УСТРОЙСТВО РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к устройствам для диспергирования в процессе измельчения, гомогенизации и перемещения этих смесей и может быть использована при производстве заменителя цельного молока из зерновых культур для животноводства в сельскохозяйственных предприятиях и т.п.
Известен роторно-пульсационный аппарат, содержащий привод и установленный в корпусе ротор и статор, на рабочих поверхностях которых выполнены зубчатые элементы, представляющие собой концентрично расположенные по окружности ряды, состоящие из выступов и впадин (см. патент РФ №2124935, МПК7 В01Г 5/06, В01F 7/10, 1999). Недостатком является то, что известный роторно-пульсационный аппарат не обеспечивает подачу готовой продукции потребителю и требует наличия дополнительного насоса.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является роторно-пульсационный аппарат, совмещающий в себе функции диспергатора, гомогенизатора и насоса, который снабжен входными лопатками, жестко прикрепленными к рабочей поверхности ротора и выходным лопаткам насоса, являющимися выступами последнего ряда зубчатого элемента ротора (см. патент РФ №2152819, МПК 7 В01F 5/00, 1999 г.). Входные лопатки ротора закреплены с зазором или без зазора относительно его ступицы. Недостатками конструкции этого устройства являются отсутствие возможности регулирования перемещения входных лопаток.
Задачей полезной модели является повышение производительности с одновременным регулированием стабилизации режимов работы модели за счет увеличения скорости потока в межлопаточном пространстве, а также обеспечение заданного давления в рабочей камере и нагрев продукта в процессе работы.
Техническим результатом при использовании предлагаемой полезной модели является: совмещение регулируемых функций в одном аппарате, стабилизация давления в рабочей камере, увеличение скорости потока и нагрев при этом продукта в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемых компонентов для конкретного вида животных (коровы, телята, овцы, ягнята, свиньи, козы и др.).
Указанные технические результаты достигаются тем, что в отличие от устройства роторно-импульсного аппарата, содержащего в рабочей камере ротор с жестко закрепленными на его диске входными лопатками и выходными лопатками, которые являются выступами последнего ряда зубчатого элемента ротора и статор, жестко закрепленный на корпусе аппарата, в предлагаемой модели ротор имеет дополнительные регулируемые лопатки, прикрепленные своим торцом к полой ступице или без нее. На поверхности диска ротора, между жестко закрепленными лопатками, находятся регулируемые лопатки, которые имеют по два или более ввинченных штифта, входящих в кольцевые прорези в диске ротора. Каждый штифт имеет на свободном конце резьбу и отверстие для крепления тарированной стабилизирующей пружины, шайбу и гайку с контрящим элементом.
Такая конструкция позволяет осуществлять плавное перемещение лопаток в кольцевых прорезях диска при стабилизации заданного давления в рабочей камере. Соединенные с пальцами регулируемые лопатки установлены за счет пружин на половине расстояния между жестко закрепленными лопатками и в процессе работы могут обеспечивать требуемый размер проходного сечения и соответствующую скорость входа продукта на зубчатые элементы ротора и статора. В этом случае обеспечивается необходимое давление в рабочей камере, которое регулируется и контролируется установленным в ней датчиком давления, сигнал его воспринимается контроллером по заданной программе в микропроцессоре и при этом также осуществляется функция регулирования одновременного перемещения всех лопаток в направлении, противоположном вращению ротора, в своих кольцевых прорезях, от половины расстояния между жестко закрепленными лопатками до следующей жестко закрепленной лопатки.
В конструкции прототипа не предусмотрено применение регулируемых лопаток ротора для изменения скорости транспортирования продукта к измельчающим зубчатыми элементами ротора и статора.
В предлагаемой модели расстояние между регулируемыми и жестко закрепленными лопатками изменяется посредством воздействия на подвижные лопатки центробежной скорости и создаваемого при этом - давления в рабочей камере.
На фиг.1 изображен роторно-импульсный аппарат, общий вид в разрезе, с регулируемыми лопатками, прикрепленными к полой ступице и установленными между жестко закрепленными лопатками.
На фиг.2 изображен роторно-импульсный аппарат, общий вид в разрезе, с регулируемыми лопатками без ступицы и установленными между жестко закрепленными лопатками.
На фиг.3 - разрез А-А на фиг.1 - показаны регулируемые входные лопатки на диске ротора, прикрепленные к полой ступице.
На фиг.4 - разрез А-А на фиг.2 - показаны регулируемые входные лопатки на диске ротора без ступицы, установленные между жестко закрепленными лопатками.
На фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.1 - показана наружная сторона диска ротора с полой ступицей.
