Устройство для диспергирования смесей

 

Использование изобретения: приготовление водо-топливных, водомазутных и других эмульсий и суспензий. Сущность изобретения: устройство для диспергирования смесей содержит корпус, статор, выполненный в виде диска с зубьями, укрепленного на корпусе, ротор, закрепленный на валу и выполненный в виде диска с зубьями. На валу закреплены также маховик , крыльчатка и электродвигатель. Зубья дисков ротора и статора имеют треугольную форму и наклонены по отношению к оси вращения под определенным углом и развернуты к центру. В головке статора закреплены патрубок подвода основного компонента и регулятор расхода второго компонента. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4883713/26 (22) 21.11.90 (46) 15.11.92. Бюл. М 42 (76) Ф.M.Àáè-Ганнам (56) Авторское свидетельство СССР

М 288887, кл. В 01 F 7/12, 1970.

Патент Швейцарии М 355771, кл. 12е

4/01, 1961. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ СМЕСЕЙ (57) Использование изобретения: приготовление водо-топливных, водомазутных и других эмульсий и суспензий. Сущность

Изобретение относится к устройствам для смешивания различных смесей и может быть использовано во многих отраслях промышленности, где необходимо приготовление водо-топливных, водо-мазутных и других эмульсий и суспензий.

Известно устройство для диспергирования смесей, включающее набор коаксиально взаимодействующих вращающихся и неподвижных дисков-цилиндров, выполненных без прорезей.

В такой конструкции возникают резкие изменения направления и скорости течения обрабатываемой среды, что существенно интенсифицирует проводимые процессы, однако при этом, в связи с уменьшением проходного сечения, резко увеличивается гидравлическое сопротивление устройства, что снижает его производительность.

„„БЦÄÄ 1776196 А3 изобретения: устройство для диспергирования смесей содержит корпус, статор, выполненный в виде диска с зубьями, укрепленного на корпусе, ротор, закрепленный на валу и выполненный в виде диска с зубьями. На валу закреплены также маховик, крыльчатка и электродвигатель. Зубья дисков ротора и статора имеют треугольную форму и наклонены по отношению к оси вращения под определенным углом и развернуты к центру. В головке статора закреплены патрубок подвода основного компонента и регулятор расхода второго компонента. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Для устранения этого недостатка подобные устройства снабжаются зубчатыми дисками, расположенными по его длине.

Недостатком таких устройств является то, что при малых зазорах и большом расходе обрабатываемой среды часть ее может проходить через устройство, не попадая в зазоры, что значительно снижает его эффективность.

Целью изобретения является повышение степени дисперсности обрабатываемого продукта и уменьшение потребляемой энергии.

Поставленная цель достигается тем, что зубья диска ротора выполнены треугольной формы, причем передняя стенка зубьев наклонена к плоскости, проходящей через ось вращения, под углом а= 8-13 в направлении вращения и развернута вовнутрь на угол P=-30-36О, а задняя стенка зубьев об1776196 разует с передней стенкой угол у= 27-43, при этом форма и углы наклона зубьев диска статора аналогичны форме и углам наклона зубьев диска ротора, но имеют зеркальное

От раже н и е.

Для более интенсивного перемешивания получаемой смеси зубья дисков ротора и статора смещены относительно верхнего ряда зубьев на угол p =- 6-19О, у статора — в сторону вращения, у ротора — в противоположную сторону и по направлениюдвижения смеси увеличиваются в размерах.

Форма выполнения дисков статора и ротора может быть цилиндрической и/или конической с различными углами наклона.

Аналогичные формы и углы наклона и разворота имеют зубья, когда в качестве ротора и статора используются наборы коаксиально взаимодействующих вращающихся и неподвижных дисков цилиндров или пластин.

Для равномерной и бесперебойной работы устройство снабжено кожухом, на котором размещены регулятор температуры, патрубки подвода и отвода компонентов смеси, причем один из патрубков соединен с корпусом устройства и выполнен в виде змеевика, а на выходном валу электродвигателя установлены маховик и крыльчатка.

На фиг. I изображен поперечный разрез устройства для диспергирования в сборе.

Иа фиг, 1 (вид А на фиг, 1) показаны формы и углы наклона и разворота зубьев дисков статора и ротора.

На фиг. 3 изображена аксонометрическая проекция ротора устройства с определенным расположением на нем зубьев, На фиг. 4 показан график зависимости угла Р статора и ротора от максимальной степени диспергирования компонентов на примере смешения мазута и воды.

Устройство для диспергирования смесей (фиг. 1) содержит корпус 1, статор 2, выполненный в виде диска с зубьями, укрепленного на корпусе 1, ротор 3, закрепленный на валу 4 и выполненный в виде диска с зубьями. На валу 4 закреплены также маховик 5 и крыльчатка (на фиг. не показано). О головке статора 2 закреплены патрубок подвода 6 основного компонента и регулятор расхода 7 второго компонента.

Корпус 1 устройства помещен в кожух 8, на наружной поверхности которого размещены регулятор температуры 9, патрубки подвода 10 и 11 смешиваемых компонентов, патрубок отвода 12 одного иэ компонентов и патрубок отвода 13 полученной смеси, который соединен с крыльчаткой.

20

Внутри кожуха 8 размещен змеевик 14, соединяющий патрубок подвода 11 и регулятор расхода 7.

