ДИСМЕМБРАТОР

Полезная модель относится к машинам по механизации агрохимического обеспечения сельского хозяйства и предназначена для приготовления тонкодиспергированных, гомогенизированных, жидких, мало или средне вязких эмульсий и суспензий, многокомпонентных составов из трудносмешиваемых и нерастворимых волокнисто-волосяных частиц торфа, бурого угля, сапропеля, вермикулита и других активных органических соединений углеводородов.
Целью полезной модели является получение из диспергированных углеводородов гуминовых кислот в препаративной форме путем их глубокой экстракции.
Дисмембратор может использоваться в медицинской промышленности для приготовления лекарственных веществ из растительного сырья, в пищевой промышленности для приготовления кетчупов, соусов, йогуртов, майонезов, фруктово-ягодных паст, пюре и других аналогичных по консистенции продуктов и средств, а так же в химической, строительной, резинотехнической и других отраслях промышленности.
Известны дисмембраторы, содержащие один вращающийся диск, неподвижный диск в качестве откидной крышки, на которых по концентрическим окружностям укреплены ряды бит в виде стержней различной формы, а измельчение продукта происходит при вращающемся подвижном диске. (Процессы и аппараты химической промышленности. Учебник для техникумов П.Г. Романов, М.И. Курочкина, Ю.Я. Мозтерин и др.). Издательство «Химия» 1989 г.).
Известен дисмембратор (патент RU 2045340), содержащий цилиндрический корпус, вертикально расположенный в нем ротор с концентрично установленными рядами пальцев, между которыми размещены установленные под тупым углом к направлению вектора окружной скорости ротора пластины статора, зазор между которыми увеличивается от центра к периферии, загрузочный и выгрузной патрубки, пластины статора установлены под углом 163-173° к вектору окружной скорости ротора, при этом пластины установлены с величиной перекрытия до  длины пластин, зазор между пластинами статора и зазор между пальцами ротора и пластинами статора уменьшается от центра к периферии в соотношении 2,5 1,5 1.
Периферийный концентрический ряд пластин статора выполнен во всю ширину корпуса и имеет окно, длина которого составляет 1/6 длины окружности внутреннего диаметра корпуса, а ширина определена расстоянием от торца пальцев ротора до задней стенки корпуса.
Данная конструкция обладает рядом недостатков. Первый состоит в том, что пластины статора установлены не под оптимальным по отношению к вектору окружной скорости ротора углом для измельчения волокнисто-волосяной структуры измельчаемого продукта, что ведет к снижению степени измельчения волокнисто-волосяных частиц.
Второй недостаток состоит в том, что увеличение зазора между пластинами статора от центра к периферии дисмембратора приводит к увеличенным энергозатратам за счет увеличения трения на первой ступени измельчения при размоле кусковых материалов и невозможности измельчения волокнисто-волосяных структур, а также к проскоку крупных частиц из последней ступени в выгрузной патрубок, что приводит к неравномерности размеров измельчения конечных продуктов помола.
Задачей полезной модели является повышение степени измельчения волокнисто-волосяной структуры суспензий торфа и достижение тонко дисперсного гомогенизированного помола твердых частиц и в жидкостных потоках.
2
В результате изготовления и практического применения описываемой конструкции дисмембратора в линии приготовления комплексных удобрений на основе гуминовых для Владимирской области дисперсность обработанной суспензии торфа находилась в пределах от 5 до 60 мкн, а в результате фильтрации через сетку 100 мкн остаток на сите сетевого фильтра составил 5%, что позволило резко увеличить концентрацию экстрагированных фульвогуминовых кислот до 71 м/литр.
Поставленная задача достигается тем, что дисмембратор, содержащий площадку крепления с закрепленным на ней двигателем, корпус с вваренными в него всасывающим и нагнетающим патрубками, двух проставков с расположенным между ними фланцем, находящейся на валу электродвигателя переходной вал-втулки крепления крыльчатки и каоксально расположенным неподвижным статором и деталями крепления узлов дисмембратора, согласно полезной модели, конструкция крыльчатки выполнена в виде фрезы, имеющей наваренную твердосплавным электродом периферийную режущую часть, а стационарные комбинированные калибровочные ножи кольцевого статора, имеющего микрометрический зазор С с крыльчаткой, выполнены в виде кольца с перфорированными калибровочными отверстиями.
На периферийной части крыльчатки, на границе наварки лопастей твердосплавным электродом в мягком теле, выполнен ряд мелких отверстий, меньшего диаметра, чем калибровочные отверстия в кольцевом статоре, на каждой лопасти крыльчатки, для создания кавитационного потока на периферийной части статора и крыльчатки, усиливающих соударение частиц в жидкой среде между собой и металлическими деталями дисмембратора, а именно; статора и крыльчатки, а часть среднефракционных частиц проталкивается за счет изменения давления и под действием реактивной силы карилиосова ускорения в мелкие отверстия крыльчатки во внутреннюю рабочую камеру, осуществляя повторное измельчение средне фракционных частиц торфа в более мелкие фракции.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3.
На фиг. 1 представлена общая схема дисмембратора, на фиг.2 разрез А-А, на фиг. 3 схема измельчения среднефракционных твердых частиц в жидкостном потоке.
