Турбинный дисковый смеситель

Полезная модель относится к устройствам для измельчения и перемешивания гетерогенных систем жидкость-жидкость, жидкость-твердые частицы за счет возбуждения колебаний обрабатываемой смеси и создания насосного эффекта.
Известно устройство для измельчения продуктов, включающее заключенные в корпус соосно расположенные на вертикальном валу чередующиеся между собой кольцеобразные диски с режущими органами по наружному и внутреннему диаметрам и чередующиеся с этими дисками шайбы, а также лопастные загрузочную и разгрузочную крыльчатки и вакуумирующее приспособление, подведенное к верхней части устройства, верхняя часть корпуса, посредством перегородки отделена от зоны измельчения, а вакуумирующее приспособление расположено в полости, образованной сетчатой перегородкой и верхней частью корпуса, причем лопасти загрузочной крыльчатки выполнены в форме сетчатой перегородки и установлены под углом к вертикальному валу. [А.с. СССР №710636, кл. В02С 18/06, Устройство для измельчения продуктов / Неварова В.Е., Кортелев А.К.; Заявлено 07.06.76.; Опубликовано 25.01.1980.]
Недостатком данного устройства для измельчения продуктов является сложность конструкции и низкая производительность устройства вследствие малой зоны измельчения и обработки сред.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели (прототипом) является турбинный дисковый смеситель, содержащий загрузочный и разгрузочный патрубки, цилиндрический корпус, в объеме которого жестко зафиксированы перфорированные диски, между которыми расположен аналогичный по конструкции перфорированный диск, закрепленный на вращающемся роторе, при этом на верхнем конце ротора расположено лопастное колесо, приводимое во вращение за счет кинетической и потенциальной энергии потока обрабатываемой среды, поступающей по касательной к лопастному колесу через входной патрубок. [Патент РФ №174991, кл. В02С 7/08, Турбинный дисковый смеситель / Лапонов С.В., Шулаев Н.С., Ибрагимов И.Г., Иванов С.П.; Заявлено 27.04.2017.; Опубликовано 15.11.2017.]
Недостатком данного турбинного дискового смесителя является абразивный износ лопастного колеса турбины при вводе твердой фазы и невысокая эффективность перемешивания.
Задачей полезной модели является создание нового устройства - турбинного дискового смесителя с достижением технического результата: исключение абразивного износа лопастного колеса турбины и повышение эффективности перемешивания за счет ввода твердой фазы через отдельный патрубок и использования мешалки для равномерного распределения ее в верхней части рабочей зоны смесителя.
Указанная задача решается тем, что турбинный дисковый смеситель содержит загрузочный и разгрузочный патрубки, цилиндрический корпус, в объеме которого жестко зафиксированы перфорированные диски, между которыми расположен аналогичный по конструкции перфорированный диск, закрепленный на вращающемся роторе, на верхнем конце которого имеется лопастное колесо, приводимое в движение за счет кинетической и потенциальной энергии потока обрабатываемой среды поступающей через тангенциальный патрубок, при этом в крышке смесителя расположен парубок для отдельного ввода твердой фазы, так же в верхней части рабочей зоны на вращающемся роторе установлена мешалка для равномерного распределения твердой фазы.
На фигуре показан турбинный дисковый смеситель.
Турбинный дисковый смеситель содержит загрузочный патрубок 1 для ввода жидкой фазы с тангенциальным вводом среды, загрузочный патрубок 2 для ввода твердой фазы и разгрузочный патрубок 3, цилиндрический корпус 4, в объеме которого жестко зафиксированы перфорированные диски 5, 6 и аналогичный по конструкции перфорированный диск 7 и мешалка 8, закрепленные на вращающемся роторе 9, приводимом в движение потоком жидкости, поступающим через входной патрубок 1 с тангенциальным входом и вращающим лопастное колесо 10, закрепленное на верхнем конце ротора 9.
Турбинный дисковый смеситель работает следующим образом.
Под действием массовых сил или давления создаваемого насосом, жидкая фаза поступает в смеситель через входной патрубок 1 с тангенциальным вводом, приводя в движение ротор 9, твердая фаза поступает в верхнюю часть рабочей зоны аппарата через входной патрубок 2, где равномерно распределяется посредством мешалки 8, перемещаясь к разгрузочному патрубку 3, обрабатываемая среда подвергается интенсивному механическому воздействию, за счет высокого градиента скорости смеси в зазорах между движущимися и неподвижными дисками. Необходимая скорость вращения ротора определяется, исходя из расхода и давления входного потока.
К основным преимуществам предлагаемой конструкции турбинного дискового смесителя относятся следующие:
- наличие отдельного патрубка ввода твердой фазы, что исключает абразивный износ лопастного колеса турбины.
- использование мешалки для равномерного распределения твердой фазы в верхней части рабочей зоны аппарата.
Полезная модель соответствует критерию "промышленная применимость" и может быть использована в химической, пищевой и лакокрасочной промышленности для перемешивания и измельчения гетерогенных систем жидкость-жидкость, жидкость-твердые дисперсные частицы.