Диспергатор
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sl>s В 0 1 F 7/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 .(54) ДИСПЕРГАТОР ,: (57) Использование изобретения: .:эмульгирование, суспендированив, ro "
:,могенизация. Сущность изобретения:
::роторное кольцо выполнено с наклонНы:ми цилиндрическиМи пазами на торце,, при этом статорное и роторное кольца
:поджаты посредством шаров, расположенных в пазах. 2 з.п. Ф-лы, 2 ил.
Недостатком известного аппарата является его низкая надежность, что объясняется увеличением радиального зазора между наружной (у ротора) и ,.внутренней (у статора) поверхностями перфорированных цилиндров в результате абразивного и эрозионного износа.
Это ведет к снижению роли пульсационных явлений, кавитации и гидравлических ударов, определяющих функцио-. .нальное назначение аппарата. С увеличением радиального зазора также увеличиваются количество энергии расходуемое не на сам процесс диспергиро вания. Скорость потока обрабатываемой среды по внутренней зоне аппара- та периодически снижается при пере-, крытии перфорации статора, что сни-
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО: СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4903946/26 (22) 17.12.90 (46) 07 ° 05.93. Бюл. 1." 17 (71) Конструкторско-технологическое бюро технических средств бурения скважин (72) M.P.Мавлютов, H.Х.Каримов, Т.И.Ибраев, Ф.А.Агзамов, Б.М.Блинов, А.Т.Небланов, Г.А.Коврижников, А.Н.Докучаев и А.С.Рекин (56) Балабудкин М.А. Роторно-пульсационные аппараты в химико-фармацевтической промышленности. М.: Медици .на, 1983, с. 117.
Авторское свидетельство СССР
Р 495862, кл. В 06 В 1/18, 1975.
Авторское свидетельство СССР
Р 442841, кл. В 03 О 1/14, 1974.
Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использо" вано для проведения процессов смеши вания, эмульгирования, суспендирова,ния, гомогенизации, растворения и других физико-химических процессов в системах "жидкость-жидкость" и
"жидкость-твердое тело". Изобретение может быть использовано в нефтяной, химической, строительной и других отраслях промышленности.
Известен роторно-пульсационный аппарат (PflA), представляющий собой роторно-пульсационный аппарат проточ-, ного типа, содержащий установленные на валу в корпусе ротор и статор в виде двух соосных перфорированных цилиндров, входной и выходной патрубки.
„„59„„1813541 А1
1813541
50 жает интенсивность процесса диспергирования ° Для надежной работы аппарата требуется частая замена ротора и статора с целью обеспечения наименьшего радиального зазора.
Известен аппарат для создания аккустических колебаний в проточной жидкой среде и получения тонкодисперсных эмульсий, суспензий, который может быть использован в нефтяной,,химической, металлургической, машиностроительной, авиационной, пищевой и других отраслях промышленности (авт,св. Р 495862, кл. В 06 В 1/18, 05.08.86).
Недостаток этого аппарата - низкая надежность, определяемая абразивным . и эррозионным износом его ротора и статоров, что приводит к увеличению зазора между ними. Скорость потока жидкости в роторе периодически снижается за счет перекрытия щелей статоpd, Это ведет к снижению интенсивности процесса диспергирования. Для Hà- 2g дежной работы аппарата требуется его разборка и установка наименьшего зазора между ротором и статором за счет изменения толщины регулировочного кольца. 30
Известен роторный аппарат (авт. св.
Р 442841, кл. В 03 D 1/14, l5.09.74), содержащий ротор и статор в виде последовательно чередующихся и перемещающихся вдоль оси аппарата дисков с отверстиями, имеющими форму усеченных конусов, меньшее основание которых направлены в сторону движения потока, а на валу в зоне действия статора установлены лопатки. Диски с отверстиями дополнительно поджимаются пружинами. Это увеличивает время эффективной работы аппарата при минимальном рабочем зазоре в системе ротор-статор.
Недостатком прототипа является его низкая надежность вследствие быстрого абразивного и эррозионного износа ротора и статора.
Цель изобретения - повышение надежности аппарата, интенсификации процесса диспергирования, снижение энергозатрат, возможность регулирования усилия поджатия статорного и роторного колец с прорезями без дополнительных элементов.
Поставленная цель достигается тем, что коаксиально установленные в корпусе и на роторе статорное и роторное кольца с прорезями поджимаются шарами, расположенными в наклонных ци»
;линдрических пазах, выполненных на торце ротора, причем, для повышения интенсификации процесса диспергирования и качества продукта прорези кольца установленного в корпусе, поочередно сообщаются со спиральным отводом корпуса и межлопастными каналами рабочего колеса ротора,.а для регулирования усилия прижатия колец с прорезями на торце ротора выполнены дополнительные ряды цилиндрических пазов с различным их наклоном к оси диспергатора.
На фи г. l схематически изображен диспергатор в продольном разрезе; на фиг.2 - вид по стрелке А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 - место I - расположение шара в цилиндрическом наклонном пазу.
