Использование: устройства для активации суспензий. Сущность: устройство содержит герметичную емкость с загрузочным и разгрузочным патрубками с запорно-раздаточной арматурой, мембрану с мзгнитострикционными преобразователями, ротор в виде шарообразного сектора. Ротор снабжен вкладышем по форме шарообразного сектора, корпус выполнен с упорами. Мембрана выполнена в виде полуцилиндров. Вал ротора посредством резьбовой втулки и подшипниковой опоры смонтирован в нижней части корпуса. 2 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s»s В 28 С 5/46
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)
ОПИСАНИЕ РЕТЕ 4
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4917581/33 (22) 11.03.91 (46) 15.12.92. бюл. М 46 (71) Николаевский государственный педагогический институт им. В. Г. белинского (72) В. И. Гуйтур (56) Авторское свидетельство СССР
М 1538936, кл. В 28 С 5/46, 1989. (54) ДИ СП Е P ГАТОР-CME CMTEflb (57) Использование: устройства для активации суспензий. Сущность: устройство соИзобретение относится к строительной технике, в частности, к установкам для акти.вации минеральных веществ и получения суспензии.
Недостатками этой установки являются: — недостаточная степень диспергирования и смешивания дисперсной смеси закрепленными на нем тарельчатыми перфорированными криволинейными мембранами с увеличением радиуса кривизны в сторону магнитострикционного преобразователя, причем герметичная емкость выполнена в виде соединенных цилиндрической и расположенной над ней конической обечаек с постоянным зазором между внутренней поверхностью емкости и торцами мембраны.
Недостатками прототипа являются: — разнотип ность тарельчатых перфорированных криволинейных мембран по кривизне, диаметру центральным отверстиям, втулкам, что усложняет их изготовление и не обеспечивает взаимозаменяемость, усложняя техническое обслуживание;
„„. Ж,, 1781048 А1 держит герметичную емкость с загрузочным и разгрузочным патрубками с запорно-раздаточной арматурой, мембрану с магнитострикционными преобразователями, ротор в виде шарообразного сектора. Ротор снабжен вкладышем по форме шарообразного сектора, корпус выполнен с упорами. Мембрана выполнена в виде полуцилиндров.
Вал ротора посредством резьбовой втулки и подшипниковой опоры смонтирован в нижней части корпуса. 2 ил. — в зависимости от расположения крана входного патрубка не обеспечивается равномерное распределение суспензии на первую мембрану, что приводит к потере скорости подачи к отложения твердых частиц на ее поверхности, т.е. имеет место отложение более тяжелых твердых частиц и засорение отверстий, что не обеспечивает требуемой надежности работы и усложняет эксплуатацию установки или приводит к понижению качества суспензии;
-усложнена конструкция емкости из-за применения двух видов соединенных между собой обечаек.
Известен диспергатор — смеситель, содержащий герметическую емкость с соосно размещенным загрузочным и разгрузочным патрубками, магнитострикционным преобразователем с излучающей мембраной и приводным валом и снабжена вогнутым кольцевым отражателем, а вал — ротором, выполненным по форме шарового сектора и установленным с зазором относительно колоколообразной формы, размещенной через уплотнительную прокладку на
1781048 загрузочном патрубке, причем вогнутый кольцевой отражатель закреплен к боковой поверхности напротив зазора между мембраной и ротором.
Недостатками устройства являются: 5 — недостаточная степень диспергирования твердых частиц в жидкости; — недостаточная степень перемешивания суспензии; — сложность излучающей мембраны и 10 ротора, их незащищенность от износа; — незащищенность (ненадежность в работе) уплотнительной прокладки, сложность ее замены, сложность регулирования зазора между мембраной и ротором; 15 — сложность разборки и сборки при незначительном ремонте или регулировке.
Целью изобретения является повышение качества суспензии, надежности работы. 20
На фиг. 1 изображен диспергатор-смеситель, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид в плане.
Диспергатор-смеситель состоит иэ цилиндрической емкости I установленной на 25 амортизаторах 2, с крышкой 3 по оси которой установлен загрузочный патрубок 4 для подачи суспензии с пробковым краном 5, днищем 6 с разгрузочным патрубком 7 обеспеченным пробковым краном 8, по оси ко- 30 торого жестко закреплена втулка 9 с внутренней резьбой по которой вертикально перемещается подшипниковый узел 10 с приводным валом 11 верхний конец которого соосно и жестко закреплен к ротору в 35 виде шарообразного сектора 12 по центру выпуклой стороны, со вкладышем 13, над открытой частью которых установлены вертикально исоосно на упорах 14 и 15, посред- . ством упругих прокладок 16 и 17 и лап 18 и 40
19, полуцилиндры 20 с вкладышами 21 плотно прилегающими к внутренней по- верхности, на наружной поверхности которых симметрично и жестко закреплены магнитострикционные преобразователи 22, 45 при этом они состыкованы посредством амортизирующих прокладок 23 и образуют цилиндр.
Диспергатор-смеситель работает следующим образом. 50
При включенных магнитострикционных преобразователях, привода приводного вала 11, открытом пробковом кране 5 входного патрубка 4 и закрытом пробковом кране:
8 выходного патрубка 7 по входному патруб- 55 ку 4 под избыточным давлением подают суспензию подлежащую диспергированию и смешиванию.
Проходя по патрубку 4 суспензия подвергается первичной ультразвуковой и сопутствующей кавитационной обработке, т,к. она находится в зоне фокусирования ультразвукового поля излучаемого полуцилиндрами 20 с вкладышами 21.
Поступая в сектор 12 с вкладышем 13 суспензия подвергается центробежному воздействию в результате которого происходит тщательное смешивание и дополнительное диспергирование твердых частиц в процессе ударения и трения о поверхность вкладыша 13, соударения и трения между ними. Центробежной силой суспензия выжимается вверх с одновременным вращательным движением по внутренним стенкам вкладышей 21 полуцилиндров 20, где подвергаются очередному смешиванию и диспергированию в ультразвуковом поле и кавитационных зонах.
Через верхний торец полуцилиндров 20 суспензия переливается на наружную их сторону, подвергается диспергированию и перемешиванию, охлаждает магнитострикционные преобразователи 22 и поступает в нижнюю часть емкости 1 над днищем 6, где дополнительно подвергается перемешиванию центробежной силой ее с наружной стороной вращающейся полушаровой сферы 12.
Полным или частичным открытием пробкового крана 8 выходного патрубка 7 суспензия удаляется.
В процессе непрерывной работы диспергатора-смесителя пробковые краны 5 и 8 служат регуляторами подачи и удаления суспензии.
