Дисковый роторный смеситель

Полезная модель относится к устройствам для перемешивания гетерогенных систем жидкость-жидкость, жидкость-газ за счет высокого напряжения сдвига и возбуждения колебаний обрабатываемой смеси.
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 относительно малой зоны измельчения обрабатываемой среды.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели (прототипом) является роторный дезинтегратор-смеситель, содержащий загрузочный и разгрузочный патрубки, привод, неподвижный цилиндрический корпус, в объеме которого жестко зафиксированы перфорированные диски, расположенные поочередно с аналогичными по конструкции перфорированными дисками, закрепленными на вращающемся роторе. [Патент РФ №59441, кл. В02С 7/08, Роторный дезинтегратор-смеситель.]
Недостатком данного роторного дезинтегратора-смесителя является относительно невысокая эффективность для измельчения и перемешивания гетерогенных систем жидкость-жидкость, жидкость-твердые частицы и необходимость подачи сырья под давлением из-за высокого гидравлического сопротивления.
Задачей полезной модели является создание нового устройства - дискового роторного смесителя с достижением следующего технического результата: повышение эффективности перемешивания гетерогенных систем жидкость-жидкость, жидкость-газ.
Указанная задача решается тем, что дисковый роторный смеситель содержит загрузочный и разгрузочный патрубки, привод, неподвижный цилиндрический корпус, в объеме которого жестко зафиксированы перфорированные диски, между которыми расположен аналогичный по конструкции перфорированный диск, закрепленный на вращающемся роторе, при этом на обеих поверхностях подвижного диска имеются зубья квадратного сечения, высотой h, изменяющейся в интервале 1<h/δ<2, где δ - толщина диска, при этом перфорации на неподвижных дисках повторяют профиль сечения и ориентацию зубьев, и количество прорезей совпадает с числом зубьев. Расположение n зубьев на нижней стороне подвижного диска смещено в направлении вращения на угол ϕ=360/n градусов по отношению к положению зубьев на верхней стороне диска. Такое расположение зубьев на подвижном диске и прорезей на неподвижных дисках позволяет возбуждать пульсации в обрабатываемой смеси с частотой
,
где ω - угловая скорость вращения вала.
На фиг. 1 показан дисковый роторный смеситель.
На фиг. 2 показан подвижный диск.
Дисковый роторный смеситель содержит загрузочный патрубок 1, разгрузочный патрубок 2, привод (на фигуре не обозначен), неподвижный цилиндрический корпус 3, в объеме которого жестко зафиксированы перфорированные диски 4, 5 с аналогичным по конструкции перфорированном диском 6, закрепленным на вращающемся роторе 7, на верхней и нежней стороне которого имеются зубья 8. Расположение n зубьев на нижней стороне подвижного диска смещено в направлении вращения на угол ϕ=360/n градусов по отношению к положению зубьев на верхней стороне диска. Такое расположение зубьев на подвижном диске и прорезей на неподвижных дисках позволяет возбуждать пульсации в обрабатываемой смеси с частотой
,
где ω - угловая скорость вращения вала.
H
П
Площади прорезей на неподвижных дисках S и на подвижном диске 6 S должны быть не меньше площади сечения выходного 2 патрубка.
Роторный измельчающий смеситель работает следующим образом.
Под действием массовых сил, создающихся зубьями вращающегося диска 6, обрабатываемая гетерогенная среда перемещается от загрузочного патрубка 1 к разгрузочному патрубку 2. При движении через перфорированные диски 4, 5, 6, гетерогенная среда подвергается интенсивному механическому и вибрационному воздействию, повышающих эффективность процессов дробления и перемешивания.
Необходимый уровень интенсивности механического воздействия определяется скоростью вращения ротора и возникающим в связи с этим высокотурбулентным движением обрабатываемой среды в зазорах между вращающимся подвижным и неподвижными перфорированными дисками 4, 5, 6 и за счет генерирования пульсаций, возникающих при перекрытии прорезей неподвижных дисков зубьями вращающегося диска.
Высота зубьев определяется экспериментально в зависимости от реологических свойств обрабатываемой среды.
К основным преимуществам предлагаемой конструкции роторного измельчающего смесителя относятся следующие:
- многофункциональность, обусловленная возможностью перемешивания гетерогенных систем жидкость-жидкость, жидкость-газ;
- высокая производительность и эффективность процесса измельчения и перемешивания;
- сравнительно низкое гидравлическое сопротивление аппарата.
Полезная модель соответствует критерию "промышленная применимость" и может быть использована в химической, пищевой и лакокрасочной промышленности для измельчения и перемешивания гетерогенных систем жидкость-жидкость, жидкость-газ.