Зубья дисков ротора 3 и статора 2 (фиг.

2) имеют треугольную форму в продольном сечении, передняя стенка зубьев ротора наклонена к плоскости, проходящей через ось вращения, под углом а = 8-13 в направлении вращения и развернута вовнутрь на угол P = 20-36О, а задняя стенка зубьев образует с передней стенкой угол у- 27-43О, при этом форма и углы наклона зубьев диска статора аналогичны форме и углам наклона зубьев диска ротора, но имеют зеркальное отражение.

Кроме того, передняя и задняя стенки зубьев имеют вогнутую форму, которая создает хорошую обтекаемость потока жидкости самих зубьев.

В целях более качественного перемешивания смеси зубья ротора и статора смещены относительно верхних рядов на угол

25 р, равный в зависимости от диаметра статора и ротора 6-19 {фиг. 3). Формы выполнения дисков статора и ротора различные. Это и цилиндрическая, и совместно с конической, и/или отдельно коническая с разными

30 углами наклона. Выбор конкретной формы зависит от составов компонентов, Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере приготовления водомазутной смеси для котлоагрегатов.

35 Мазут предварительно нагревают до температуры 110-120 С и направляют на циркуляцию через патрубок 10 кожух 8, патрубок 12, крыльчатку и емкость (на фиг. не показаны), В процессе циркуляции мазута

40 происходит нагревание корпуса 1 устройства и змеевика 14, в котором находится вода.

При достижении определенной температуры корпуса 1 и воды в змеевике 14 срабатывает регулятор температуры 9, размещенный на кожухе 8, и вкгпочает электродвигатель устройства и открывает регулятор расхода 7 второго компонента. Мазут направляется в патрубок подвода 6, и начинается процесс диспергирования водомазутной смеси, которая многократно пройдя через прорези дисков быстровращающего ротора 3 и статора 2 и подвергшись интенсивному воздействию комплекса срезывающих, истирающих, разрывных усилий, пульсации давления и скорости, гидравлических ударов и кавитационных явлений, через патрубок отвода 13 и крыльчатку, расположенную на валу 4 устройства, подается в котлоагрегат.

1776196

В случае падения температуры одного из компонентов смеси электродвигатель отключается.

Использование предлагаемого устройства значительно уменьшит потребляемую мощность крыльчатки на валу электродвигателя и позволит получить эмульсию, содержащую до 29 воды, что, в свою очередь, резко сократит потребление мазута при его сжигании (лучшие подобные устройства позволяют получить водо-мазутную эмульсию с содержанием воды 7-9 ) и более чем в 2 раза уменьшить содержание вредных примесей NOx и полностью избавиться от черных шлейфов дыма при сгорании этой эмульсии в котлоагрегатах.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет получать различные водо-топливные эмульсии, которые вместо чистой воды могут использовать в качестве компонента эмульсии различные токсичные, сточные и замазученные воды.

Формула изобретения

1. Устройство для диспергирования смесей, включающее корпус, статор, выполненный в виде диска с зубьями, укрепленного на корпусе, ротор, закрепленный на валу электродвигателя и выполненный в виде диска с зубьями, расположенными во впадинах диска статора, патрубки ввода перемешиваемых компонентов и вывода готовой смеси. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения степени дисперсности смеси и уменьшения потребляемой энергии, зубья диска ротора выполнены треугольной формы, причем передняя стенка зубьев наклонена к плоскости, проходящей через ось вращения, под углом = 8-13 в направлении вращения и резвернута вов5

35 нутрь на угол - 20-36О, а задняя стенка зубьев образует с передней стенкой угол = 2743О, при этом форма и углы наклона зубьев диска статора аналогичны форме и углам наклона зубьев диска ротора, но имеют зеркальное отражение.

2.Устройство поп.1,о тл ича ю ще ес я тем, что зубья дисков ротора и статора смещены относительно верхнего ряда зубьев на угол p = 6-19О, у статора — в сторону вращения, у ротора — в противоположную сторону и по направлению движения смеси увеличиваются в размерах.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отл и ч а ющ е е с я тем, что диски статора и ротора выполнены цилиндрическими и/или коническими с различными углами наклона.

4, Устройство по пп.1 и3, отл ича ющ е е с я тем, что оно снабжено дополнительными дисками ротора и статора, при этом вращающиеся и неподвижные диски установлены коаксиально.

5. Устройство по пп. 1-4, о т л и ч а ю ще е с я тем. что, с целью обеспечения равнрмерной и бесперебойной работы, оно снабжено кожухом, на котором размещены регулятор температуры, патрубки подвода и отвода перемешиваемых компонентов и полученной смеси, причем один из патрубков соединен с корпусом устройства и выполнен в виде змеевика.

6.Устройство попп.1-5,отл ича юще е с я тем, что, с целью сглаживания неравномерной работы двигателя в процессе диспергирования, оно снабжено маховиком, размещенным на валу электродвигателя.

7.Устройство попп. 1-6,отл и ча ю ще е с я тем, что оно снабжено крыльчаткой, размещенной на валу электродвигателя.

1776196

1776196

1776196

У1

В

51

Ю

21

Л

2f

17

15 б Р 3 7Р Я /д /8Þ 22 1Ф ГбОММ

ЙЕЬрМил м 8odsi, 4

Составитель

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор М.Максимишинец

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4043 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5