При окончании работы диспергаторсмеситель промывается аналогичным образом, после чего выключаются магнитострикционные преобразователи и привод.
В случае наличия остатка твердых частиц в секторе. 12, она опускается вниз с помощью резьбового соединения во втулке
9, что способствует удалению остатка при вращении через образовавшийся зазор между сферой 12 и нижними торцами полуцилиндров 20. Зтотже прием применяется для устранения образовавшегося аналогично зазора в процессе износа, путем поднятия полушаровой сферы 12 вверх.
При возобновлении работы процессы повторя ются.
Формула изобретения
Диспергатор-смесител ь, содержащий установленную на амортизаторах герметичную емкость с загрузочным и разгрузочным патрубками с запорно-раздаточной арматурой, мембрану с магнитострикционными преобразователями, закрепленный соосно
1781048 на валу ротор в виде шарообразного сектора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смеси и надежности работы, ротор снабжен расположенными без зазора вкладышем по форме шарообразного сектора, корпус выполнен вертикальным и с верхними и нижними упорами, мембрана-в виде соединенных через амортизационные прокладки полуцилиндров с установленными без зазора цилиндрическими вкладышами, причем вал ротора посредством резьбовой втулки и подшипниковой опоры смонтирован в нижней части корпуса, à его торец закреплен на выпуклой части наружной поверхности ротора, торцо5 вая поверхность которого связана с одной из торцовых поверхностей мембраны, при этом полуцилиндры в верхней и нижней части по наружной поверхности посредством кронштейнов и прокладок из упругого мате10 риала установлены на соответствующих опорах корпуса.
1781048
Составитель В, Гуйтур
Техред М,Моргентал Корректор М. Максимишинец
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", i, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 4243 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
www.findpatent.ru
Использование: смещение и диспергирование жидкостей и газожидкостных сред в различных химических реакторах как для смещения вводимых компонентов и их диспергирования, так и для гомогенизации смеси несмешивающихся жидкостей при ее транспортировании, а также для поддержания требуемых физических свойств эмульсии при ее длительном хранении. Сущность: смеситель диспергатор содержит цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода компонентов, вкладыш с многозаходной спиральной нарезкой, образующей с корпусом тангенциальные каналы, вихревую камеру с установленной в ней на оси соосно вкладышу ступицей с крыльчаткой, лопасти которой расположены перпендикулярно тангенциальным каналам. В вихревой камере в направлении движения потока за крыльчаткой перпендикулярно оси установлен диск с аксиально закрепленными на нем цилиндрическими стержнями перфорированный диск с закрепленными на нем лопатками. Патрубок входа легкого компонента расположен на уровне крыльчатки и ориентирован тангенциально к корпусу в направлении нарезки вкладыша. Патрубок входа тяжелого компонента расположен на уровне цилиндрических стержней и ориентирован радиально к корпусу. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к устройствам для смешения и диспергирования жидких и газожидкостных сред и может быть использовано в различных химических реакторах как для смешения вводимых компонентов и их диспергирования, так и для гомогенизации смеси насмешивающихся жидкостей при ее транспортировании, а также для поддержания требуемых физических свойств эмульсии при ее длительном хранении.
Известен смеситель для жидких и газообразных сред, содержащий корпус, в котором имеются каналы для подачи компонентов, ротор в виде конуса с лопастями и цилиндра с лопастями, причем цилиндр расположен со стороны большего основания конуса [1] Лопасти расположены на конусе и цилиндре по образующей, а каналы для подачи реагентов расположены перпендикулярно к поверхности лопастей конуса. Конус и цилиндр разделены перегородкой. Смеситель снабжен камерой, выполненной в виде перфорированного цилиндра и крышки, в которой расположен цилиндр с лопастями.
Однако конструкция данного смесителя предусматривает его использование при вводе компонентов в емкостной реактор для обеспечения их смешения перед попаданием непосредственно в аппарат. Это является существенным недостатком этого смесителя. Кроме того, конструкция смесителя является весьма сложной в изготовлении.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является гидродинамический диспергатор, содержащий цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода компонентов, вкладыш с многозаходной спиральной нарезкой, образующей с корпусом тангенциальные каналы, вихревую камеру с установленной в ней на оси соосно вкладышу ступицей с крыльчаткой, лопасти которой расположены перпендикулярно тангенциальным каналам [2] Такой смеситель устанавливается на транспортном трубопроводе или патрубке, подсоединенном к реактору.
Недостатком данной конструкции является подача подлежащих смешению компонентов в общий патрубок входа, что может привести к локальным неоднородностям распределения компонентов в потоке. Неоднородности концентрации компонентов в ряде случаев приводят к значительным потерям целевого продукта. Так на стадии химической очистки пенициллина плохое смешение нативного раствора с серной кислотой приводит к безвозвратным потерям пенициллина из-за локального перекисления.
Другой недостаток данного смесителя проявляется при смешении компонентов со значительно различающимися физическими свойствами (плотностью, вязкостью и пр.). Так при подаче во входной патрубок компонентов с сильно различающимися плотностями, более тяжелый компонент в закрученном потоке под действием центробежных сил оттеснится к стенке смесителя и выйдет из него с недостаточной степенью гомогенизации.
Задачей изобретения является повышение качества эмульсии при смешении компонентов со значительно различающимися физическими свойствами и расходными характеристиками.
Для этого в вихревой камере в направлении движения потока за крыльчаткой перпендикулярно оси установлен диск с аксиально закрепленными на нем цилиндрическими стержнями. Далее по направлению потока установлен перфорированный диск с закрепленными на нем лопатками. Патрубок входа более легкого по сравнению с основным потоком компонента расположен на уровне крыльчатки и ориентирован тангенциально к корпусу в направлении нарезки вкладыша. Патрубок входа более тяжелого по сравнению с основным потоком компонента расположен на уровне цилиндрических стержней и ориентирован радиально к корпусу.
Кроме того, для повышения гомогенности получаемой эмульсии цилиндрические стержни и ближайший к ним срез патрубка входа тяжелого компонента могут быть установлены таким образом, чтобы расстояния от оси до среза патрубка и до наружной кромки стержней не превышали радиуса ступицы крыльчатки.
Для дополнительного устранения проскока негомогенизированных компонентов через смеситель диаметр патрубка входа легкого компонента выполнен меньшим, чем высота крыльчатки, а диаметр патрубка входа тяжелого компонента меньшим, чем высота цилиндрических стержней.
На фиг. 1 представлен продольный разрез смесителя-диспергатора; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1.
