Устройство для смешения и диспергирования

Авторы патента:

B01F3/00 - Смешивание, например эмульгирование или диспергирование, в зависимости от смешиваемых фаз

Владельцы патента RU 2586564:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") (RU)

Изобретение относится к области химического машиностроения, в частности устройствам для смешения и диспергирования жидких гетерогенных систем, лакокрасочных материалов, приготовления различных суспензий и эмульсий. Устройство для смешения и диспергирования содержит раму, привод вращательного движения, кинематически связанный с ротором, выполненным в виде цилиндра, один конец которого погружен в статор, изготовленный в виде цилиндрической трубы, емкость для смешиваемых материалов. Ротор выполнен полым, наружная его часть изготовлена из цилиндрических сегментов, сегменты закреплены друг за другом по периметру ротора одними боковыми ребрами с помощью цилиндрических шарниров, внутренняя часть ротора изготовлена в виде открытого со стороны оснований полого усеченного конуса, расширяющегося кверху, высота конуса в два раза больше высоты цилиндрической части ротора, статор и цилиндрические сегменты ротора выполнены из износостойкого неметаллического материала, статор жестко прикреплен к внутренним стенкам емкости, емкость оснащена рубашкой для теплоносителя. Изобретение позволяет обеспечить надежную циркуляцию жидкости, необходимые зазор и прижимные усилия между ротором и статором в течение всего срока службы до момента их окончательного износа и ремонтопригодность. 1 ил.

Известен роторный аппарат (патент РФ на полезную модель №97061, 2010, МПК B01F 3), содержащий раму, приводы вращательного движения, кинематически связанные с роторами, одни концы которых погружены в статор, емкость для смешиваемых материалов. Основным недостатком данного роторного аппарата является то, что он малоэффективен для производства высококачественных суспензий, например лакокрасочных материалов, при приготовлении которых требуется обеспечить дезагрегацию твердых частиц. Этого можно достигнуть только с применением растирающих поверхностей.

Известен роликовый диспергатор (авторское свидетельство СССР №1604448, 1990, МПК A1), содержащий раму, привод вращательного движения, кинематически связанный с ротором, выполненным в виде цилиндра с роликами, один конец которого погружен в статор, изготовленный в виде цилиндрической трубы, емкость для смешиваемых материалов. К основным недостаткам роликового диспергатора применительно к перемешиванию и диспергированию жидких гетерогенных систем следует отнести незначительное время действия на суспензию сдвиговых усилий роликов.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предлагаемому изобретению является устройство для смешения и диспергирования (полезная модель РФ №135270, 2013, МПК B01F 3/00), прототип, содержащий раму, привод вращательного движения, кинематически связанный с ротором, выполненным в виде цилиндра, один конец которого погружен в статор, изготовленный в виде цилиндрической трубы, емкость для смешиваемых материалов. К основным недостаткам устройства применительно к перемешиванию и диспергированию жидких гетерогенных систем следует отнести сложность регулирования сдвиговых усилий между постепенно изнашивающимися цилиндрическими рабочими поверхностями ротора и статора.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности процессов перемешивания и диспергирования жидких материалов.

Решение указанной задачи достигается тем, что ротор выполнен полым, наружная его часть изготовлена из цилиндрических сегментов, сегменты закреплены друг за другом по периметру ротора одними боковыми ребрами с помощью цилиндрических шарниров, внутренняя часть ротора изготовлена в виде открытого со стороны оснований полого усеченного конуса, расширяющегося кверху, высота конуса в два раза больше высоты цилиндрической части ротора, статор и цилиндрические сегменты ротора выполнены из износостойкого неметаллического материала, статор жестко прикреплен к внутренним стенкам емкости, емкость оснащена рубашкой для теплоносителя.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для смешения и диспергирования.

Устройство для смешения и диспергирования содержит раму 1, цилиндрическо-коническую емкость 2 для смешиваемых материалов, привод вращательного движения 3, кинематически связанный с ротором 4. Ротор 4 выполнен в виде цилиндра, один конец которого погружен в статор 5, изготовленный в виде цилиндрической трубы, жестко закрепленной в цилиндрической части емкости 2. Ротор 4 выполнен полым, наружная его часть изготовлена из цилиндрических сегментов 6. Сегменты 6 закреплены друг за другом по периметру ротора одними боковыми ребрами с помощью цилиндрических шарниров 7. Внутренняя часть ротора 4 изготовлена в виде открытого со стороны оснований полого усеченного конуса 8, расширяющегося кверху. Усеченный конус 8 смонтирован на вертикальном валу 9 с помощью лопаток 10. Вал 9 установлен в подшипниковых узлах 11. Высота конуса 8 в два раза больше высоты цилиндрической части ротора 4. Статор 5 и цилиндрические сегменты 6 ротора 4 выполнены из износостойкого неметаллического материала. Емкость 3 оснащена рубашкой 12 со штуцерами 13, 14 для ввода и вывода теплоносителя. Цилиндрическо-коническая емкость 2 снабжена герметичной крышкой 15 и патрубками 16, 17 для ввода и вывода материалов.