Роторно-пульсационный аппарат (см. фиг.1, 2) состоит из привода 1, рабочих органов, выполненных в виде ротора 2 и статора 3, расположенных в корпусе 4. Корпус 4 представляет собой цилиндрическую или спиральную полость и имеет выпускной патрубок 5, заднюю 6 и переднюю крышку 7 с закрепленным впускным патрубком 8.
Ротор 2 (см. фиг.1, 2) выполнен в виде диска, на рабочей поверхности которого имеются входные лопатки 9, 10 и выходные лопатки 11 насоса.
Статор 3 выполнен в виде диска с зубчатыми элементами 13 и прикреплен нарезанными шпильками к передней крышке 7 с металлическими кольцевыми прокладками для требуемого зазора между зубчатыми элементами ротора и статора. Зубчатые элементы 12, 13 ротора и статора, расположенные рядами по концентрическим окружностям и состоящие из выступов и впадин, ступица 14 ротора закреплена на валу 15 привода 1. Входные лопатки 9 (фиг.3, 4) насоса жестко прикреплены к рабочей поверхности диска 16 (фиг.1, 2) ротора 2 и расположены между его ступеней и внутренним рядом зубчатого элемента 12 в рабочей камере 17 (фиг.3) предварительного смешивания, причем входные лопатки 9 насоса жестко прикреплены к ступице 14 или с зазором или без зазора (фиг.4), а также к выступу зубчатого элемента 12, и расположены по касательной к ступице 14. Дополнительные регулируемые лопатки 10 (фиг.1, 2) насоса выполнены в виде прямоугольных трапециевидных пластин, которые или прикреплены нижней торцевой частью к полой ступице 18 (фиг.3) или без нее (фиг.4), а в боковой поверхности их, прилегающей к диску 16 (фиг.1, 2) ротора 2, имеются по два или более ввернутых штифта 19, на хвостовиках которых имеется резьба и отверстие 20 для зацепления тарированных пружин 22. Лопатки 10 своими штифтами 19 вставляются в соответствующие кольцевые прорези 21 (фиг.3, 4) в диске ротора, которые по длине составляют половину расстояния между неподвижными лопатками 9, на диске 16 (фиг.5) ротора 2. При сборке на хвостовик штифта 19 (фиг.1, 2) устанавливается шайба и наворачивается гайка с контрящим элементом, а в отверстие 20 зацепляется пружина 22, которая вторым концом закрепляется за крюки 23, ввернутые в диске 16, для удерживания лопаток в начале прорезей 21 (фиг.3, 4, 5). Крюки 23 (фиг.1, 2, 5) находятся на расстоянии, равном длине сжатой тарированной пружины 22 от начала прорезей 21. Лопатки 10, установленные в начале кольцевых прорезей, в процессе работы могут плавно перемещаться в противоположную сторону от вращения ротора и растягивать пружину, а это позволяет увеличить или уменьшить величину проходного сечения транспортного канала между лопатками и скорость входа и выхода поступающего продукта на зубчатые элементы 12, 13 ротора 2 и статора 3. В результате обеспечивается необходимое давление в рабочей камере, в зависимости от измельчаемого продукта для конкретного вида животных. Выходные лопатки 11 являются выступами последнего ряда зубчатого элемента ротора 2. Регулируемые входные лопатки 10 предназначены также для равномерной подачи компонентов исходного продукта сначала в рабочую камеру и далее на зубчатые элементы 12, 13 ротора 2 и статор 3, который выполнен в виде диска, и на его поверхности имеются зубчатые элементы 13, расположенные рядами по коническим окружностям и перекрывающие зубчатые элементы ротора, исключая транзитное перемещение необработанного продукта.
Предлагаемая модель работает следующим образом.
Компоненты исходного продукта всасываются на регулируемые входные лопатки 10 со ступицей или без нее (фиг.1, 2, 3, 4, 5) ротора 2, которые одновременно все перемещаются в межлопаточном пространстве, между жестко закрепленными лопатками 9 на диске 16 ротора 2. При этом регулируется проходное сечение канала и скорость входа и выхода продукта на зубчатые элементы ротора 2 и статора 3 в зависимости от давления для обрабатываемого вида продукта, а далее регулируемые лопатки 10 проталкивают его к выходным лопаткам 11. Необходимое давление в рабочей камере запрограммировано на программаторе по специальной программе в микропроцессоре, которая позволяет считывать сигнал от датчика давления, установленного в рабочей камере.
Увеличение скорости потока и давления в регулируемом межлопастном пространстве способствует стабилизации режимов работы модели и обеспечению давления для получения нагреваемой устойчивой диспергированной и гомогенной массы обрабатываемых компонентов. Выходные лопатки 11 при этом сообщают перерабатываемому продукту кинетическую энергию и удаляют его через выпускной патрубок 5.