Роторно-пульсационная установка для получения смесей в жидких средах

Предполагаемая полезная модель  относится к области производства строительных материалов, а именно к устройствам  для измельчения, смешения и гомогенизации  материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности для получения ячеистых бетонов.
Известна конструкция роторно-пульсационного аппарата, содержащего корпус с крышками и патрубки ввода и вывода с набором коаксиальных цилиндров с прорезями и ротор, выполненный в виде диска, на котором коаксиально установлены радиальные лопасти и цилиндры, размещенные между цилиндрами статора. На торцевых поверхностях цилиндров ротора и статора выполнены спиральные канавки [авторское свидетельство 709152 МПК B01F11/02, опубл.15.01.1980г.] Недостатком аппарата является низкая степень диспергирования компонентов смеси в зоне основания коаксиальных цилиндров
Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является конструкция роторно-пульсационной установки содержащей, расположенные на одной оси, сегменты ротора и статора, с выполненными в них прорезями, расположенными по окружности. При прохождении зазоров между сегментами ротора и статора, обеспечивается диспергирование и гомогенизация компонентов смеси [патент RU75348 МПК B28C 5/38 (2006.01), опубл. 10.08.2008г.]. Недостатками данной установки является недостаточная интенсивность процессов диспергирования и гомогенизации компонентов смеси.
Задачей предполагаемой полезной модели является интенсификация процесса гомогенизации, диспергирования и измельчения в застойных зонах малого и большого сегментов ротора.
Задача решается за счет того, что на большом и малом сегментах ротора, у основания каждого зуба, выполнено отверстие конусообразной формы ориентированное  радиально оси вращения вала ротора, причём, меньшим основанием направлено в сторону вала ротора, что способствует отрыву потока смеси от стенок отверстия и безотрывности течения потока внутри стенок отверстия, что интенсифицирует процесс гомогенизации, диспергирования и измельчения в застойных зонах малого и большого сегментов ротора.
Технический результат применения предлагаемой полезной модели заключается в том, что обеспечивается интенсификация процесса гомогенизации, диспергирования и измельчения в застойных зонах  сегментов ротора, а также создание дополнительных течений смеси и разницы давления смеси в зазоре между поверхностью зуба и поверхностью конусообразного отверстия и давления смеси, проходящей через конусообразное отверстие.
Роторно-пульсационная установка иллюстрируется графическими материалами.
На фиг.1 – общий вид роторно-пульсационной установки;
На фиг.2 – разрез рабочей камеры установки;
На фиг.3 – сегмент ротора с зубьями и конусообразными отверстиями
На фиг.4 –  конусообразное отверстие, выполненное в сегменте ротора.
Роторно-пульсационная установка имеет рабочую часть, состоящую из корпуса 1, к которому жестко прикреплен загрузочный стакан  2. Внутри корпуса расположен ступенчатый вал 3. На валу жестко закреплены следующие элементы: шнек 4, используемый для нагнетания компонентов смеси к рабочему колесу 5, диск 6,  на котором закреплены малый 7 и большой 8, сегменты ротора с зубьями 9. В сегментах ротора, у основания каждого зуба, выполнены конусообразные (в форме усечённого конуса) отверстия 10, (фиг.4) ориентированные радиально оси вращения вала ротора, причём, меньшим основанием усечённый  конус направлен в сторону вала 3. (фиг.2 и 3). На валу закреплены также малый 11 и большой 12 сегменты статора. Ступенчатый вал 3 опирается на два подшипника качения 13, его хвостовик 14 жестко скреплен с муфтой 15. К корпусу 1 установки присоединен  приводной стакан 16, а также выгрузной патрубок 17. В загрузочном стакане 2 установлен приемный патрубок 18. Вращение ступенчатого вала 3 осуществляется при помощи электропривода (на фиг. не показан). Для обеспечения необходимого давления и поризации смеси в загрузочном стакане 2 предусмотрены штуцеры 19 для подвода сжатого воздуха. Подача воздуха обеспечивается при помощи компрессора (на фиг.не показан).
Роторно-пульсационная установка для получения смесей в жидких средах работает следующим образом.
Подготовленные компоненты смеси подаются в приемный патрубок 18 загрузочного стакана 2 (фиг.1).  Затем, при помощи шнека 4 (фиг.1),  компоненты смеси предварительно смешиваются и нагнетаются, к рабочему колесу 5 (фиг.2), от которого смесь отбрасывается в направлении перпендикулярном к вращающимся сегментам ротора (малому 7 и большому 8 и сегментами статора (малым 11 и большим 12) (фиг.2).  При прохождении зазоров между сегментами ротора 7 и 8 и статора 11 и 12, обеспечивается гомогенизация, диспергирование и измельчение компонентов смеси, а наличие конусообразных  отверстий  10 (фиг.2 и 3 и 4)внутренние отверстия которых меньше чем наружные (это способствует отрыву потока от стенок отверстия и безотрывности течения внутри стенок отверстия), обеспечивает интенсификацию процесса гомогенизации, диспергирования и измельчения в застойных зонах малого и большого сегментов ротора, а также обеспечивает создание дополнительных течений смеси и разницу давления смеси в зазоре между поверхностью зуба 9 и поверхностью конусообразного отверстия10 выполненного у основания зуба, вследствие чего возникает явление кавитации, что дополнительно увеличивает интенсификацию процесса в застойных зонах сегментов ротора. Кроме того, обеспечивается, необходимое давление получаемой смеси, позволяющее обеспечить ее транспортировку без помощи дополнительного устройства. В завершение процесса, готовая смесь выбрасывается в выгрузной  патрубок 17 и далее выводится по трубопроводу к месту заливки.
Таким образом, использование роторно-пульсационной установки для производства смесей в жидких средах позволяет повысить, качество диспергирования и поризации готовой смеси, повысить производительность установки, а также  интенсифицировать ее транспортирование.
Таким образом, задача, стоящая перед полезной моделью, решена.