ДИСПЕРГАТОР

Предлагаемое техническое решение относится к комбинированным перемешивающим устройствам и может найти применение в химической, лакокрасочной, фармацевтической и другим отраслям промышленности, а также в промышленности строительных и отделочных материалов.
Известен диспергатор, содержащий корпус в виде перевернутого стакана с вертикальной винтовой мешалкой, которая расположена в цилиндрической трубе с перепускными окнами в верхней части, имеющей высоту, большую в сравнении с высотой корпуса (патент США N3137481, B01F 5/12, 1964 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится недостаточная эффективность перемешивания волокнистых дисперсных частиц, оседающих на дно корпуса.
Известен диспергатор, содержащий цилиндрическую циркуляционную трубу с перепускными окнами в верхней части, в которой размещены две мешалки: винтовая - на нижнем конце вала и фрезерная, расположенная на валу несколько выше винтовой мешалки; фрезерная мешалка имеет сквозные отверстия и зубцы по краю, имеющие угол наклона к оси вала 10-90°; в верхней части трубы имеется отбойное устройство, на котором закреплен стакан(патент РФ N2048874, B01F 7/18, 1995 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится ограниченность перемешивания волокнистой дисперсной среды у дна корпуса, приводящая к недостаточной эффективности их смешения во всем объеме.
Л
Л
Л
ф
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип является диспергатор содержащий вертикальную цилиндрическую трубу, в которой размещен вал с двумя мешалками, одна из которых лопастная, а другая - фрезерная, фрезерная мешалка расположена на нижнем конце вала, при этом расстояние h между лопастной и фрезерной мешалками составляет h=(0,7 - 1,1)d, где d- диаметр лопастной мешалки, а диаметр d лопастной мешалки может превышать в 1,4-1,6 раза диаметр d фрезерной мешалки(патент РФ N2176544, B01F 7/18, 2000 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится недостаточная эффективность перемешивания, заключающая в неравномерности распределения по объему перемешиваемой среды дисперсной волокнистой фазы, оседающей на дно корпуса.
Техническим результатом предлагаемой конструкции является увеличение эффективности перемешивания порошково-волокнистой дисперсной фазы за счет предотвращения ее оседания на дно корпуса.
Поставленный технический результат достигается тем, что в диспергаторе, содержащем вертикальную цилиндрическую трубу, в которой размещен вал с двумя мешалками одна из которых лопастная, а другая фрезерная, расположенная на нижнем конце вала, при этом на торце фрезерной мешалки равномерно по ее окружности консольно установлены горизонтальные валики, на которых с возможностью свободного вращения закреплены пропеллерные мешалки.
Консольная установка горизонтальных валиков на торце фрезерной мешалки позволяет закрепить на них с возможностью свободного вращения пропеллерных мешалок. Равномерная установка по окружности горизонтальных валиков позволяет обеспечить их динамическую балансировку и предотвратить биение вала при работе. Установка на валиках с возможностью свободного вращения пропеллерных мешалок позволяет при вращении вала с лопастной и фрезерной мешалками закручивать вращательным горизонтальным потоком перемешиваемой среды пропеллерные мешалки, на лопастях которых создается динамическое давление от потока перемешиваемой среды. Пропеллерные мешалки при вращении поднимают своим потоком частицы порошково-волокнистой дисперсной фазы, и предотвращают их оседание на дно что выравнивает концентрацию частиц и увеличивает эффективность перемешивания порошково-волокнистой дисперсной фазы.
На фиг.1 изображен диспергатор, содержащий вертикальную цилиндрическую трубу 1, являющуюся направляющим аппаратом. Труба 1 посредством крепежных элементов 2 прикреплена к стакану 3, который сопряжен со стойкой 4, соединенной с электрическим двигателем 5. Вал 6 двигателя 5 проходит через стакан 3 и цилиндрическую трубу 1. На нижнем конце вала 6 расположена фрезерная мешалка 7 на торце которой равномерно по ее окружности консольно установлены горизонтальные валики 8, на которых закреплены пропеллерные мешалки 9. Выше фрезерной мешалки 7 расположена лопастная мешалка 10.
Диспергатор работает следующим образом. Диспергатор погружают в емкость с жидкой смесью таким образом, что часть стакана 3 находится ниже уровня жидкой смеси. При вращении вала 6, жидкая смесь поступает из емкости между крепежными элементами 2, сначала к лопастной мешалке 10, затем - к фрезерной мешалке 7. Окружной поток, создающий динамическое давление на лопасти пропеллерных мешалок 9, приводит их во вращение в вертикальной плоскости, при этом находящиеся в жидкой смеси волокна и частицы интенсивно перемешиваются и диспергируются. Для интенсификации процесса возможно размещение на валу нескольких лопастных и/или фрезерных мешалок. Емкость с жидкой смесью может быть соответственно открытой или герметично закрытой и снабженной различными теплообменными элементами и средствами для установки (опорами).
Таким образом, предлагаемая конструкция диспергатора позволяет перемешивать волокна и частицы, оседающие на дно корпуса под действием силы тяжести, во всем объеме жидкой смеси. Особенно целесообразно применение предлагаемой конструкции диспергатора при перемешивании порошково-волокнистой дисперсной фазы, образующей структурированную гетерофазную систему за счет сцепления волокон друг с другом. Пропеллерные мешалки разрывают связи между волокнами дисперсной фазы и вовлекают их в перемешивание, поднимая со дна осевшие волокна и частицы, направляют их на лопасти лопастной мешалки и далее на зубья фрезерной мешалки. Такое комбинированное воздействие всех трех мешалок на дисперсную фазу приводит к быстрому выравниванию ее концентраций по всему объему жидкой смеси, что повышает эффективность перемешивания порошково-волокнистой дисперсной фазы.