Перемешивающее устройство
Владельцы патента RU 2433860:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к перемешивающим устройствам, используемым в химической промышленности. Перемешивающее устройство содержит корпус, ротор и статор в виде плоских спиралей, загрузочный и разгрузочный патрубки, привод вращательного движения. Спирали ротора и статора выполнены в виде спиралей Архимеда. Спирали статора выполнены зеркально относительно спирали ротора. Ротор в плоскости спирали выполнен перфорированным. Отношение высоты спирали ротора к высоте спирали статора составляет 4:1. Технический результат состоит в интенсификации процесса перемешивания и диспергирования суспензий и уменьшении геометрических размеров перемешивающих устройств. 4 ил.
Изобретение относится к перемешивающим устройствам, используемым в химической промышленности, позволяет интенсифицировать процесс перемешивания и диспергирования суспензий и уменьшить геометрические размеры перемешивающих устройств.
Известны перемешивающие устройства (Патент РФ №2314381, МПК В02С 7/12, 2008, Патент РФ №2343978, МПК В02С 7/12, 2009), включающие корпус, ротор и статор в виде плоских спиральных ножей, загрузочный и разгрузочный патрубки, привод вращательного движения, причем ножи ротора выполнены зеркально относительно ножей статора.
Основным недостатком таких устройств, является узкая область их применения, в основном для мокрого измельчения.
Известна роторная гидравлическая мельница (Патент РФ №2081701, МПК В02С 7/00, 1997) содержащая корпус, ротор и статор в виде плоских криволинейных поверхностей, загрузочный и разгрузочный патрубки и привод вращательного движения.
Основным недостатком роторной гидравлической мельницы является высокая кратность обработки суспензии в случае использования мельницы в качестве смесителя и диспергатора лакокрасочных материалов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является перемешивающее устройство (Авторское свидетельство СССР №1291195, МПК В01 7/16, 1987), прототип, содержащее корпус, ротор и статор в виде плоских спиралей, загрузочный и разгрузочный патрубки, привод вращательного движения.
Основным недостатком перемешивающего устройства является то, что оно не предназначено для работы с большими угловыми скоростями. Поскольку ротор и статор соединены плоскими спиральными пружинами и практически вращаются с одинаковыми угловыми скоростями, такое устройство не может обеспечить качественное перемешивание и диспергирование суспензий.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности перемешивания и диспергирования суспензий с использованием положительных качеств роторных смесителей со спиральными каналами.
Решение поставленной задачи и технические результаты достигаются тем, что в предлагаемом перемешивающем устройстве плоские спирали ротора и статора выполнены в виде спирали Архимеда, спирали статора выполнены зеркально относительно спирали ротора, и ротор в плоскости спирали выполнен перфорированным, отношение высоты спирали ротора и высоты спирали статора составляет 4:1.
Отношение высоты спирали ротора и высоты спирали статора установлены 4:1 для того, чтобы балансы потоков суспензии, проходящие через плоские спирали ротора и статора были одинаковыми.
Такое конструктивное исполнение перемешивающего устройства позволяет обеспечить интенсивные противоточные радиальные потоки суспензии, а следовательно, перемешивание и диспергирование суспензий без применения специального напорного оборудования.
На фигуре 1 изображено в разрезе перемешивающее устройство. На фигуре 2 показано расположение спиралей ротора и спиралей статора относительно друг друга. На фигуре 3 и 4 показаны спирали ротора и статора.
Перемешивающее устройство содержит торообразный корпус 1, внутри которого смонтированы ротор 2 и статор 3 в виде плоских спиралей Архимеда, спирали статора выполнены зеркально относительно спирали ротора, загрузочный 4 и разгрузочный 5 патрубки, патрубок для отвода газа 6, привод вращательного движения 7, запорные устройства 8, 9. Ротор в плоскости спирали выполнен перфорированным.
Перемешивающее устройство работает следующим образом.
Подлежащая переработке суспензия загружается через загрузочный патрубок 4 внутрь торообразного корпуса 1. В процессе загрузки суспензии в корпус газ отводится через патрубок 6. По окончании процесса загрузки запорные устройства 8, 9 патрубков 4-6 закрываются. Включается привод вращательного движения 7 ротора 2. При вращении ротора 2 жидкость по верхним и нижним спиральным каналам ротора движется от оси ротора к его периферии. Жидкость, находящаяся в верхних и нижних спиральных каналах статора, также начинает движение либо спутное с жидкостью ротора, либо в противоположную сторону. Отношение величин относительных скоростей движения жидкости в спиральных каналах ротора и статора в зависимости от направления скорости вращения ротора и конструктивного исполнения спиралей могут быть значительными. Циркуляция суспензии в радиальном направлении обеспечивается как по спиральным каналам ротора и статора, так и через патрубки 4, 5, как без применения, так и с применением напорного оборудования.
Потоки суспензии, движущиеся с разными относительными скоростями в каналах ротора и статора, взаимодействуют между собой в зазорах между ротором и статором, при этом суспензия подвергается интенсивному гидродинамическому воздействию, происходит перемешивание и разрушение агломератов твердой фазы суспензии путем истирания, сдвига, удара. По окончании процесса перемешивания суспензия выводится из корпуса устройства через разгрузочный патрубок 5.
Перемешивающее устройство, содержащее корпус, ротор и статор в виде плоских спиралей, загрузочный и разгрузочный патрубки, привод вращательного движения, отличающееся тем, что плоские спирали ротора и статора выполнены в виде спирали Архимеда, спирали статора выполнены зеркально относительно спирали ротора, и ротор в плоскости спирали выполнен перфорированным, отношение высоты спирали ротора и высоты спирали статора составляет 4:1.