Дисмембратор фиг. 1 содержит площадку крепления 1 с закрепленным на ней двигателем 2, состоит из корпуса 4 с вваренным всасывающим патрубком 5, и нагнетающим патрубком 21 (фиг. 2) проставка 6 и 9 с расположенным между ними - фланцем 13, на валу электродвигателя находится переходной вал-втулка для крепления на нем крыльчатки 11 и коаксильно расположенным неподвижным статором 12. Рабочая часть камеры дисмембратора герметизируется за счет торцевого уплотнения 7 и керамического кольца 8. Коаксильно установленные проставки 6 и 9 с расположенным между ним фланцем 13, фиксируются на фланце электродвигателя и скрепляются с помощью шпилек 14 и колпачковых гаек 15, крепление корпуса 4 к проставку 6 осуществляется с помощью шпилек 16 и колпачковых гаек 15, крепление вала-втулки 10 на валу электродвигателя осуществляется с помощью установочного винта 17 и контргайки 18, крепление крыльчатки 11 осуществляется болтом 19. Опорная шпилька 3 служит для снятия консольных нагрузок при сборке и монтаже изделия в технологических линиях его применения.
Принципы работы дисмембратора заключаются в следующем:
Перекачиваемая, обрабатываемая среда, суспензия торфа, бурого угля, сапропели подводится к всасывающему патрубку 5 и попадает во внутреннюю часть рабочей камеры, образованной центробежной крыльчаткой 11 выполненной в виде фрезы, имеющей наваренную твердосплавным электродом периферийную режущую часть, стационарно-калибровочными ножами статора 12 выполненного в виде кольца с перфорированными калибровочными отверстиями, имеющего микрометрический зазор С фиг. 2 с крыльчаткой. При вращении крыльчатки с большой скоростью при числе оборотов крыльчатки 3000 об/мин создается большое подпирающее давление, под действием которого крупнозернистые, волокнисто-волосяные частицы смеси, подвергаемые диспергации, попадают из рабочей камеры на рабочие лопасти 20 (фиг. 2) центробежной крыльчатки 11, затем, получив центробежное ускорение, попадают на диспергирующий узел, состоящий из аксиально расположенной крыльчатки 11 и неподвижного статора 12. Стационарные калибровочные ножи статора 12 выполнены в виде кольца с перфорированными калибровочными отверстиями, а вращающийся нож в виде крыльчатки. Попадающая на диспергирующий узел твердая, волокнисто-волосяная частица суспензии под действием давления, созданного центробежной силой при вращении центробежной крыльчатки, истирается, раздробляется и измельчается между крыльчаткой 11 и статором 12. Так как частота вращения крыльчатки составляет 3000 об/мин происходит постепенное срезание волокнисто-волосяных частиц, раздробление твердых частиц при соударении их между собой и металлическими конструкциями крыльчатки и статора, а так же истирания частиц подвижной частью каждой из лопастей 20 крыльчатки, играющих роль «пестика» в каждое отверстие кольцевого статора, играющего роль «ступки». Весь поток суспензии проходит через калибровочные отверстия кольцевого статора по мере продвижения к напорному выходному патрубку 21 (фиг. 2), осуществляя многократную обработку измельчаемого продукта за счет рекуперации обрабатываемого потока из технологической емкости по замкнутому циклу «емкость - дисмембратор - емкость», тем самым уменьшая вероятность события случайного проскока неизмельченных частиц в свободные отверстия кольцевого статора многократно к времени обработки продукта в жидком потоке.
Для усиления эффективности тонкого измельчения продукта лопасти 20 на границе наварки твердосплавным электродом в мягком теле имеют ряд сквозных отверстий меньшего диаметра, чем на кольцевом статоре.
Под действием реактивной силы  ускорения Кариолиса средне-зернистая часть суспензии проходит вторичное измельчение продукта за счет многократного соударения твердых частиц, в потоке жидкости между собой, а за счет изменения давления с внешней и внутренней стороны лопастей 20 на периферийной части диспергирующего узла образуются мелкие каверны, создающие активное кавитационное поле.
e
Кориолисово ускорение твердой частицы это составляющая абсолютного ускорения сложного движения частицы, равная удвоенному векторному произведению угловой скорости ω переносного движения на относительную скорость частицы V. Кариолисово ускорение обусловлено взаимным влиянием переносного и относительного движения твердой частицы на изменение вектора ее абсолютной скорости и определяется по формуле:
, где
е
ω - переносная угловая скорость;
2
- скорость частицы относительно точки построения к кривой лопасти по касательной. Направление  получают повернув вектор скорости  на 90° в сторону вращения частицы В.
2
Схема измельчения твердых частиц, имеющих среднедисперсионную структуру поясняется фиг. 3, где твердая частица В, имеющая размеры отверстия на лопастях крыльчатки загоняется статором реактивной силой  и вовлекается следующей лопаткой во вторичное измельчение.
Таким образом, степень измельчения твердых, волокнисто-волосяных частиц суспензии торфа, бурого угля определяется микрометрическим зазором С фиг. 2, размерами калибровочных отверстий на кольцевом статоре и размерами отверстий на лопатках центробежной крыльчатки при максимальной скорости ее вращения.