Смеситель-диспергатор состоит из корпуса 1, вкладыша 2 с винтовой нарезкой 3, установленной на оси 4 ступицы 5 с крыльчаткой 6, диска 7 с цилиндрическими стержнями 8, перфорированного диска 9 с лопатками 10 и патрубков 11-14 входа основного потока, легкого и тяжелого компонентов и выхода эмульсии соответственно.
Смеситель-диспергатор работает следующим образом.
Основной компонент подается в патрубок 11, попадает в винтовые каналы, образованные корпусом 1 и винтовой нарезкой 3 вкладыша 2, закручивается и попадает на крыльчатку 6. Под воздействием закрученного потока крыльчатка 6 приводится во вращение и через ступицу 5 передает его оси 4. Установленные на оси 4 диск 7 с цилиндрическими стержнями 8 и перфорированный диск 9 с лопатками 10 вращаются вместе с осью 4.
Легкий компонент подается в тангенциально установленный патрубок 12 в направлении закрутки потока и попадает на вращающуюся крыльчатку 6, которая диспергирует легкий компонент и смешивает его с основным потоком. Подача легкого компонента непосредственно на крыльчатку 6 в закрученный поток обеспечивает тонкое диспергирование легкого компонента и поддерживает закрутку потока. Далее поток с диспергированным легким компонентом попадает в вихревую камеру, где под действием центробежных сил легкий компонент выталкивается с периферии потока к оси смесителя-диспергатора, что способствует дополнительному смешению его с основным потоком.
Тяжелый компонент подается в патрубок 13 и попадает на вращающиеся цилиндрические стержни 8, которые при прохождении через струю тяжелого компонента вызывают в ней интенсивное образование мелкомасштабных вихрей. Под действием основного потока вихри срываются со стержней и относятся в вихревую камеру, где быстро диссипируются, что приводит к образованию мелкодисперсной гомогенной эмульсии.
Под действием центробежных сил тяжелый компонент выталкивается к стенкам корпуса 1, где снова турбулизуется вращающимися в пристенном слое лопатками 10, закрепленными на перфорированном диске 9.
Готовая эмульсия проходит через перфорацию диска 9 и выходит из смесителя-диспергатора через патрубок 14 выхода эмульсии.
Для устранения проскока недиспергированного тяжелого компонента диаметр патрубка 13 входа тяжелого компонента выполнен меньшим, чем высота цилиндрических стержней 8. Кроме того, патрубок 13 заглубляется в вихревую камеру до диаметра, меньшего диаметра ступицы 5 с крыльчаткой 6, и расстояние от оси 4 до наружной кромки стержней 8 также выполняется меньшим, чем радиус ступицы 5. Такое расположение вышеупомянутых элементов обеспечивает ввод тяжелого компонента в ядро закрученного потока основного компонента, что способствует улучшению их смешения в вихревой камере.
Патрубок 12 ввода легкого компонента выполняется диаметром меньшим, чем высота крыльчатки 6, что дополнительно обеспечивает гарантированное диспергирование легкого компонента крыльчаткой 6.
Таким образом, основным достоинством предлагаемой конструкции является гарантированное диспергирование и смешение потоков компонентов со значительно различающимися физическими свойствами.
1. СМЕСИТЕЛЬ-ДИСПЕРГАТОР для обработки жидких и газожидкостных сред, содержащий цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода компонентов, вкладыш с многозаходной спиральной нарезкой, образующей с корпусом тангенциальные каналы, вихревую камеру с установленной в ней на оси соосно с вкладышем ступицей с крыльчаткой, лопасти которой расположены перпендикулярно к тангенциальным каналам, отличающийся тем, что он снабжен установленными по направлению движения потока за крыльчаткой перпендикулярно к оси корпуса диском с аксиально закрепленными на нем цилиндрическими стержнями и перфорированным диском с закрепленными на нем лопатками, патрубок входа легкого компонента установлен на уровне расположения крыльчатки тангенциально корпусу в направлении нарезки вкладыша, патрубок входа тяжелого компонента установлен радиально корпусу на уровне расположения цилиндрических стержней.
2. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что расстояния от оси до наружной кромки цилиндрических стержней и до ближайшего среза патрубка входа тяжелого компонента не превышают радиуса ступицы крыльчатки.
3. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что диаметр патрубка входа тяжелого компонента не превышает высоты стержней.
4. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что диаметр патрубка входа легкого компонента не превышает высоты крыльчатки.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
www.findpatent.ru
Использование: в установках для диспергирования минеральных веществ, применяемых в промышленности строительных материалов. Сущность: диспергатор-смеситель содержит емкость, верхнюю перегородку, колоколообразный концентратор ультразвуковых колебаний с магнитострикционным преобразователем, полый концентратор, запорно-раздаточную арматуру, загрузочный патрубок, амортизаторы, нижнюю перегородку с центральным отверстием. Он снабжен центрально установленным конусным концентратором, меньшее нижнее основание которого переходит в тарельчатый концентратор, повернутый вогнутой стороной в сторону вогнутой сферической перегородки с центральным отверстием, установленной посредством кольцевой амортизирующей прокладки на кольцевом упоре. Загрузочный патрубок выполнен с отверстиями. Концентраторы прикреплены к верхней перегородке, расположены с зазором и эксцентрично. Нижняя перегородка выполнена сферической с вогнутой рабочей поверхностью. Полый концентратор выполнен колоколообразным. 1 ил.
Изобретение относится к строительной технике, в частности к установкам для диспергирования минеральных веществ, применяемых в промышленности строительных материалов.
Известно устройство для активации цемента, содержащее установленную на основании посредством амортизаторов раму с вибраторами, герметичную емкость с размещенными в ней трубопроводом и гидродинамическим излучателем, патрубками для ввода цементной суспензии и подачи избыточного давления [1] Недостатками этой установки являются недостаточная степень диспергирования минеральных веществ, значительных расходов воды и энергетических ресурсов, быстрый износ трубопроводов и несовершенство конструкции.
Известно устройство для активации цементной суспензии, содержащее установленную на основание посредством амортизаторов раму с вибраторами, внутри которой размещена на амортизаторах емкость, выполненная в виде расположенных друг над другом воронкообразных секций, днище каждой из которых соединено с трубопроводом, а его гидродинамический излучатель установлен с зазором относительно нижележащей стороны секции. Емкость обеспечена также патрубками для ввода и вывода цементной суспензии и обеспечения избыточного давления [2] Однако это устройство предназначено для диспергирования минеральных веществ при наличии значительного избыточного давления, обеспечивающего работу гидродинамических излучателей и значительного расхода воды в процессе получения ультразвуковых колебаний.