Устройство для смешения и диспергирования работает следующим образом.

Заполнение внутреннего объема цилиндрическо-конической емкости 2 подлежащими переработке жидкими компонентами смеси (например, суспензией) производится через патрубок 16. При вращении ротора 4 суспензия из нижней части корпуса 2 поднимается действием центробежных сил инерции по внутренней поверхности усеченного конуса 8, сливается в зазор между ротором 4 и статором 5 и подвергается интенсивному растирающему воздействию. При этом за счет высоких сдвигающих усилий и значительного времени нахождения суспензии между растирающими поверхностями пластин достигается интенсивное разрушение агломератов твердой фазы, их дезагрегация и перемешивание. Продукт отводится из емкости 2 через патрубок 17. Использование рубашки позволяет поддерживать необходимую температуру смеси.

Указанные преимущества предлагаемого устройства для смешения и диспергирования жидких гетерогенных систем, по сравнению с известными, обеспечиваются новой совокупностью конструктивных элементов. Использование ротора нового конструктивного исполнения позволяет обеспечить надежную циркуляцию жидкости, необходимые зазор и прижимные усилия между ротором и статором в течение всего срока службы до момента их окончательного износа и ремонтопригодность, т.е. нетрудоемкую и быструю замену статора и сегментов ротора.

Устройство для смешения и диспергирования, содержащее раму, привод вращательного движения, кинематически связанный с ротором, выполненным в виде цилиндра один конец которого погружен в статор, изготовленный в виде цилиндрической трубы, емкость для смешиваемых материалов, отличающееся тем, что ротор выполнен полым, наружная его часть изготовлена из цилиндрических сегментов, сегменты закреплены друг за другом по периметру ротора одними боковыми ребрами с помощью цилиндрических шарниров, внутренняя часть ротора изготовлена в виде открытого со стороны оснований полого усеченного конуса, расширяющегося кверху, высота конуса в два раза больше высоты цилиндрической части ротора, статор и цилиндрические сегменты ротора выполнены из износостойкого неметаллического материала, статор жестко прикреплен к внутренним стенкам емкости, емкость оснащена рубашкой для теплоносителя.

Группа изобретений относится к фармацевтической области и касается способов стабилизации активного фармацевтического ингредиента в концентрированном растворе для орального введения, который включает 42-52 мас.% воды, 47-57 мас.% полиэтиленгликоля, имеющего среднюю молекулярную массу 3015-3685 Дальтон; 0,05-0,36% бензоата натрия и фармацевтически приемлемую кислоту.

Способ получения стабильной дисперсии геля поливинилового спирта в виде порошка // 2574403

Изобретение относится к способу получения стабильной дисперсии геля поливинилового спирта в виде порошка, стабилизированной гидрофобизированным нанокремнеземом, устойчивой к циклам оттаивания и замерзания.

Способ учета расхода одоранта на одоризационных установках капельного типа и устройство для его осуществления (варианты) // 2565370

Изобретения относятся к способу и устройству измерения расхода жидких сред, в частности одоранта, и могут быть использованы, например, в газовой промышленности, химической и нефтехимической.

Способ ультразвуковой кавитационной обработки жидких сред // 2540608

Изобретение относится к области кавитационной обработки жидких сред, а также сред, где удельное содержание воды или иной жидкой фазы превышает ~40-50% от общей массы. Способ ультразвуковой кавитационной обработки жидких сред, в котором режим резонансной акустической кавитации формируется внутри проточной механической колебательной системы-канала, генерирование звуковых колебаний осуществляется синфазно на каждой стороне канала с амплитудой, превышающей порог акустической кавитации для движущейся жидкой среды.

Способ получения наномодифицированных полимерных материалов // 2523716

Изобретение относится к способу получения полимерных материалов. Способ получения наномодифицированных полимерных материалов включает конденсацию паров мономера.

Способ одновременной ультразвуковой кавитационной обработки объемов жидких сред // 2501598

Изобретение относится к области кавитационной обработки жидких сред, где удельное содержание воды или иной жидкой фазы превышает 30-35% от общей массы. Способ одновременной ультразвуковой кавитационной обработки объемов жидких сред включает их размещение в рабочей жидкости в ванне прямоугольной формы, при этом материал объемов с жидкими средами имеет удельное акустическое сопротивление, равное или близкое удельному акустическому сопротивлению рабочей жидкости.

