Диспергатор
Изобретение относится к оборудованию для измельчения, сушки, сепарации материалов и может быть использовано, например, для производства эковаты или биотоплива. Диспергатор содержит корпус 1, ротор 2 с радиальными лопатками 3, размещенный в корпусе 1 и закрепленный на валу 4 с возможностью вращения, входной и выходной 6 каналы, размещенные на обечайке корпуса 1 статорные элементы в виде пластин, подающих материал в зону диспергирования. После каждого статорного элемента по ходу вращения ротора 2 на обечайке выполнены каналы 8 для поступления воздуха. Выходной канал 6 снабжен аэродинамическими перегородками 9, а в боковой стенке корпуса 1 напротив зоны вращения радиальных лопаток 3 выполнены отверстия 10. На патрубке выходного канала 6 диспергатора установлен автоматический клапан 11, снабженный приводом 12 и позиционером 13, обеспечивающими сепарацию материалов, имеющих разный удельный вес, тяжелая фракция которых при закрытии клапана 11 выносится из диспергатора под действием центробежной силы. Дезинтегратор позволяет перерабатывать композиционные материалы с возможностью сепарации их компонентов. 2 ил.
Изобретение относится к оборудованию для измельчения, сушки и сепарации материалов друг от друга и может быть использовано для производства эковаты, биотоплива и т.д.
Известна установка для измельчения волокнистого материала, включающая корпус с камерой обработки, в котором размещены, имеющие размалывающую гарнитуру, ротор, смонтированный на приводном валу, и статор, подводящий и отводящий патрубки (пат. Великобритании №1337483, МПК В02С 19/06, 1973 г.).
Недостатком известного устройства является то, что диспергирующее воздействие на волокнистый материал недостаточно для того, чтобы получить за счет этого высокое качество его обработки. Причиной этого является малое время воздействия, ограниченное только моментом удара струи о преграду. Дальнейшее взаимодействие их, при обычном истечении, практически не оказывает воздействия на материал, поскольку давление струи на преграду, и энергия единицы ее объема, в этом случае, во много раз меньше, чем при ударе.
Известно устройство для измельчения материалов, содержащее корпус, размещенный в нем ротор, выполненный в виде диска с разгонными лопатками с обеих сторон, входной и выходной каналы, расположенные коаксиально относительно оси ращения ротора, причем выходной канал выполнен в виде кольца, охватывающего входной канал, и сообщен с отсасывающим циклоном. Разгонные лопатки ротора закреплены на его диске радиально со стороны выходного канала. Устройство содержит обечайку с тангенциальными щелями, которая расположена коаксиально между цилиндрической стенкой корпуса и торцевыми кромками разгонных лопаток ротора и образуют с корпусом кольцевую полость, сообщающуюся с тангенциальным каналом для подачи воздуха. Оси симметрии тангенциальных щелей наклонены под углом 7-10 градусов к касательной, проведенной к внутренней стенке обечайки в точке, расположенной на одинаковом расстоянии от двух соседних щелей (см. а.с. СССР №1629094 МПК В02С 13/26, бюл. №7, 1991 г.).
За счет того, что выходной канал в устройстве-аналоге выполнен кольцеобразным, на выходе из устройства получают сильно закрученный поток аэровзвеси измельченного материала, что недопустимо при использовании его в процессе изготовления изделий, в частности бумаги аэродинамическим способом.
В патентной литературе известен диспергатор, содержащий корпус, размещенный в нем ротор с радиальными лопатками, который закреплен на валу с возможностью вращения, входной и выходной каналы. На обечайке корпуса с внутренней стороны размещены статорные элементы, выполненные в виде пластинчатых выступов подающих материал в зону диспергирования, а на торцевых кромках радиальных лопаток расположены ножи, причем у каждого статорного элемента по ходу вращения ротора на обечайке выполнены отверстия для поступления воздуха, при этом выходной канал, имеющий конусообразную форму, снабжен аэродинамическими перегородками (патент РФ №38471, МПК D21B 1/34, опубл. 20.06.04 г.).
Недостатками этого устройства является недостаточно качественная сепарация готового продукта.
Следующей задачей решаемой изобретателем является возможность получения стабильного (заданного) гранулометрического состава конечного продукта, за счет исключения попадания неразделенных частиц обрабатываемого материала между боковой стенкой корпуса и ротором диспергатора. В патенте РФ №117924, МПК D21B 1/34, опубл. 10.07.2012 г. описана конструкция диспергатора, содержащего корпус, размещенный в нем ротор с радиальными лопатками, который закреплен на валу с возможностью вращения, входной и выходной каналы, на обечайке корпуса размещены статорные элементы, в виде пластин подающих материал в зону диспергирования, после каждого статорного элемента по ходу вращения ротора на обечайке выполнены каналы для поступления воздуха, при этом выходной канал снабжен аэродинамическими перегородками, в боковой стенке корпуса напротив зоны вращения радиальных лопаток выполнены отверстия.
Этот диспергатор является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению.
Недостатком прототипа пат. № 117924 является отсутствие возможности перерабатывать композиционные материалы с возможностью сепарации компонентов друг от друга.