Известна установка для активации цементной суспензии, содержащая герметичную емкость на амортизаторах, обеспеченную фигурными секциями, соединенными между собой и образующими герметический объем, подключенный к вакуум-насосу, с установленными в нем поочередно горизонтально по центру магнитострикционными преобразователями с мембранами и пьезокерамическими излучателями с тефлоновыми трубками, расположенными под ними параллельно наклонным стенкам фигурных секций [3] Однако указанная установка имеет недостаточную степень диспергирования и перемешивания смеси, так как из-за длительного пути перемещения суспензии не плотному прилеганию к поверхности мембран и каскадных переходов от одного излучателя к другому имеет место локализация этой смеси, скопление ее в одном месте и отсутствие в другом, наложение ультразвуковых волн, что приводит к их затуханию; весьма трудоемкую для изготовления конфигурации фигурных секций; довольно низкую производительность из-за большей протяженности пути перемешивания суспензии; значительный расход электроэнергии, потребляемой несколькими пьезокерамическими излучателями и магнитострикционными преобразователями, тот же расход воды для их охлаждения.
Известно устройство для активации цементной суспензии [4] которое снабжено укрепленными в днище корпуса магнитострикционным преобразователем с расположенной параллельно валам излучающей пластиной, а валы выполнены разноскоростными, причем высокоскоростной вал выполнен с закрепленными на нем дисками, чередующимися с шайбами, а низкоскоростной в виде пустотелого барабана с кольцевыми канавками для входа дисков высокоскоростного вала.
Однако устройство имеет недостаточные степень диспергирования минеральных частиц и однородность активированной суспензии.
Известна также установка для активации цементной суспензии [5] которая снабжена излучателями в каждой секции, которые выполнены в виде вертикально установленной по оси емкости, открытой по торцам трубки из полуцилиндрических мембран с прикрепленными к их наружным стенкам магнитострикционными преобразователями и входящего снизу соосно внутрь трубки концентратора-волновода, к торцу которого прикреплен магнитострикционный преобразователь с акустической обратной связью, причем мембраны соединены между собой и с разделительными перегородками фигурными и кольцевыми вставками из упругого материала.
Недостатками установки являются недолговечность уплотнительных фигурных резиновых прокладок, работающих в зоне кавитации; трудоемкость работ по замене уплотнительных фигурных резиновых прокладок;снижение производительности в связи с частыми текущими ремонтами;значительный расход электроэнергии на питания шести магнитострикционных преобразователей;значительные габаритные размеры по высоте, что затрудняет размещение установки между дозаторами и смесительной установкой.
В качестве базового объекта (прототипа) принят смеситель-активатор [6] который содержит установленную на амортизаторах герметичную емкость, магнитострикционные преобразователи, соединенные с концентраторами ультразвуковых колебаний и установленные на перегородках посредством упругих прокладок вертикально по оси емкости, запорно-раздаточную арматуру, в которой концентратор выполнен в виде усеченного пустотелого конуса со сферической верхней частью, опертого основанием на перегородку, и размещен коаксиально с зазором внутри другого концентратора колоколообразной формы, закрепленного через прокладки на емкость.
Однако смеситель-активатор имеетнедостаточную степень диспергирования твердых частиц в суспензии;невозможность регулирования зазора между концентраторами;невозможность использования внутренней излучающей стороны концентратора, выполненного в виде пустотелого конуса;сложность охлаждения магнитострикционного излучателя колоколообразного концентратора;высокий расход электроэнергии (два магнитострикционные излучателя).
Целью изобретения является повышение качества суспензии и совершенствование конструкции установки.
На чертеже изображен диспергатор-смеситель, общий вид.
Диспергатор-смеситель содержит вертикально установленную цилиндрическую емкость 1 с днищем 2, патрубок 3 с пробковым краном 4, амортизаторы 5, штуцеры 6, 7, крышку 8, центрально установленный загрузочный патрубок 9 с пробковым краном 10, нижний торец которого посредством амортизационного прорезиненного гибкого шланга 11 подсоединен к патрубку 12 излучающей мембраны 13, установленной с помощью кольцевой фигурной амортизационной прокладки 14 на кольцевом упоре 15, с магнитострикционным преобразователем 16 на ее выпуклой верхней стороне, при этом нижняя ее сторона выполнена в виде эксцентрично расположенных с зазорами, верхние полости которых соединены с патрубком 12 каналами 17 и 18, колоколообразных концентраторов 19 и 20 и центрально установленного конусного концентратора 21, меньшее нижнее основание которого переходит в тарельчатый концентратор 22, повернутый вогнутой стороной в сторону вогнутой сферической перегородки 23 с центральным отверстием 24, установленной посредством кольцевой амортизирующей прокладки 25 на кольцевом упоре 26.
Диспергатор-смеситель работает следующим образом.
При закрытом пробковом кране 4, включенном магнитострикционном преобразователе 16, подключенный к штуцерам 6 и 7 охлаждающей системе (не показана) и открытом пробоком кране 10 по загрузочному патрубку 9 подается суспензия, которая по гибкому шлангу 11 и патрубку 12 поступает в каналы 17 и 18, фокусирующие ультразвуковое поле, где подвергается его воздействие, которое продолжается в процессе перемещения ее по зазорам между концентраторами колоколообразной формы 19 и 20 и колоколообразным концентратором 20 и конусной формы 21, а далее по выпуклой поверхности тарельчатого концентратора 22. На всем протяжении перемещения суспензия подвергается воздействию ультразвукового поля, турбулентному движению, способствующему тщательному смешиванию продуктов диспергирования с жидкостью, кавитационному воздействию, соударению твердых частиц, их трению и ударению в поверхности концентраторов.
Поступая на перегородку 23, суспензия подвергается воздействию звукового поля излучаемого вогнутой стороной тарельчатого концентратора 22, работающего как фокусирующее устройство ультразвука, поэтому в зоне центрального отверстия 24 перегородки 23 кавитационное воздействие на твердые частицы максимальное, а перегородка 23 работает как отражатель. Через отверстие 24 суспензия поступает в нижнюю часть емкости 1 и постепенно заполняет ее.
По мере заполнения емкости 1 суспензией увеличивается коэффициент использования излучающей звуковой энергии, усиливаются кавитационные явления, увеличивается степень диспергирования твердых частиц и смешивания продуктов измельчения с жидкостью.
После заполнения емкости 1 до уровня каналов 17 и 18 объем суспензии определяется опытным путем, полностью или частично открывается пробковый кран 4, служащий, как и пробковый кран 10, регулятором скорости перемещения суспензии в емкости 1, и процесс продолжается в непрерывном режиме.
