Диспергатор

 

Диспергатор, содержащий корпус, размещенное в нем на приводном валу центробежное лопастное колесо с закрепленным на нем цилиндрическим кольцом с окнами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и интенсификации процесса диспергирования, центробежное лопастное колесо снабжено дополнительными концентричными цилиндрическими кольцами с окнами, при этом кольца размещены на расстоянии одно от другого, передние по ходу вращения стенки окон - под острым углом, а противоположные им - предпочтительно под прямым углом к направлению вращения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„, 1577811 (51)5 В 01 F 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3601657/23-26 (22) 02.06.83 (46) 15.07.90. Бюл. № 26 (71) Минский филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектно-конструкторского института механизированного и ручного строительно-монтажного инструмента, вибраторов и строительно-отделочных машин (72) В. С. Нисневич, М. А. Цвирко, М. Г. Бакштейн, А. Н. Боровский, 10. 3. Шульман и Л. A. Спирин (53) 66.063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 806097, кл. В 01 F 3/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 773311, кл. F 04 А 1/00, 1979.

Изобретение относится к устройствам для приготовления эмульсий и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, пищевой, фармацевтической, лакокрасочной и некоторых других отраслях промышленности.

Известно устройство для диспергирования жидких сред, содержащее корпус и лопастное центробежное колесо, внешняя поверхность лопаток которого выполнена с рифлениями определенной формы, а в лопатках выполнены профилированные отверстия.

В этом устройстве диспергирование происходит под действием кавитации, возникающей при скольжении жидкости вдоль рифленой поверхности лопастей и при многократном сужении и расширении потока жидкости в профилированных отверстиях. Наличие отверстий в лопастях снижает насосный эффект и уменьшает производительность и качество диспергирования. Кроме того, обработке подвергается лишь часть диспергируемого состава, та, которая примыкает (54) (57) ДИСПЕРГАТОР, содержащий корпус, размещенное в нем на приводном валу центробежное лопастное колесо с закрепленным на нем цилиндрическим кольцом с окнами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и интенсификации процесса диспергирования, центробежное лопастное колесо снабжено дополнительными концентричными цилиндрическими кольцами с окнами, при этом кольца размещены на расстоянии одно от другого, передние по ходу вращения стенки окон — подострым углом, а противоположные им — предпочтительно под прямым углом к направлению вра щения. к лопастям и продавливается через отверстия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является диспергатор, содержащий корпус, размещенное в нем на приводном валу центробежное лопастное колесо с закрепленным на нем цилиндрическим кольцом с окнами, концентрично которому с зазором установлено кольцо с окнами, закрепленное в корпусе.

В этом устройстве весь объем перекачиваемого состава проходит через окна в кольцах и диспергируется в результате механического воздействия движущихся относительно друг друга колец, разрыва струи в зазоре между кольцами, турбулентности потока в окнах колец и кавитации, которая возникает при перекрытии окон при относительном движении колец. Однако интенсивность кавитации невелика из-за кратковременности ее действий и наличия. избыточного статического давления на выходе

1577811 из окон в кольцах, обусловленного центробежными силами, достигающими максимального значения на периферии колеса.

Влляние остальных факторов на качество диспергирования также невелико. Указанные причины определяют основной недостаток данного устройства — низкий уровень диспергирования.

Цель изобретения — повышение качества и интенсификация процесса диспергирования.

Поставленная цель достигается тем, что в диспергаторе, содержащем корпус, размещенное в нем на приводном валу центробежное лопастное колесо с закрепленным на нем цилиндрическим кольцом с окнами, центробежное лопастное колесо снабжено дополнительными концентричными цилиндрическими кольцами с окнами, при этом кольца размещены на расстоянии друг от друга, передчие по ходу вращения стенки окон размещены под острым углом, а противоположные им — предпочтительно под прямым углом к направлению вращения.

На фиг. 1 изображен диспергатор, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1.

Диспергатор содержит корпус 1, в котором на валу 2 закреплено центробежное лопастное колесо 3, и крышку 4 с входным отверстием 5. Крышка Ф совмест»o с корпусом 1 образует рабочую камеру б в форме

«улитки», наибольшее сечение которой со- 3 прягается с выходным отверстием 7. Центробе>кное лопастное колесо 3 имеет спира.;,ьные лопасти 8, полости 9 между которыми служат частью каналов для прохода диспергируемой жидкости. В лопастях 8 концентрично валу 2 с зазором относительно з друг друга закреплены цилиндрические кольца 10 с окнами 11. Стенки 2 окон 11, являющиеся задними по ходу вращения центробежного лопастного колеса 2, выполнены предпочтительно под прямым углом к направлению вращения, а стенки 13 являющиеся передними по ходу вращения колеса

3, образуют с направлением вращения острый угол. Ширина окон 11 на выходе из колец 10 меньше ширины полости 9 в том же сечении,в результате чего окна 11 сов- л,5местно с йолостями 9 образуют ступенчатые каналы с многократным сужением и резким расширением.

Диспергатор работает следующим образом.

Центробежное лопастное колесо 3 полу- 50 чает вращение ог привода (не показан) через приводной вал 2. Диспергиоуемая жидкость подается через входное отверстие

5 и, увлекаемая лопастями 8 под действием центробежных сил, образует поток, проходящий по каналам к выходному отверстию 7. Благодаря форме окон 11 поток достигает наибольшей скорости на выходе из окон 11, что сопровождается ростом скоростного и соответствующим снижением статического напора. Кроме того, статический напор в этом сечении снижается за счет потерь давления из-за резкого расширения сечения канала и разрежения, обусловленного насосным эффектом. Величина разрежения возрастает от периферии к центру центробежно-о лопастного колеса 3.

При этом на выходе из окон 11 развивается устойчивая кавитация с наибольшей интенсивностью в зоне ближайшего к центру кольца 10. Кавитационные пузырьки выносятся потоком жидкости в зону повышенного давления и схлопываются в диспергируемой жидкости, осуществляя дробление частиц внутренней фазы (кавитация срывного типа) . Весь объем перекачиваемой жидкости подвергается диспергированию.

Таким образом, ступенчатые каналы, образованные окнами 11 и полостями 9, с многократным сужением и резким расширением проходных сечений обеспечивают образование интенсивнол кавитации, обеспечивающей высокий уровень диспергирования состава, а наличие радиальных и тангенциальных составляющих скоростей в движущемся потоке в сочетании с формой каналов обеспечивает формирование кавитации cphlBHQT0 типа, при которой схлопывание кавитацианных пузырьков происходит не на стенках канала, а в массе диспергируемого материала, что повышает эффективность диспергирования и долговечность рабочего органа.

Суживающиеся по ходу потока окна 11 в кольца>: 10 обеспечивают создание высокой скорости истечения струи жидкости и местного снижения статлческого давления за счет роста скоростного напора и за счет потерь при резком расширении проходного сечения канала. При этом потери на входе в окна 11 сводятся к минимуму, что позволяет увеличить скорость потока и связанные с этим производительность и качество дпспергирования.

Расположение стенок 12 окон 11 под прямым углом к направлению вращения колеса

3;.сключает появление составляющих сил, направленных против движения потока жидкости в окнах 1, повышая величину расхода жидкости через окка.

Составитель В. Нисневич

Редактор Н. Горват Техред А. Кравчук Корректор В. Гирняк

Заказ 1872 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101