цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками. В корпусе соосно расположен ротор, жестко закрепленный на вертикальном валу привода. Ротор имеет два ряда концентрически расположенных зубьев, направляющие каналы с изменяющейся к периферии глубиной и кольцевую рифленую зону. В крышке корпуса, соосно ротору, жестко закреплен статор, содержащий два ряда концентрически расположенных зубьев и кольцевую рифленую зону. Обрабатываемая смесь через входной патрубок подается в центральную часть вращающегося ротора, откуда под действием центробежных сил поступает в осевой зазор между ротором и статором. После прохождения зазора между зубчатыми элементами поток обрабатываемой среды поступает в направляющие каналы ротора, а затем поступает в рифленую рабочую зону. Техническое решение позволяет интенсифицировать процессы диспергирования, эмульгирования и гомогенизации при обработке дисперсных систем с жидкой фазой. 4 ил.

 

Устройство предназначено для получения стабильных дисперсных систем с жидкой фазой и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен роторно-пульсационный аппарат [1], который содержит корпус с установленным в нем ротором, на основании которого выполнены отверстия. В корпусе аппарата на внешней стороне ротора установлены лопасти полусферической формы, которые расположены около отверстий основания ротора. Недостатком данного устройства является невысокая эффективность процесса за счет относительно большого зазора между ротором и статором в вертикальной плоскости.

Известен роторно-пульсационный аппарат [2], включающий рабочую камеру с устройством ввода контактирующих фаз и патрубком вывода эмульсии, концентрично установленными в ней ротором и статором, имеющими радиальные каналы. Устройство ввода контактирующих фаз выполнено в виде инжекционного узла смешения, при этом сопло расположено непосредственно в камере аппарата. Центральная часть ротора имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и, по крайней мере, с двумя концентричными кольцевыми выступами на боковой поверхности. Недостатком данной конструкции является низкая эффективность процесса при переработке дисперсных систем, содержащих пищевые волокна из-за недостаточной турбулизации потока обрабатываемой среды.

Наиболее близким к изобретению является многосекционный роторно-пульсационный аппарат [3], который содержит корпус с установленными в нем ротором и статором с рабочими элементами в виде зубьев. Корпус аппарата разделен на две секции перегородками, в которых имеются отверстия различного диаметра. Одна из перегородок насаживается на вал к основанию ротора и крепится к нему шпонкой, а вторая расположена в средней части корпуса, причем нижней стороной опирается на втулку, надетую на вал, а верхняя сторона закреплена гайкой. Недостатком указанной конструкции является невысокая эффективность процесса при переработке дисперсных систем, содержащих пищевые волокна из-за недостаточного количества зон изменения скорости и давления в потоке обрабатываемой дисперсной системы.

В основе изобретения лежит задача многофакторного многократного воздействия на обрабатываемую среду с дополнительной турбулизацией потока обрабатываемой смеси и создания условий для истирания дисперсной фазы в тонком слое. Поставленная задача решается тем, что устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками с установленными в нем ротором и статором с рабочими элементами в виде концентрично расположенных зубьев, отличающийся тем, что ротор и статор на периферии имеют кольцевые рифленые рабочие зоны, а в рифленой зоне ротора выполнены радиальные каналы с уменьшающейся к периферии глубиной.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема роторно-пульсационного аппарата. Роторно-пульсационный аппарат содержит электродвигатель 1 с регулируемой частотой вращения, привод-мультипликатор 2. Рабочая часть включает цилиндрический корпус 3 с входным 4 и выходным 5 патрубками. В корпусе соосно расположен ротор 6, жестко закрепленный на вертикальном валу 7. В крышке 8 корпуса, соосно ротору, жестко закреплен статор 9.

На фиг. 2 представлен ротор, содержащий ряд прямоугольных в поперечном сечении концентрически расположенных зубьев 10, ряд трапецеидальных концентрически расположенных зубьев 11, радиальные каналы 12 с изменяющейся к периферии глубиной, выполненные в рабочей рифленой зоне 13, имеющей форму кольца.