По окончании работы аналогичным образом установка промывается. После промывки установки выключается магнитострикционный преобразователь 16, отключается охлаждающая система (не показана), подключенная к штуцерам 6 и 7.
При возобновлении работы процессы повторяются.
ДИСПЕРГАТОР-СМЕСИТЕЛЬ, содержащий вертикально установленную на амортизаторах цилиндрическую емкость с загрузочным патрубком, магнитострикционный преобразователь с колоколообразным концентратором ультразвуковых колебаний, установленные вертикально и посредством верхней перегородки, запорно-раздаточную арматуру, пустотелый концентратор ультразвуковых колебаний, расположенный с зазором относительно колоколообразного концентратора, нижнюю перегородку с центральным отверстием, амортизирующую прокладку с упором, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным концентратором ультразвуковых колебаний, расположенным с зазором внутри полого концентратора и закрепленным на верхней перегородке, причем нижняя перегородка выполнена сферической с вогнутой рабочей поверхностью, прокладка и упор кольцевыми, а концентраторы расположены друг относительно друга эксцентрично, при этом полый концентратор закреплен на верхней перегородке и выполнен колоколообразным, дополнительный концентратор - в виде усеченного конуса, соединенного по диаметру нижнего основания с тарельчатой нижней частью, рабочая торцевая поверхность которой вогнута и расположена над вогнутой рабочей поверхностью нижней перегородки, загрузочный патрубок выполнен с отверстиями, полости которых сообщены посредством каналов с верхней частью полостей концентраторов.
Рисунок 1
www.findpatent.ru
Использование: в нефтеперерабатывающей , химической и других отраслях промышленности . Сущность изобретения: для интенсификации процесса перемешивания перемешивающие элементы выполнены в виде установленных на приводном валу конического зубчатого колеса и по крайней мере двух симметрично расположенных ведомых конических шестеренок, свободно установленных в корпусе. Ведущее колесо содержит конические зубья с обеих сторон и по крайней мере по две ведомые шестеренки на каждой стороне. Каждая ведомая шестеренка содержит по две дополнительные шестеренки. На приводном валу установлены по крайней мере два ведущих колеса со своими ведомыми шестеренками Диспергатор-смеситель снабжен установленными над перемешивающими элементами с зазором друг относительно друга перфорированными дисками, один из которых закреплен на валу привода, а другой - в корпусе. Ведущее колесо и шестеренки имеют сквозные отверстия. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. оо с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 В 01 J 19/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
4 ,о
| .ос
Ю
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4892874/26 (22) 19.12.90 (46) 30.09,92. Бюл, N.. 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт аналитической техники Тбилисского научно-производственного объединения "Аналитприбор" (72) К.С. Ляпин (56) Касаткин А,Г, Основные процессы и аппараты химической технологии,— М.: Химия, 1971, с. 263 — 265, Авторское свидетельство СССР N. 1111804, кл. В 01 Е 7/16, 1984. (54) ДИСПЕР. ATOP-СМЕСИТЕЛЬ (57) Использование: в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения; для интенсификации процесса перемешивания перемешивающие элементы выполнены в
Изобретение относится к области подготовки водных смесей (растворов) к анализу, а более конкретно к устройствам подготовки водонефтяных смесей. содержащих механические частицы различной природы воздух и т.д., к анализу на предмет определения концентрации нефти в воде и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической и другой промышленности, Известны смесители, содержащие цилиндрический корпус с входными и выходными штуцерами с соосно установленными внутри корпуса на приводном валу мешалками, формы и размеры которых могут быть различны, Основной недостаток таких смесителей — незначительная диспергирующая способность при получении многофазных сред с виде установленных на приводном валу конического зубчатого колеса и по крайней мере двух симметрично расположенных ведомых конических шестеренок, свободно установленных в корпусе. Ведущее колесо содержит конические зубья с обеих сторон и по крайней мере по две ведомые шестеренки на каждой стороне, Каждая ведомая шестеренка содержит по две дополнительные шестеренки. На приводном валу установлены по крайней мере два ведущих колеса со своими ведомыми шестеренками.
Диспергатор-смеситель снабжен установленными над перемешивающими элементами с зазором друг относительно друга перфорированными дисками, один из которых закреплен на валу привода, а другой— в корпусе, Ведущее колесо и шестеренки имеют сквозные отверстия, 5 з.п. ф-лы, 4 ил. размерами частиц менее 10 мкм. Особенно это касается при получении водонефтяных смесей, содержащих нефть (нефтепродукты) частицы флоры и фауны, а также при экстракции и т,д.
Наиболее близким по назначению и механизму воздействия на обрабатываемую жидкость является диспергатор, содержащий цилиндрический корпус с входными и выходными патрубками, элементы для перемешивания, закрепленными на внутренней поверхности корпуса и взаимодействующие с кулачком, установленным на приводном валу, Диспергатор работает следующим образом.
Вал с кулачком на нем при вращении взаимодействует с элементами для перемешивания, что вызывает колебания элемен1764688
20
50
55 тов и дробление исследуемых проб. Высокочастотные колебания позволяют получать высокодисперсные эмульсии, Основной недостаток данного диспергатора в том, что мелкодисперсные смеси, содержащие механические примеси (частицы флоры и фауны) в протоке получать практически не удается, так как элемент для перемешивания (плоская пластина), взаимодействуя с жидкостью "отталкивает" пробу и практически не дробит ее.
Цель изобретения — интенсификация процесса перемешивания — диспергирования путем увеличения активной поверхности подвижных элементов, Указанная цель достигается тем, что в диспергаторе-смесителе, содержащем корпус с входными и выходными патрубками, элементы для перемешивания, связанные с приводом, элементы для перемешивания выполнены в виде ведущего конического зубчатого колеса, установленного на приводном валу и по крайней мере двух симметрично расположенных ведомых конических шестеренок, свободно установленных на валах, закрепленных в корпусе и находящихся в контакте с колесом.
Ведущее колесо содержит конические зубья по обе стороны и по крайней мере по две ведомые шестерни на каждой стороне.
Ведомая же шестеренка содержит по две дополнительные шестеренки. На приводном валу установлены друг над другом по крайней мере два ведущих колеса со своими ведомыми шестеренками. Кроме того, над элементами для перемешивания установлено с зазором друг относительно друга перфорированные диски, один из которых закреплен на валу привода, а другой — в корпусе, а ведущее колесо и шестеренки имеют отверстия как на зубчатой, так и на торцевой поверхности.
