Роликовый диспергатор
Изобретение относится к роликовым диспергаторам и позволяет повысить качество диспергирования путем использования эффектов кавитации и объемного вытеснения при упрощении конструкции. Диспергатор содержит ротор 10 с установленными в его пазах роликами 5. На внутренней поверхности корпуса 1 размещена роликовая дорожка 3 эксцентрично оси корпуса. Ролики 5 выполнены пустотелыми и установлены с зазором между ними и торцами крышки и корпуса, равным 0,05-0,5 мм. 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (1)5 В О1 F 7/28
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4492495/23-26 (22) 29.08.88 (46) 07.11.90. Бюл. N - 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений (72) А„К„Курочкин и Г.А,Сергеев (53) 66.063(088.,8) (56) Авторское свидетельство СССР
h 1187874, кл„ В 02 С 15/08, 1981, (54) РОЛИКОВЫЙ ДИС11ЕРГАТОР (57) Изобретение относится к роликовым диспергаторам и позволяет новь сить качество диспергирования путем использования эффектов кавитации и объемного вытеснения при упрощении конструкции. Диспергатор содержит ротор !О с установленными в его пазах роликами 5, На внутренней поверхности корпуса 1 размещена роликовая дорожка 3 эксцентрично оси кор»уса. Рлики 5 выполнены пустотелыми и установлены с зазором между ними и торцами крышки и корпуса, равным 0,050,5 мм. 4 ил, 1604448
Изобретение относится к химическому и сельскохозяйСтвенному машиностроению, в частности к оборудованию по производству и применению химических средств защиты растений с использова I нием методов гидроакусшического воздействия и механической активации на гетерогенные рабочие среды.
Цель изобретения — повышение ка- Ið чества диспергирования путем использования эффектов кавитации и объемного вытеснения при упрощении конструкции.
На фиг.1 схематически изображен !5 диспергатор, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l íà фиг.3 - показана схема всасывания, сжатия, выкида, направление движения и перетока нагнетаемого потока; на фиг 4 — расположение роликового диспергатора в емкости и схема движения в ней рабочей среды.
Роликовый диспергатор состоит из корпуса 1 и крышки 2. На внутренней 25 поверхности корпуса выполнена эксцентричная его оси роликовая дорожка
3. В корпусе 1 выполнены канал 4 для подвода рабочей среды в рабочую зону роликов 5 и расточка 6 под уплотне- 30 ния, подшипник 7 и соединение со штангой 8. В корпусе 1 размещен приводной вал 9, на котором-жестко закреплен ротор 10, снабженный радиальными пазами 11 под ролики 5. Ролики
5 выполнены пустотелыми для обеспечения принудительного барботажа в них жидкости и размещены в радиальных пазах 11 и между торцами крышки 2 и корпуса 1 с зазором 0,05-0,50 мм для ка- 40 витацнонного перетока рабочей среды из одной части рабочей эоны роликов и дру Kо
Зазор 0,05-0,5 мм является оптимальным с точки зрения обеспечения рабочего цикла: всасывания, сжатия, кавитационного перетока рабочей среды и выкида ее из рабочей эоны роликов g потребителю. Увеличение зазора снижает эффективность кавитационного диспергирования, уменьшение зазора ведет к увеличению энергозатрат и снижению работоспособности диспергатора.
В крышке 2 вылолнены отверстия 12
55 для отвода рабочей среды из рабочей эоны роликов к потребителю. В случае выполнения роликового диспергатора в погружном варианте в крышке 2 рекомендуется выполнить канал 13, а в корпусе 1 - канал 14 для обеспечения восходяще-нисходящего движения рабочей среды в емкости 15.
В случае выполнения роликового диспергатора в выносном варианте каналы 4, 14 и отверстия 12 снабжаются штуцерами (не показаны) для соединения с источником рабочей среды и потребителем готовой продукции.
Роликовый диспергатор работает следующим образом.
При вращении ротора 10 от приводного вала 9 ролики 5 прижимаются центробежной силой к эксцентричной роликовой дорожке 3 и, проскальзывая в радиальных пазах 1, катятся по ней, осуществляя раздавливание твердых компонентов рабочей среды. За счет эксцентриситета роликовой дорожки 3 происходит периодическое возвратнопоступательное перемещение роликов 5 в радиальных пазах 11 ротора 10. При этом свободные от роликов S объемы радиальных пазов 11 и объемы 16 (фиг.2) изменяются от минимума до максимума за один оборот ротора 10, При увеличении объемов радиальных пазов 11 и объемов 16 через каналы 4. происходит всасывание рабочей среды, переток ее по торцовым и радиальным зазорам между роликами 5 и контактирующими с ними элементами ротора IO, корпуса 1 и крышки 2 и заполнение объемов 16, радиальных пазов 11 и пустот роликов 5 рабочей средой (фиг.3).
При уменьшении объемов 16 радиальных пазов 11 происходит сжатие рабочей среды, "схлопывание" образовав" шихся при всасывании каверн, кавитационный переток рабочей среды по тор" цовым и радиальным зазорам между роликами 5 и контактирующими с ними, элементами ротора 1.О, корпуса 1 и крышки 2 на выход через отверстие 12 и/или в.каналы 13, 14 и в емкость 15.
При этом происходит естественная "щелевая" фильтрация суспензии, отбрасывание крупных частиц к периферии и раэдавливание их. Если частицы не дробятся и/или образуют наклеп., то при накатывании на них роликов 5, по.следние утопают в радиальных пазах
11. Между роликовой дорожкой 3 и роликами 5 образуется щелевой зазор, В этот зазор с высокой скоростью устремпяется всасываемая или нагнетае9604448
55 мая рабочая среда, которая за счет сдвиговых напряжений разрушает наклеп или выбивает недробимые частицы на повторный размол.