На фиг. 3 представлен статор, содержащий ряд трапецеидальных прямоугольных, концентрически расположенных зубьев 14, ряд концентрически расположенных прямоугольных зубьев 15 и рабочую рифленую зону 16, имеющую форму кольца.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемая смесь через входной патрубок 4 подается в центральную часть вращающегося ротора 6, откуда под действием центробежных сил поступает в осевой зазор между ротором и статором (зона 17, фиг. 4), при этом за счет резкого изменения направления движения потока и его скорости возникают сдвиг и растяжение в слоях, происходит предварительное диспергирование обрабатываемой среды. В зонах 18, 19 и 20 вышеуказанные процессы повторяются. После прохождения зазора между зубчатыми элементами поток обрабатываемой среды поступает в направляющие каналы ротора (зона 21), которые выполнены с уменьшающейся к периферии ротора глубиной, что способствует увеличению скорости потока обрабатываемой среды на выходе из канала. Рифленая рабочая зона 22 создает эффект истирания в тонком слое для дополнительного разрушения волокнистых включений, механоактивации дисперсной системы и образования устойчивых межмолекулярных связей.

В то же время при вращении ротора происходит периодическое совмещение и перекрытие радиальных каналов ротора с каналами статора, что приводит к возникновению гидравлических ударов и развитию кавитации, в результате чего обрабатываемая среда подвергается интенсивным гидродинамическим и акустическим воздействиям. Совокупность указанных воздействий способствует интенсификации таких процессов, как гомогенизация, диспергирование и эмульгирование при обработке дисперсных систем с жидкой фазой.

Таким образом, предложенное устройство позволяет более качественно, по сравнению с приведенными аналогами, осуществлять процессы диспергирования, эмульгирования и гомогенизации в дисперсных системах с жидкой фазой.

Литература

1. Пат. №2309791, Российская Федерация, МПК7 B01F 7/00, B01F 7/28 / Роторно-пульсационный аппарат с направляющими лопастями / Иванец Г.Е., Светкина Е.А., Грунич С.В., Ядута А.З. Заявитель: Иванец Г.Е., Светкина Е.А., Грунич С.В., Ядута А.З., заявл. 12.12.2005, опубл. 10.11.2007.

2. Пат. №2299091, Российская Федерация, МПК7 B01F 3/08, B01F 7/28 / Роторно-пульсационный аппарат для получения преимущественно систем "жидкость - жидкость" / Сакович Г.В., Василишин М.С, Кухленко А.А., Сысолятин С.В., Карпов А.Г. Заявитель: Сакович Г.В., Василишин М.С., Кухленко А.А., Сысолятин С.В., Карпов А.Г., заявл. 16.11.2005, опубл. 20.05.2007.

3. Пат. №2257257, Российская Федерация, МПК7 B01F 7/00, B01F 7/28 / Многосекционный роторно-пульсационный аппарат / Иванец Г.Е., Грунич С.В., Светкина Е.А., Артемасов В.В., Аверкин С.В. Заявитель: Иванец Г.Е., Грунич С.В., Светкина Е.А., Артемасов В.В., Аверкин С.В., заявл. 15.03.2004, опубл. 27.07.2005.

Роторно-пульсационный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками с установленными в нем ротором и статором с рабочими элементами в виде концентрично расположенных зубьев, отличающийся тем, что ротор и статор на периферии имеют кольцевые рифленые рабочие зоны, а в рифленой зоне ротора выполнены радиальные каналы с уменьшающейся к периферии глубиной.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для получения стабильных дисперсных систем с жидкой фазой и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для создания колебаний в жидкой проточной среде и может быть использовано для проведения различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов в системах «жидкость-жидкость».

Изобретение относится к центробежному массообменному аппарату, предназначенному для проведения процессов, осложненных химическими превращениями, как в системах "жидкость-твердое", так и в системах "жидкость-жидкость" и может быть использовано в химической, фармацевтической, биотехнологической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к смешению сыпучих сред и предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к смешению сыпучих материалов и предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к роторным устройствам для перемешивания сыпучих и жидких сред, диспергирования и гомогенизации суспензий и может найти применение в производстве лакокрасочных материалов.