Диспергатор состоит из корпуса с входным 2 и выходным 3 патрубками.
Корпус 1 имеет кольцевой отвод 4. В корпусе 1 на валу 5 жестко закреплен ротор 6. Ротор 6 состоит из- рабочего
7 и импеллерного колеса 8. На торце ротора образованного в результате проточки ротора 6 в лопастях 9 импеллера выполнены цилиндрические наклонные пазы 10, в которых расположены шары 11. На роторе 6.установлено роторное кольцо 12 с возможностью осевого перемещения, в котором имеются прорези 13 и которое удерживается от проворота на роторе 6 штифтами 14.
Коаксиально кольцу 12 установлено статорное кольцо 15 с прорезями 16 сообщающимися со спиральным отводом
4 корпуса 1 и йрорезями 17, чередующимися с прорезями 16 и сообщаются постоянно с межлопастными каналами
18 ротора 6. Прорези 16 и 17 разделяются зубьями 19, Статорное кольцо 15 удерживается от проворота штифтами
20. Корпус 1 жестко закреплен на корпусе опоры 21 с помощью корпуса сальника 22 и болтов 23. Корпус 1 герме-" тизируется сальниковой набивкой 24.
Диспергатор работает следующим образом.
Рабочая жидкость через входной патрубок 2 корпуса 1.поступает в ротор 6, который вращается на валу 5.
Проходя по межлопастным каналам 18 рабочего колеса 7 рабочей жидкости передается механическая энергия ° Под
5 18 действием этой энергии рабочая жидкость с большой скоростью поступает в прорези 13 роторного кольца !2, где дополнительно разгоняется. Прорези
13 поочередно сообщаются с прорезями .
16 и 17 статорного кольца 15, На фиг.1 выше горизонтальной оси диспергатора изображен момент, когда прорези 13 сообщены со спиральным отводом 4, т.е. когда эти прорези совмещены, а ниже оси изображен момент, когда прорези 13 сообщены с прорезями 17, т.е. прорези 13 и 17 совмещены, Такое соотношение позволит вести процесс диспергирования при максимальной интенсивности, обеспечиваемой тем, что суммарное гидродинамическое поле создаваемое за счет периодического перекрытия прорезей 16 ведется с повышенной энергией движущегося потока рабочей жидкости. Это . происходит за счет вихревого движения рабочей жидкости в кольцевых ка мерах образуемых при совмещении прорезей 17 и 13 (этот момент изображен на фиг.! ниже горизонтальной оси).
Энергия потока рабочей жидкости при переркрытии прорезей 16 не расходуется на образование гидродинами-. ческого поля внутри ротора, что ухудшает его работу, а как бы аккумулиру« ется в кольцевой вихрь, который интенсифицирует гидродинамическое поле создаваемое за счет периодического взаимодействия прорезей 13 и 16. Причем этот кольцевой вихрь передает свою энергию потоку перемещающегося по прорези 13 и 16 постоянно, а при полном перекрытии прорезей 16 вихрь замыкается в кольцевом канале, образуемом прорезями 17 и 13 и частью лопастного канала.
Часть рабочей жидкости обрабатывается не сразу, проходя через проре,зи 13 и 16, а попадает в кольцевой канал, дополнительно подвергаясь вихревому воздействию, что повышает качество продукта . Гидродинамическое поле создаваемое в диспергаторе будет наиболее эффективным, а использоваwe энергии более рациональным, если
13541 6 торцовой .зазор между роторным и статорным кольцами будет наименьшим, что обеспечивается за счет поджима колец шарами, обеспечивающими наименьший зазор при нулевом контактном давлении и исключении раскрытия стыка колец ° Различные усилия поджатия колец обеспечится различными наклонами ци10 линдрических пазов. габочая жидкость после йнтенсивной обработки поступает в спиральный отвод и далее отводится через выходной патрубок 3 в технологическую систему.
Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении производительности и надежности устройства.
20 формула изобретения
1. Диспергатор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, вал с ротором, включающим рабочее колесо
25 и импеллерное колесо в виде роторного кольца с прорезями, установленно.го коаксиально статорному кольцу с
:прорезями, размещенному в корпусе, штифты для фиксации колец от провоЭр рота, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и снижения энергозатрат, роторное кольцо выполнено с наклонными цилиндрическими пазами на торце, при этом статорное и роторное кольца поджаты посредством шаров, расположенных в пазах. . 2. Диспергатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса диспергирования и повышения качества продукта, прорези роторного и статорного колец сообщены с межлопастными каналами рабочего колеса ротора с образованием кольцевых вихревых камер.
3. Диспергатор по и. I, о т л-ича ющи и с я тем, что, с целью регулирования усилия поджима роторного и статорного колец, цилиндрические
5О пазы выполнены с различным наклоном к оси диспергатора.
1813543
1813541 я- A
АР Я
Е- 6
1813541
Составитель Н.Каленова
Редактор Т.Федотов Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь
Заказ 1800 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, 1 1-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101.