Задачей создания изобретения является разработка конструкции диспергатора, устраняющего недостатки прототипа, а также расширяющего технологические и функциональные возможности устройства.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения общих с прототипом, таких как диспергатор, содержащий корпус, ротор с радиальными лопатками, размещенный в корпусе и закрепленный на валу с возможностью вращения, входной и выходной каналы, размещенные на обечайке корпуса статорные элементы в виде пластин, подающих материал в зону диспергирования, при этом после каждого статорного элемента по ходу вращения ротора на обечайке выполнены каналы для поступления воздуха, выходной канал снабжен аэродинамическими перегородками, а в боковой стенке корпуса напротив зоны вращения радиальных лопаток выполнены отверстия, и отличительных существенных признаков, таких как на патрубке выходного канала диспергатора установлен автоматический клапан, снабженный приводом и позиционером, обеспечивающими сепарацию материалов, имеющих разный удельный вес, тяжелая фракция которых при закрытии клапана выносится из диспергатора под действием центробежной силы.
Выше перечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - переработка композиционных материалов с возможностью сепарации компонентов друг от друга.
Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его примера реализации и прилагаемым чертежом.
На фиг. 1 дана конструкция диспергатора в разрезе; на фиг. 2 - вид по А-А фиг. 1.
Диспергатор (Фиг. 1) содержит корпус 1, размещенный в нем ротор 2 с радиальными лопатками 3, который закреплен на валу 4 с возможностью вращения, входной 5 и выходной 6 каналы.
На обечайке корпуса размещены статорные элементы 7 в виде пластин, подающих материал в зону диспергирования. После каждого статорного элемента по ходу вращения ротора на обечайке выполнены каналы 8 для поступления воздуха.
Выходной канал снабжен аэродинамическими перегородками 9, в боковой стенке корпуса напротив зоны вращения радиальных лопаток выполнены отверстия 10.
На патрубке выходного канала 6 диспергатора установлен автоматический клапан 11, который снабжен приводом 12 и позиционером 13 (Фиг. 1), обеспечивающих сепарацию материалов 14 (Фиг. 2), имеющих иной удельный вес, от исходного продукта диспергирования.
Позиционер 13 выполнен в виде заслонки, устанавливаемой под определенным углом по команде с блока управления (на чертеже не показан) для сепарации целевого продукта.
Устройство работает следующим образом
В диспергаторе производится переработка различных материалов (древесины, макулатуры, торфа, отходов Тетра Пак, ламинированных бумаги и картона, куриного пера, химикатов, овощей, фруктов и т.д.), которые требуется измельчить, высушить, отделить полученные компоненты друг от друга.
Измельчение происходит под ударным воздействием вращающегося ротора 2 (фиг. 1).
Отбор готового продукта осуществляется за счет вытяжного вентилятора (на чертеже не показан), создающего радиальный поток воздуха через диспергатор.
Изменение скорости вращения ротора и величины радиального потока воздуха позволяет регулировать влажность высушиваемого материала и гранулометрический состав на выходе из диспергатора.
При переработке композиционных материалов осуществляется тонкая сепарация разделяемых материалов вследствие работы автоматического клапана 11. Для оптимизации процесса сепарации по производительности и качеству разделения материалов применяется специальная компьютерная программа, с помощью которой происходит управление клапаном и работой диспергатора в автоматическом режиме (Блок управления на чертежах не показан).
Исходный материал измельчается до требуемого размера (волокнистые целлюлозные материалы до единичных волокон), которые выносятся из центра диспергатора с радиальным потоком воздуха. Измельчаются другие фракции композиционного материала (полимеры, алюминий и т.д.), но не выносятся из аппарата вследствие более высокого удельного веса, накапливаются в диспергаторе и вращаются в потоке до тех пор, пока не закроется клапан 11. При закрытии клапана радиальный поток воздуха, направленный к центру аппарата исчезает, тяжелая фракция под действием центробежной силы выносится из диспергатора (см. стрелки поз.14 фиг. 2), клапан открывается, и процесс диспергирования и отбора целевого продукта продолжается.
Предлагаемая конструкция диспергатора может быть изготовлена из доступных материалов и комплектующих на серийном оборудовании в промышленных условиях. Найдет широкое применение в целлюлозно-бумажной, химической, строительной промышленности и других отраслях.
Данное описание и чертежи рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.
Диспергатор, содержащий корпус (1), ротор (2) с радиальными лопатками (3), размещенный в корпусе и закрепленный на валу (4) с возможностью вращения, входной (5) и выходной (6) каналы, размещенные на обечайке корпуса статорные элементы (7) в виде пластин, подающих материал в зону диспергирования, при этом после каждого статорного элемента по ходу вращения ротора на обечайке выполнены каналы (8) для поступления воздуха, выходной канал снабжен аэродинамическими перегородками (9), а в боковой стенке корпуса напротив зоны вращения радиальных лопаток выполнены отверстия (10), отличающийся тем, что на патрубке выходного канала (6) диспергатора установлен автоматический клапан (11), снабженный приводом (12) и позиционером (13), обеспечивающими сепарацию материалов (14), имеющих разный удельный вес, тяжелая фракция которых при закрытии клапана выносится из диспергатора под действием центробежной силы.
