ВОЛНОВОЙ ГОМОГЕНИЗАТОР

Устройство относится к волновым гомогенизаторам жидких, вязких и пастообразных составов и может быть использовано при производстве строительных материалов, в химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен волновой гомогенизатор, содержащий полую цилиндрическую рабочую емкость, двигатель крутильных колебаний, кинематически соединенный с дном рабочей емкости, смесительный элемент, привод вращения, кинематически соединенный со смесительным элементом.
(Патент РФ №99354, В02C 13/14, 2010 г.)
Известное устройство представляет собой волновой гомогенизатор ударного действия, оснащенный двигателем крутильных колебаний корпуса, что позволяет получать материал требуемой дисперсности.
Недостаток этого устройства в неудовлетворительном качестве гомогенизации многокомпонентных смесей.
Техническим результатом разработки является улучшение качества гомогенизации смесей.
Указанный технический результат достигается тем, что в волновом гомогенизаторе, содержащем полую цилиндрическую рабочую емкость, на внутренней поверхности которой расположены отражатели, двигатель крутильных колебаний, кинематически соединенный с дном рабочей емкости, смесительный элемент и привод вращения, кинематически соединенный со смесительным элементом, привод вращения расположен на стороне рабочей емкости противоположной ее дну, устройство оборудовано, электрически соединенной с двигателем крутильных колебаний и приводом вращения, системой управления частотой и угловой амплитудой крутильных колебаний рабочей емкости и скоростью вращения смесительного элемента, обеспечивающей частоту крутильных колебаний рабочей емкости в пределах от 20 до 200 Гц и угловую амплитуду ее крутильных колебаний в пределах плюс-минус 0,1 рад.
Предпочтительно, чтобы привод вращения был соединен со смесительным элементом при помощи планетарного механизма.
Возможно, также, соосное соединение привода вращения со смесительным элементом.
Целесообразно выполнение смесительного элемента в виде цилиндра.
Также возможно выполнение смесительного элемента в виде лопастной мешалки.
Отражатели могут быть выполнены в виде прямоугольных бил. Отражатели, также могут быть выполнены в виде выступов треугольного сечения.
С помощью пульта управления регулирующего параметры колебательных движений рабочей емкости, можно выбрать такие их значения, при которых эффект гомогенизации исходного продукта смесительным элементом увеличивается. При этом, возможность регулирования скорости вращения смесительного элемента и расположение привода его вращения на стороне рабочей емкости противоположной той, которая соединена с двигателем крутильных колебаний, позволяет расширить возможности использования взаимозаменяемых смесительных элементов различной конструкции для организации оптимальных скоростей и траекторий их движения в зависимости от вязкости того или иного перерабатываемого продукта.
На фиг. 1 схематически изображен вариант волнового гомогенизатора со смесительными элементами, выполненными в виде цилиндров, перемещающихся с помощью планетарного механизма.
На фиг. 2 представлено сечение Α-A на фиг. 1
На фиг. 3 схематически изображен вариант волнового гомогенизатора со смесительным элементом, выполненным в виде лопастной мешалки.
На фиг. 4 представлено сечение Б-Б на фиг. 2
Волновой гомогенизатор в первом варианте исполнения (фиг. 1) содержит полую цилиндрическую рабочую емкость 1, на внутренней поверхности которой расположены отражатели 2 в виде прямоугольных бил (фиг. 2), двигатель крутильных колебаний 3, кинематически соединенный с дном рабочей емкости, и привод вращения 4, кинематически соединенный с парой смесительных элементов 5, каждый из которых выполнен в виде цилиндра, перемещающихся с помощью планетарного механизма 6. Устройство оборудовано, электрически соединенной с двигателем крутильных колебаний и приводом вращения, системой управления 7 частотой и угловой амплитудой крутильных колебаний рабочей емкости и скоростью вращения смесительного элемента.
Волновой гомогенизатор во втором варианте исполнения (фиг. 3), содержит те-же составные части, что и описанный выше. Отличие заключается в том, что на внутренней поверхности рабочей емкости 1 расположены отражатели 2 в виде выступов треугольного сечения (фиг. 4), а привод вращения 4, соосно соединен со смесительным элементом 5, выполненным в виде лопастной мешалки.
Волновой гомогенизатор работает следующим образом.
Исходный продукт загружается в рабочую емкость 1. При включении привода 4, при помощи планетарного механизма 6 (фиг. 1) приводится во вращение смесительный элемент 5 (фиг. 1), выполненный в виде пары цилиндров, которые вращаются вокруг собственной оси и по внутреннему пространству рабочей емкости. В ином варианте (фиг. 3) во вращение приводится, соединенный с приводом соосно, смесительный элемент в виде лопастной мешалки. Одновременно с помощью двигателя 3 осуществляются крутильные колебания рабочей емкости вокруг ее оси. С использованием системы управления 7 подбирают оптимальную скорость вращения смесительного элемента, а также обеспечивают частоту крутильных колебаний рабочей емкости в пределах от 20 до 200 Гц и угловую амплитуду ее крутильных колебаний в пределах плюс-минус 0,1 рад в зависимости от вязкости исходного продукта и степени дисперсности его компонентов. Колебательные движения корпуса, оснащенного отражателями 2 в виде прямоугольных бил (фиг. 2) или выступов треугольного сечения (фиг. 4) в указанных диапазонах частот и угловых амплитуд крутильных колебаний, позволяют создать в рабочей емкости нелинейные волны, синергетически усиливающие эффект гомогенизации исходного продукта, создаваемого вращающимся смесительным элементом. Готовую смесь выгружают из рабочей емкости через разгрузочный люк (на чертеже не показан).
Использование предложенного волнового гомогенизатора позволяет сократить время достижения требуемой степени гомогенизации исходного продукта в 1,5-2 раза.