Наличие конического зубчатого ведомого колеса и двух ведомых конических шестеренок и их вращение обеспечивают интенсивное перемешивание жидкости в горизонтальной и вертикальной плоскостях, растирание и дробление частиц нефтяного происхождения, Наличие конических зубьев по обе стороны колеса и по две шестеренки на каждой стороне обеспечивают интенсивное перемешивание в сосудах с большой высотой, равномерное перемешивание по всей заданной высоте исключают зоны застоя, обеспечивают многократное прохождение пробы через шестеренки.
Выполнение колеса и шестеренок со сквозными отверстиями на зубчатой поверхности обеспечивает перетоки жидкости внутри корпуса и интенсивность перемешивания, Выполнение ведомой шестеренки с двумя дополнительными шестеренками обеспечивает интенсивность перемешивания за счет перетока пробы и различных линейных скоростей по периферии шестеренок.
Наличие по крайней мере двух ведущих колес со своими ведомыми шестеренками, расположенных друг над другом, обеспечивают равномерное интенсивное перемешивание по высоте корпуса.
Наличие перфорированных дисков подвижного на валу привода и неподвижного закрепленного в корпусе, установленных с зазором друг относительно друга, обеспечивают "успокоение" потока жидкости и его дегазацию.
На фиг. 1 показан общий вид диспергатора-смесителя; на фиг. 2 — схема элементов для перемешивания; на фиг, 3 — схема элементов для перемешивания, расположенных по высоте друг над другом; на фиг. 4— элементы для перемешивания, расположенные в два ряда друг над другом, Устройство (фиг, 1) состоит из цилиндрического корпуса 1 с входным патрубком 2 для ввода обрабатываемой пробы и патрубка 3 для ввода воздуха, патрубков 4 и 5 соответственно для связи с атмосферой и для слива отработанной пробы. Вал 6, связанный вне корпуса с приводом (условно не показан), в нижней части содержит ведущее коническое зубчатое колеса 7. В корпусе 1 закреплены два вала 8 и 9, на которых свободно установлены ведомые конические шестеренки 10 и 11. Над элементами для перемешивани на валу 6 закреплены перфорированный диск 12. Коническое зубчатое колесо 7 и шестеренки 10 и 11 имеют отверстия 13. На валах 6, 8 и 9 установлены мешалки 14 различной формы и размеров. Над подвижным перфорированным диском 12 с зазором в корпусе закреплен также перфорированный диск 15.
Элементы для перемешивания (фиг. 3) на подвижном валу 6 выполнены в виде комбинированного ведущего колеса 16, содержащего конические зубья по обе стороны, с которым входят в зацепление четыре конических ведомых шестеренок 17. На валах, закрепленных в корпусе, устанавливаются дополнительные мешалки 18 различной формы и размеров.
Диспергатор-смеситель работает следующим образом, Включается двигатель постоянного тока, задается число оборотов в зависимости от вида подготовки (перемешивание, диспергирование, экстракция). По патрубку 2
1764688 подается исследуемая проба, которая заполняет полость корпуса 1, интенсивно перемешивается, многократно подвергаясь воздействию колеса 7, подвижных шестеренок 10, 11 и мешалок 14. При этом, попадая в зазоры между зубьями, составляющие компоненты пробы (частицы нефти, флоры, фауны и т.д.) растираются, а мощные турбулентные потоки при наличии воздуха, который поступает порциями и периодически, обеспечивают интенсивное перемешивание, дробление и т.д.
Перетекание пробы через отверстия 13 в колесе 7 и шестеренках 10 и 11. срезание и дробление смеси дополнительно обеспечивают заданные режимы обработки пробы, Воздух, периодически подаваемый через патрубок 3, и мощные вихревые (турбулентные) потоки дополняют силовое воздействие на пробу, Дополнительно установленные мешалки 18 на приводном валу
6 и комбинированное ведущее колесо 16 с ведомыми шестеренками 17 (по фиг. 3) обеспечивают направленный поток пробы. Турбулентн ый поток, поступая на перфорированный диск 12, "успокаивается" и просачивается через отверстия 15, где затем через патрубок 15 уходит на анализ. При этом и роисходит де газа ция через патрубок 4.
Пример конкретного выполнения, Внутрен .ий диаметр корпуса, мм 80
Высота корпуса, мм 100
Диаметр ведущего колеса, мм 60
Диаметр шестеренок, мм 45
Толщина колеса и шестеренок, мм 8
Привод двигателя постоянного тока
АВЕ 2М мощность, кВт 0,8 число оборотов, об/с 10 — 30
Количество шестеренок, шт. 2
Модуль зубьев, m 2
Диаметр отверстия на зубчатой поверхности, мм 2
Количество мешалок, шт, 2
Диаметр отверстия на перфорированных дисках подвижном 12, мм 2 неподвижном, мм 1
По сравнению с прототипом в предлагаемом изобретении выполнение элементов для перемешивания в виде ведущего кони5 ческого зубчатого колеса и по крайней мере двух симметрично расположенных ведомых конических шестеренок, находящихся в контакте с колесом, способствуют интенсификации процесса перемешивания, обеспе10 чивают широкий диапазон работы устройства (смешивание, диспергирование и т.д.) с различными водными смесями.
Формула изобретения
1. Диспергатор-смеситель, содержащий
15 корпус с входными и выходными патрубками, перемешивающие элементы, связанные с приводным валом, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания, перемешивающие элемен20 ты выполнены в виде установленных на приводном валу конического-зубчатого колеса и по крайней мере двух симметрично расположенных ведомых конических шестеренок, свободно установленных в корпусе.
25 2, Диспергатор-смеситель по п, 1, о т л ич а ю шийся тем, что ведущее колесо содержит конические зубья по обе стороны и по крайней мере по две ведомые шестеренки на каждой стороне.
30 3. Диспергатор-смеситель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что каждая ведомая шестеренка содержит по две дополнительные шестеренки, 4. Диспергатор-смеситель по и, 1, о т л и35 ч а ю шийся тем, что на приводном валу установлены по крайней мере два ведущих колеса со своими ведомыми шестеренками.
5. Диспергатор-смеситель по и, 1, о тл ич а ю шийся тем. что он снабжен установ40 ленными над перемешивающими элементами с зазором друг относительно друга перфорированными дисками, один из которых закреплен на валу привода, а другой— в корпусе.