Устройство для переработки нефтеотходов // 2497934

Изобретение относится к области переработки углеводородсодержащих отходов и предназначено для получения жидкого котельного топлива. Изобретение касается устройства для переработки нефтеотходов, включающего узел подготовки сырьевой смеси, диспергатор, резервуар готовой эмульсии, между узлом подготовки сырьевой смеси и диспергатором дополнительно установлен регулятор поддержания постоянства расхода сырьевой смеси, резервуар готовой эмульсии соединен трубопроводом через обратный клапан с узлом подготовки сырьевой смеси, а в качестве диспергатора используют вихревой насос, соединенный со струйным кавитационным аппаратом.

Способ приготовления магнетитовой суспензии и устройство для его осуществления // 2489213

Способ утилизации попутного нефтяного газа // 2488625

Изобретение относится к процессу утилизации попутного нефтяного газа в газогидратной форме с одновременной сепарацией нефти и воды и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и в энергетике.

Агрегат для приготовления сыпучих и вязкосыпучих смесей // 2433857

Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для производства строительных материалов. .

Носитель для доставки противомикробных эфирных масел // 2592681

Изобретение относится к применению эмульсии, полученной из противомикробного эфирного масла, аравийской камеди и воды, к способам улучшения противомикробного действия противомикробного эфирного масла и к водной композиции, включающей эмульсию из противомикробного эфирного масла, аравийской камеди и воды. Эмульсия предусматривает присутствие эфирного масла в концентрации, равной 0,08 мас.% или меньше. Способ включает следующие стадии: эмульгирование эфирного масла с аравийской камедью и водой для формирования эмульсии; добавление эмульсии к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 мас.% или меньше. Другой вариант способа предусматривает добавление эфирного масла и аравийской камеди к водной композиции и получение в результате эфирного масла в водной композиции в конечной концентрации, равной 0,08 мас.% или меньше, и перемешивание водной композиции для эмульгирования эфирного масла с аравийской камедью. Водная композиция представляет собой напиток, пищевой продукт, биологически активную добавку к пище или корм для животных. Изобретение направлено на эффективное обеспечение антибактериального эффекта эфирного масла, при этом применение антибактериального эфирного масла в составе эмульсии не затрагивает присущий вкус и профиль запаха водного пищевого продукта. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 5 пр.

Устройство для переработки нефтеотходов // 2594153

Изобретение описывает устройство для переработки нефтеотходов, включающее узел подготовки сырьевой смеси, диспергатор, резервуар готовой эмульсии, соединенный трубопроводом через обратный клапан с узлом подготовки сырьевой смеси, при этом резервуар готовой эмульсии снабжен обогревом, в частности резервуар готовой эмульсии обмотан нихромом, по которому пропускают электрический ток. Техническим результатом является поддержка необходимой вязкости эмульсии в течение длительного промежутка времени.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ обработки воды и водных растворов и установка для его осуществления // 2600353

Изобретение относится к обработке воды и водных растворов для одновременного умягчения, снижения минерализации, опреснения, обеззараживания и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве и медицине. Способ обработки воды и водных растворов включает корректировку рН многократным поочередным снижением давления при рециркуляции до величины, при которой происходит кавитация, с последующим повышением давления до величины, при которой кавитация прекращается, и фильтрацию. Обрабатываемую воду или водный раствор подают от подающего насоса 2 через фильтр 1 в кавитационный реактор 3. Осуществляют предварительную сепарацию обрабатываемой воды или водного раствора и активацию за счет воздействия импульсными высоковольтными электрогидравлическими разрядами с подачей напряжения от 35 кВ до 50 кВ при частоте импульсов от 0,1 Гц до 20 Гц и ультразвуком с частотой ультразвуковых волн не менее 98 кГц и интенсивностью выше 105 Вт/м2. Окончательную сепарацию проводят в кавитаторе вихревого типа 12. Изобретение позволяет расширить технологические возможности деминерализации и опреснения воды и водных растворов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ смешивания жидких сред // 2626355

Изобретение относится к пищевой, химической, фармацевтической промышленности и предназначено для интенсивного смешивания как взаимно реагирующих, так и взаимно нереагирующих жидких сред с получением растворов, устойчивых эмульсий или суспензий, в частности суспензий твердых частиц, образующихся при реакции смешиваемых растворов. Смешиваемые среды пропускают одновременно через гидроакустический преобразователь под давлением, превышающим порог кавитации. Техническим результатом заявленного способа является ускорение процесса смешивания. 1 ил.