Изобретение относится к роликовым диспергаторам и может использоваться в лакокрасочной промышленности для диспергирования темных пигментов в пленкообразующих веществах или их растворах.

Изобретение относится к устройствам для создания акустических колебаний в проточной жидкости и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов в системах «жидкость-жидкость» и «твердое-жидкость».

Изобретение относится к устройствам для создания акустических колебаний в проточной жидкости и может быть использовано для проведения и интенсификации различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов в системах «жидкость-жидкость» и «твердое-жидкость».

Изобретение относится к способам для разрыхления, растаривания, перемешивания сыпучих материалов в гибкой таре: контейнерах, мешках, Биг-бэгах многоразового использования.

Изобретение принадлежит области машиностроения и относится к перемешивающим устройствам. Оно может быть применено в химической, строительной, пищевой промышленности как устройство, необходимое для интенсификации тепломассообменных процессов, для выравнивания концентраций и температур во всем объеме жидкости.

Изобретение относится к устройствам для получения стабильных дисперсных систем с жидкой фазой и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Миксер для смешивания по меньшей мере двух текучих компонентов содержит корпус (3) миксера, который имеет выпускное отверстие (7) для компонентов, имеющий по меньшей мере один смешивающий элемент (4), расположенный в корпусе (3) миксера, для смешивания компонентов, имеющий по меньшей мере два отдельных впускных канала (5, 6), через которые компоненты могут быть введены в область смешивающего элемента (4) отдельно друг от друга, при этом каждый впускной канал (5, 6) выполнен с возможностью взаимодействия, с обеспечением уплотнения, с одним соответствующим выпускным каналом (84, 921) контейнера (8) для хранения или камеры (91, 92), и при этом по меньшей мере один из впускных каналов (5) выполнен на конце, предназначенном для взаимодействия с выпускным каналом (84), в виде протыкающего элемента (51) для открытия соединительного потока между контейнером (8) для хранения или камерой (91, 92) и данным впускным каналом (5).

Изобретение относится к устройству для перемешивания жидкого вещества и твердого вещества в виде скапливающихся частиц, содержит бак (200), в котором расположена лопастная мешалка (800), вращающаяся вокруг оси (810), причем мешалка оборудована направляющей поток трубой (210), а бак (200) также содержит статическое препятствие (830), в основном центрованное вокруг упомянутой оси, в продолжении мешалки.

Динамический смеситель для нескольких текучих компонентов содержит корпус и роторный элемент, который расположен с возможностью вращения в корпусе. Корпус имеет входное отверстие по меньшей мере для каждого компонента и по меньшей мере одно выходное отверстие, при этом между роторным элементом и корпусом предусмотрено кольцеобразное промежуточное пространство, в котором расположен соединенный с роторным элементом смесительный элемент.

Изобретение относится к динамическому смесителю. Динамический смеситель для нескольких текучих компонентов содержит корпус и роторный элемент, который расположен с возможностью вращения в корпусе.

Изобретение касается перемешивающего элемента, работающего в осевом направлении. Перемешивающий элемент представляет собой крыльчатку (1), изготовленную из листового металла с лопастями (3) крыльчатки, расположенными в радиальном направлении вокруг оси (А).

Изобретение относится устройству, предназначенному для перемешивания жидкости и/или пастообразной массы в контейнере. Перемешивающее устройство (1) для перемешивания жидкости и/или пастообразной массы в контейнере (10) содержит привод (5), а также расположенные в контейнере (10) средства (2, 8, 9) перемешивания, включающие в себя по меньшей мере две лопасти (2) и соединенные с приводом (5) посредством соединительного элемента (3) для приведения их во вращение.

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в качестве механического устройства для перемешивания порошковых и вязких однокомпонентных или многокомпонентных материалов в пищевой, лакокрасочной, химической промышленности и индустрии строительных материалов.
Наверх