45 6, Диспергатор-смеситель по и, 1, о т л ич а ю шийся тем, что ведущее колесо и шестеренки имеют сквозные отверстия, 1 764688
1764688
1В
17
Составитель К,Ляпин
Техред М,Моргентал Корректор И.Муска
Редактор
Заказ 3329 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
www.findpatent.ru
Изобретение относится к устройствам для смешения и диспергирования строительных растворов, в частности цементных суспензий, и позволяет повысить интенсивность перемешивания. Диспергатор-смеситель содержит герметичную емкость 1 с запорно-раздаточной арматурой, выполненную в форме усеченного конуса, установленного большим основанием на амортизаторах 14. Внутри емкости на боковой ее поверхности закреплены кольцевые кронштейны 15, на которых через упругие прокладки размещены кольцевые пьезокерамические преобразователи 16, а соосно емкости 1 на приводном валу 12 установлены диски 13. Причем диаметр каждого диска 13, размещенного над соответствующим кольцевым преобразователем 16, меньше диаметра отверстия последнего. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 В 28 С 5/46
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4326603/31-33 (22) 12.11.87 (46) 15.06.90. Бюл. № 22 (71) Николаевский государственный педагогический институт им. В. Г. Белинского (72) В. И. Гуйтур, А, И. Мигачев и Н. В. Цепух (53) 621.929.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1175720, кл. В 28 С 5/46, 1983. (54) ДИСПЕРГАТОР-СМЕСИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к устройствам для смешения и диспергирования строительных растворов, в частности цементных суспензий, и позволяет повысить интенсив„„Я0„„1570922 А ) ность перемешивания. Диспергатор-смеситель содержит герметичную емкость 1 с запорно-раздаточной арматурой, выполненную в форме усеченного конуса, установленного большим основанием на амортизаторах
14. Внутри емкости на боковой ее поверхности закреплены кольцевые кронштейны 15, на которых через упругие прокладки размещены кольцевые пьезокерамические преобразователи 16, а соосно емкости 1 на приводном валу 12 установлены диски 13, Причем диаметр каждого диска 13, размещенного над соответствующим кольцевым преобразователем 16, меньше диа метра отверстия последнего. 2 ил.
1570922
Формула изобретения
Составитель Н. Винокуров
Редактор М. Ьандура Техред А. Кравчук Корректор С. Черни
Заказ 1480 Тираж 508 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Изобретение относится к строительной технике, в частности к устройствам для смешения и диспергирования минеральных веществ, применяемых в промышленности строительных материалов.
Цель изобретения — повышение интенсивности перемешивания.
На фиг. 1 показан смеситель, разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.
Диспергатор-смеситель содержит герметичную емкость 1, выполненную в виде усеченного конуса, с крышкой 2, по оси которой установлен герметичный подшипниковый узел 3, патрубки 4 и 5 подачи с пробковыми кранами 6 и 7 и днище 8 с разгрузочным патрубком 9, имеющим пробковый кран 10, и нижним герметичным подшипниковым узлом 11, через который проходит приводной вал 12 с жестко закрепленными на нем дисками 13. Емкость 1 большим основанием установлена на амортизаторах 14, а на внутренней ее поверхности на кольцевых кронштейнах 15 размещены кольцевые пьезокерамические преобразователи 16 ультразвуковых волн, наружный и внутренний диаметр которых увеличивается сверху вниз. Причем диаметр каждого диска 13, размещенного над соответствующим кольцевым пьезокерамическим преобразователем 16, меньше диаметра отве рсти я последне го.
Диспергатор-смеситель работает следующим образом.
При закрытом пробковом кране 10, открытых пробковых кранах 6 и 7 и при включенных приводе (не показан) вала 12 и генераторе ультразвуковых волн (не показан), подключенном к пьезокерамическим преобразователям 16, по патрубкам 4 и 5 подается суспензия или ее составляющие под избыточным давлением. Под действием избыточного давления, собственной массы, вибрации и центробежной силы суспензия перемещается сверху вниз по пьезокерамическим преобразователям 16 и дискам 13, подвергаясь интенсивному диспергированию и перемешиванию совокупным воздействием ультразвука, кавитации, центробежной силы, соударению и трению твердых частиц между собой и о внутреннюю поверхность емкости. По мере заполнения емкости 1 открывается полностью или частично пробковый
10 кран 10 и суспензия удаляется.
Аналогичным образом происходит промывка смесителя водой или химическими растворами.
По окончании работы выключается привод (не показан) вала 12 и генератор ультразвуковых волн (не показан), подключенный к пьезокерамическим преобразователям 16.
При возобновлении работы процессы повторяются.
Диспергатор-смеситель, содержащий герметичную емкость с за порно-раздаточной а рматурой, излучатель ультразвуковых волн и диски, связанные с приводом вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности перемешивания, диспергатор-смеситель снабжен дополнительными излучателями, емкость выполнена в форме
Зп усеченного конуса, установленного большим основанием на амортизаторах, и имеет на боковой поверхности кольцевые кронштейны, на которых через упругие прокладки размещены излучатели, выполненные в виде кольцевых пьезокерамических преобразователей, а диски закреплены на вертикальном валу привода соосно емкости, причем диаметр каждого диска, размещенного над соответствующим кольцевым преобразователем, меньше диаметра последнего.
www.findpatent.ru
Использование: в области строительных материалов, в лакокрасочной промышленности, пищевой и других отраслях промышленности для проведения процессов с рабочими средами жидкость-жидкость и жидкость - твердое тело. Насос-диспергатор-смеситель включает корпус 1 с технологическими патрубками 2 и 3 и рабочее колесо 5, состоящее из пакета дисков 6, установленных с осевым зазором 8 относительно друг друга. Диски через один выполнены с вырезами, образующими винтовые каналы вдоль оси рабочего колеса. 3 ил.
Изобретение относится к химическому и нефтяному машиностроению, в частности к технике насосостроения, диспергирования и смешения в поле упругих колебаний звукового и ультразвукового диапазонов частиц.
Изобретение может найти применение в области строительных материалов, в лакокрасочной промышленности, пищевой и других отраслях промышленности для проведения процессов с рабочими средами жидкость-жидкость и жидкость-твердое тело.
Известен насос-диспергатор-смеситель, содержащий корпус с технологическими штуцерами и вращающийся в нем дисковый ротор. Диски ротора содержат винтовые лопатки и размещены между стационарными перфорированными дисками [1].
Компоненты рабочей жидкости поступают в корпус по технологическим штуцерам. Винтовые лопатки измельчают и нагнетают компоненты в перфорацию стационарных дисков. Выходя из отверстий стационарных дисков, компоненты рабочей жидкости снова подвергаются дроблению, смешению и нагнетанию в следующую ступень и т.д.
Недостатками устройства являются непригодность для диспергирования высокоабразивных текучих сред большой вязкости (например, цементное тесто), низкая износостойкость и недостаточная производительность, т.к. спектр излучаемых частот находится в узком диапазоне и имеет низкую интенсивность. Перфорация в стационарных дисках вызывает упругие колебания звукового и ультразвукового диапазонов частот только при значительных давлениях рабочей среды и высоких скоростях потока, а винтовые лопатки не создают высоких давлений.