Установка подготовки соляного раствора для очистки питьевой воды на водозаборах // 2634275

Изобретение относится к устройствам для очистки воды. Установка содержит вращающийся барабан и корпус. Барабан смонтирован из секций, выполненных из шести, восьми, десяти, двенадцати и т.д. четного числа равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя боковыми сторонами. Секции соединены друг с другом свободными третьими сторонами треугольников с образованием винтового барабана, по периметру которого расположены направленные навстречу друг другу три, четыре, пять, шесть и более ломанных правых и левых винтовых линий и снабженного внутренними тремя, четырьмя, пятью, шестью и более винтовыми канавками, направленными навстречу друг другу с одинаковым шагом. Внутри барабана смонтированы три и более пружины растяжения с плоским сечением витков, которые оборудованы устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Барабан снабжен загрузочным приспособлением в виде втулки, к внутренней поверхности которой прикреплены под углом α не менее трех винтовых вставок прямоугольной формы, изогнутых по ширине и длине известными методами. Обеспечивается упрощение изготовления, повышение производительности и расширение технологических возможностей установки. 15 ил.

Роторно-пульсационный аппарат // 2639799

Изобретение относится к оборудованию для получения дисперсных систем, преимущественно "жидкость - жидкость", и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности. Роторно-пульсационный аппарат содержит рабочую камеру с устройством ввода контактирующих фаз в виде инжекционного узла смешения, сопло которого расположено непосредственно в камере аппарата, патрубок вывода эмульсии, с концентрично установленными в ней ротором и статором с радиальными каналами. Центральная часть ротора имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и по крайней мере с двумя концентричными кольцевыми выступами на боковой поверхности. В вершине усеченного конуса установлена насадка. Насадка содержит фронтальную вогнутую и боковую кольцевую стенки. На фронтальной и боковой стенках насадки выполнены сквозные отверстия. Насадка установлена с зазором между углубленной поверхностью усеченного конуса и фронтальной стенкой. Технический результат: повышение однородности получаемой эмульсии при одновременном обеспечении высокой степени ее дисперсности. 2 ил.

Многоступенчатая аэрационная установка // 2642562

Изобретение относится к аэрационной установке для обработки сточных вод. Многоступенчатая аэрационная установка включает по меньшей мере три вертикально ориентированных аэрационных блока, содержащих первый аэрационный блок, который принимает смесь жидкости и газа из источника газа и жидкости и два или более расположенных ниже аэрационных блоков. Каждый аэрационный блок образует вертикально удлиненную камеру аэрации, содержащую верхний впуск и нижний выпуск. Нижний выпуск каждого из аэрационных блоков подает поток текучей среды, содержащий жидкость и газ, в верхний впуск расположенного ниже одного из аэрационных блоков. Один или более расположенных ниже аэрационных блоков содержат впуск для дополнительного газа. Каждый аэрационный блок содержит аэрационную головку, соединенную с верхним впуском и расположенную в пространстве для головки расположенного ниже аэрационного блока так, что поток текучей среды, проходящий через верхний впуск в камеру аэрации, должен проходить через аэрационную головку. Аэрационная головка аэрирует жидкость с газом в потоке текучей среды в пространстве для головки расположенного ниже аэрационного блока. Технический результат: повышение эффективности системы, уменьшение площади основания систем обработки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию и устройство для его реализации // 2642863

Изобретение относится к подготовке жидкого топлива к сжиганию и может быть использовано для утилизации жидких горючих отходов. Устройство содержит бак-ресивер (8), выполненный единым элементом. Бак-ресивер (8) снабжен трубопроводом (9) с пористой насадкой (10) для подачи воздуха под давлением под уровень топлива в баке-ресивере (8), трубопроводом (14) с заборным отверстием ниже уровня топлива для подачи топлива в форсунку (15) и трубопроводом (12) с заборным отверстием выше уровня топлива для подачи воздуха с парами топлива в форсунку (15), а регулирующая арматура (11 и 13) выполнена с возможностью изменения соотношения количеств топлива и воздуха с парами топлива, подаваемых в форсунку (15). Обеспечивается повышение эффективности сжигания топлива за счет улучшения распыления топлива. 1 ил.

Устройство для аэрации жидкости (варианты) // 2644475

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано для аэрации воды и ее очистки от растворенных газов, преимущественно в резервуарах. Устройство для аэрации воды в верхних слоях при постоянном уровне воды в резервуаре содержит каркас, крепление, по меньшей мере, один компрессор, по меньшей мере, один воздухоподводящий трубопровод и, по меньшей мере, один аэратор. Каркас выполнен в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещено крепление. На нижнем основании каркаса размещён по крайней мере один аэратор. Крепление выполнено с возможностью жесткого закрепления каркаса в резервуаре. Устройство для аэрации воды при переменном ее уровне содержит каркас (1), по меньшей мере, один компрессор, по меньшей мере, один воздухоподводящий трубопровод (3), по меньшей мере, один поплавок (2) и, по меньшей мере, один аэратор (4). Каркас (1) выполнен в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещен, по крайней мере, один поплавок (2). На нижнем основании призмы или цилиндра размещен, по крайней мере, один аэратор (4). Изобретение позволяет сократить продолжительность процесса обработки воды за счет аэрации ее верхних слоев в диапазоне от 2 до 4 м от поверхности воды. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.