Выполнение роликовой дорожки непосредственно на корпусе упрощает конструкцию и технологию изготовления роликового диспергатора, исключает неорганизованный переток жид" кости из одной герметичной камеры в другую (по сравнению с вариантом вставного размольного кольца) по местам сопряжения вставного размольного кольца с корпусом, Кажущийся выигрыш в долговечности роликового диспергатора, например sa счет замены изношенного раэмальнога кольца новым, необоснован, так как вместе с изношенным кольцом необходимо менять и ролики, а также корпус и крьппку из"за износа их торцовых стенок.
Выполнение роликов пустотелыми обеспечивает три основных функции: кавитациак п!й переток жидкости через торцовые зазоры между корпусом и роликами, а также между роликами и крышкой из эоны повышеннага давления в зону "пустот" ролика . ка выход: эта обеспечивает кавитяциаккую обработку продукта в »пустота. " роликов: смешение рабочей среды в "пустотах" ров ликов за счет барбатяжаз происходящего при качении роликов по эксцентричной роликовой дорожке и вращении их вокруг своей оси; при этом. возникающее центробежное поле отбрасывает частицы к торцам кар.!уса и крышки, т.е. в зону интексивкага кавитациакного и истирающега воздействия, что повьппает качество диспергиравапия; и, наконец, функцию -ñ,!!o яика: это исключает потребность в OIIellHBJlbHQM распределительном ус.-.райстве, что упрощает конструкцию.
Эксцентричная ролика ая дорожка служит для засасывания и выталкивания среды в результате образования камер переменного объема, а также для выполнения роли наковальни (a ролики — молотка, „ чта обеспечивает раздавливакиг твердь)х частичек, попавших между дорожкой и роликами, Это повышает качества диспергировакия. Кавитационкьп! эффект вазкикаст при образовании камер пергыенкага объема. Однако вид кавитации и, следовательно, эффект от нее раэлич!!ый.
В зоне всасывания (фиг. 3) возникает вакуумная кавитация, т.е. происходит "вскипание" жидкости с образованием больших газовых пузырьков — каверн, которые не схлопываются и, следовательно, не оказывают разрушающего воздеиствия.
В зоне сжатия происходит повышение давления и, следовательно, схлопывание каверн. Это вызывает обилие кумулятивных микроструек, которые, двигаясь со скоростями 800-1000 м/ч, вызывают большие сдвигавые налряжения и разрушение частичек рабочей среды, В зоне выхода действует в основном струйная кявитация, т.е. рабочая среда из зоны сотня через торцовые эа зары между роликами и корпусом, роликалп и крышкой впрыскинается в зоHb! Пустот роликов, ас ществляя в основном кавитяцпа»ную обработку рабочей среды в замкнутом объеме, 1!ри этом схлапь .ва!и!г !и!кракавсрк асуще T вляется за счет саудярекпя струй друг с другам и са стенками аппарата., Пр кя-Ie»II!I раг!.!кав па эксце»с р»чКСй раЛИКазай,-а..ажК.=. —;O.:.ажиь! ..-.;=ггяпия роликов ка твердые частицы обрабатываемой средь!„Прп этом между эксце»трич»ай роликовой дорожкой и роликами образуется зпзар, равный размеру дисг!грспи. Через этот зазор, я также через торцовые зазоры между роликами и кар! усам, раликяьп! и крьш.— кай возможна струйное истечение из зоны повыше»ногo давления в заку с меньшим давлением, 13 там числе и B 3oзону всясыва»пя. Б этом случяе в зоне всясывякия также пра»сходит кявитациа»кяя обработка рабочей среды, Таким образам, к!!витяциап!!яя обработка материала осуществляется ва всех зонах, т„.е.- косит абщ:!й характер„-Однако эффгктивпасть кялитационнай абрябаткп па зонам разя!»якая, Эффективность кап»тяп!!ак»ай обработки зависит»г та ».I При очень больших зазорах (более 0,5 мм) снижается. эффективность кавитационной обработки в зоне сжатия и увеличивается в зонах выхода и всасывания за счет более мощных струй- . ных перетоков рабочей среды из зоны повышенного давления в зону пониженного давления, 10 Таким образом, зазор 0,05-0,5 мм является оптимальным для каждой зоны. Эффективность изобретения заключается в отсутствии дополнительных нагнетательных устройств9 так как f5 роликовый диспергатор сам работает как объемный нагнетатель, простоте конструкции ; возможности простого регулирования тонины помола и размола недробимых частиц, например, путем увеличения числа оборотов ротора 10 и, следоватеЛьно, величины раздавливающей центробежной силы, действующей на ролики 6, использование эффектов механического разрушения и гидродина- 25 мической кавитации, барботажа рабочей среды в пустотах роликов 6, вы" сокнх давлений и скоростей перетекающих струй для самоочистки роликового диспергатора от наклепов, использование эффекта "схлопывающихся" под большим давлением каверн и эффекта щелевой фильтрации позволяет получать продукцию высокого качества. Формула изобретения с Роликовый диспергатор, содержащий установленный в корпусе с крышкой ротор с.размещенными в его пазах роликами, контактирующими с роликовой дорожкой и установленными между торцами корпуса и крышки с зазором, каналы для подвода и отвода среды, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества диспергирования путем использования эффектов кавитации и объемного вытеснения при упрощении конструкции, роликовая дорожка размещена на внутренней поверхности корпуса эксцентрично его оси, при этом ролики выполнены пустотелыми и зазор между роликами и торцами крышки и корпуса составляет 0,05 0,50 мм. 1604448 4" 4 Йи Корректор В, Гирняк Редактор Н.Гунько Техред M.Äèäûê Заказ 3414 Тираж 510 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