Известен также ультразвуковой размельчитель механических примесей в жидкости, содержащий пустотелую вертикальную ось, на которую насажены два диска: нижний и верхний. Верхний диск поджат грузом. Через пустотелую ось в зазор между верхним и нижним дисками подают рабочую жидкость с измельчаемым сырьем. Проходя по зазору, рабочая жидкость вызывает ультразвуковые колебания дисков, которые осуществляют сверхтонкое размельчение сырья. При изменении расхода рабочей жидкости пропорционально меняется величина зазора между дисками за счет поднятия-опускания груза, что позволяет иметь постоянное давление (около 0,2 МПа) рабочей жидкости в зазоре [2].
Недостатками размельчителя являются: низкая производительность по сверхтонкому измельчению сырья из-за большой инерционности прижимного груза и низких скоростей рабочей жидкости в зазоре; некачественное измельчение, обусловленное быстрым выносом твердых частиц из зазора потоком рабочей жидкости без разрушающего механического воздействия на них колеблющихся дисков; плохая работоспособность в качестве смесителя из-за растекания рабочей жидкости по поверхности дисков без перемешивания ее слоев; плохая гомогенизирующая способность из-за затруднительности выхода размельчителя на ультразвуковой режим; обязательное наличие насоса, нагнетающего рабочую жидкость в зазор между дисками; склонность к засорению, особенно при работе на жидкостях, содержащих волокнистые твердые компоненты, например растительную клетчатку.
Известен принятый в качестве прототипа диспергатор-смеситель, содержащий корпус с технологическими патрубками и конусообразное рабочее колесо, выполненное из набора разновеликих дисков с диаметрами, увеличивающимися по ходу движения смеси [3].
Недостатком устройства являются низкие производительность, надежность и качество смеси.
Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков, то есть повышение производительности, надежности и качества смеси.
Поставленная цель достигается тем, что в насосе-диспергаторе-смесителе, состоящем из корпуса с технологическими патрубками и рабочего колеса, состоящего из набора разновеликих дисков с диаметрами, увеличивающимися по ходу движения, диски через один выполнены с вырезами, образующими винтовые каналы вдоль оси рабочего колеса.
Наличие на рабочем колесе индивидуальных дисков позволяет их быстро и дешево заменять в случае их поломок.
Выполнение дисков с лопатками позволяет снизить скорости вращения дисков, не снижая качества диспергирования. Разрушение твердых компонентов в рабочей жидкости будет происходить в основном не за счет среза и истирания (что есть у прототипа), а за счет среза, истирания и удара лопаток по частицам, а также за счет их раздавливания в зазорах между дисками (и лопатками) при их акустических колебаниях и действия пригруза, обусловленного градиентом давления.
Расположение каналов, образованных вырезами по винтовой линии позволяет: работать на вязких и абразивных рабочих средах, т.к. лопатки формируют собой шнек; иметь большую производительность, т.к. лопатки формируют собой ступень рабочего колеса; иметь большое давление нагнетания, т.к. лопатки формируют собой центробежную ступень рабочего колеса.
Таким образом, рабочее колесо трения дискового типа превращается в осецентробежное колесо-излучатель ультразвуковых и звуковых колебаний, а его лопатки - в пластинчатые резонаторы широкой полосы частот.
На фиг.1 схематически изображен насос-диспергатор-смеситель в продольном разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг. 1.
Лопатки расположены по винтовой линии, на фиг.3 заштриховано.
Насос-диспергатор-смеситель состоит из корпуса 1 с технологическими патрубками 2 и 3 для подачи компонентов жидкой рабочей среды в корпус 1, патрубка 4 для отвода отработанного продукта из корпуса 1 и рабочего колеса 5, состоящего из пакета разновеликих индивидуальных дисков 6 с вырезами, образующими винтовые каналы вдоль оси рабочего колеса 5 и лопатки 7, и с осевым зазором 8 относительно друг друга. Длина лопаток 7 должна быть в пределах 7-10 их толщин, количество их на одном диске 6 рекомендуется не более четырех, т.к. в противном случае возможно забивание рабочего колеса, в частности, волокнистыми материалами. Осевой зазор 8 рекомендуется выполнять с помощью разновеликих дистанционных шайб 9 равной толщины. Диски 6 и дистанционные шайбы 9 крепятся на приводном валу рабочего колеса 5 известным способом, например с помощью глухой гайки 10.
Работа насоса-диспергатора-смесителя осуществляется следующим образом. Рабочая жидкость с твердыми или волокнистыми компонентами подается через входные патрубки 2 и/или 3 на вход в рабочее колесо 5. При вращении рабочего колеса 5 винтообразно расположенные на нем лопатки 7 образуют в совокупности осецентробежное шнекообразное рабочее колесо. Это дает насосу-диспергатору-смесителю возможность работать на вязких, абразивных и волокнистых жидких средах с большой производительностью и давлением на выходе. При этом лопатки 7 периодически изгибаются под действием перепада давления в сторону патрубков 2 и 3 и выпрямляются в обратную сторону под действием центробежных сил, а также совершают звуковые и ультразвуковые колебания под действием набегающего на них потока рабочей жидкости. При этом твердые компоненты рабочей жидкости подвергаются ударом лопаток 7, а частицы, попавшие в осевой зазор 8, подвергаются истиранию, срезу и раздавливанию в нем. Центробежные силы выносят частицы из осевого зазора 8 и пространства между шагами лопаток 7 на периферию в виде готового продукта, откуда он отводится через патрубок 4 под давлением нагнетания. В случае износа или поломок лопаток 7 осуществляется индивидуальная замена дисков 6.
Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в высоком его техническом уровне, в большой производительности, обусловленной интенсификацией процесса диспергирования и смешения за счет использования большого числа воздействующих эффектов (срез, раздавливание, истирание, удар, звуковые, ультразвуковые и кавитационные явления, турбулизация и повышенное давление), а также в отсутствии забивания рабочего колеса твердыми, в том числе волокнистыми, компонентами рабочей жидкости из-за постоянного колебания лопаток, что повышает надежность насоса-диспергатора-смесителя при работе.
НАСОС-ДИСПЕРГАТОР-СМЕСИТЕЛЬ, содержащий корпус с технологическими патрубками и конусообразное рабочее колесо, выполненное из набора разновеликих дисков с диаметрами, увеличивающимися по ходу движения смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, надежности и качества смеси, диски через один выполнены с вырезами, образующими винтовые каналы вдоль оси рабочего колеса.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
www.findpatent.ru
