РОТОРНО-ДИСПЕРГИРУЮЩИЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к области создания устройств для получения высокодисперсных суперустойчивых водотопливных эмульсий и может быть использована для смешения двух потоков.
Известен роторно-диспергирующий аппарат, состоящий с входным и выходным патрубками, выполненного с возможностью вращения в корпусе статора, закрепленного на корпусе и установленного между лопатками и цилиндром ротора коаксиально последнему с зазором между внутренней поверхностью статора и лопатками ротора, а зазор между внутренней поверхностью статора и лопатками ротора, а так же между внешней поверхностью статора и внутренней поверхностью цилиндра составляет 0,1-0,3 мм [патент РФ №2158629, МПК B01F 7/28, опуб. 10.11.2000 г., БИ №34, автор Саушкин С.А. и др. «Роторно-диспергирующий аппарат»].
Недостатком этого аппарата также является низкая эффективность диспергирования различных сред, а также имеет достаточно сложную конструкцию и жесткие ограничения по размерам функциональных элементов.
Известен роторно-диспергирующий аппарат, состоящий из корпуса с подшипниковым узлом, входным и выходным патрубками, статора, закрепленного на корпусе ротора, выполненного с возможностью вращения в подшипниковом узле корпуса, причем сопряженные поверхности статора и ротора установлены с зазором, отличающийся тем, что корпус выполнен разъемным и состоит из средней части, крышки и подшипникового узла, причем средняя часть выполнена с наружным и внутренним фланцами, к наружному фланцу крепится статор и крышка, а к внутреннему фланцу крепится втулка с подшипниковым узлом, статор выполнен в виде шайбы с кольцевыми выступами, в которых выполнены сквозные, равномерно расположенные по образующей отверстия, ротор выполнен в виде диска с радиально расположенными лопатками и кольцевыми выступами, в которых выполнены сквозные, равномерно расположенные по образующей отверстия, причем кольцевые выступы ротора снабжены на свободных торцах буртами, направленными внутрь и сопряжены с выступами статора, зазор между сопряженными поверхностями выступов статора и ротора составляют 0,07-0,15 мм, при этом входной патрубок расположен соосно с крышкой и выполнен с входной стороны с заглушенным торцом и радиально наклоненными отверстиями на цилиндрической поверхности, размещенными в полости, образованной крышкой корпуса и диском ротора и направленными на лопатки ротора, выходной патрубок расположен радиально на цилиндрической поверхности средней части корпуса, между заглушенным торцом и диском ротора установлен упорный шарик, а между входным патрубком, крышкой, статором и средней частью корпуса установлены прокладки [патент РФ №35081, МПК: B01F/28, опубл. 27.12.2003 г., БИ №36, авторы Носырев Д.Я. и др. «Роторно-диспергирующий аппарат»].
Недостатком данного роторно-диспергирующего аппарата является то, что данный аппарат не позволяет производить смешение двух различных сред, как например жидкости и газообразной среды.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение высокодисперсного суперустойчивого смешения различных сред.
Технический результат достигается тем, на роторно-диспергирующий аппарат, состоящий из корпуса с подшипниковым узлом, входным и выходным патрубками, статора, закрепленного на корпусе ротора, выполненного с возможностью вращения в подшипниковым узле корпуса, причем сопряженные поверхности статора и ротора установлены с зазором, корпус выполнен разъемным и состоит из средней части, крышки и подшипникового узла, причем средняя часть выполнена с наружным и внутренним фланцами, к наружному фланцу крепится статор и крышка, а к внутреннему фланцу крепится втулка с подшипниковым узлом, статор выполнен в виде шайбы с кольцевыми выступами, в которых выполнены сквозные, равномерно расположенные по образующей отверстия, ротор выполнен в виде диска с радиально расположенными лопатками и кольцевыми выступами, в которых выполнены сквозные, равномерно расположенные по образующей отверстия, причем кольцевые выступы ротора снабжены на свободных торцах буртами, направленными внутрь и сопряжены с выступами статора, зазор между сопряженными поверхностями выступов статора и ротора составляют 0,07-0,15 мм, при этом входной патрубок расположен соосно с крышкой и выполнен с выходной стороны с заглушенным торцом и радиально наклоненными отверстиями на цилиндрической поверхности, размещенными в полости, образованной крышкой корпуса и диском ротора и направленными на лопатки ротора, согласно полезной модели, устанавлен кольцевой коллектор, а стенки входного патрубка выполнены с радиально-тангенциальными отверстиями, выходной патрубок расположен радиально на цилиндрической поверхности средней части корпуса, между заглушенным торцом и диском ротора установлен упорный шарик, а между входным патрубком, крышкой, статором и средней частью корпуса установлены прокладки.
На фиг.1 приведен разрез роторно-диспергирующего аппарата; на фиг.2 приведен разрез входного патрубка с кольцевым коллектором.
Роторно-диспергирующий аппарат содержит корпус 1, ротор 2, статор 3, крышку 4, входной патрубок 5, уплотнительное кольцо 6, шарик упорный 7, уплотнительные прокладки 8, 9, гайку 10, шайбу 11, болты крепления 12, 13, шпонку 14, втулку дистанционную 15, подшипниковый узел с валом для привода ротора 16, выходной патрубок 17, штуцер подачи газа 18, кольцевой коллектор 19, шнек 20, тангенциально - радиальные отверстия 21.
Роторно-диспергирующий аппарат работает следующим образом.
Диспергируемая среда поступает в корпус 1 аппарата через входной патрубок 5, установленный в крышке 4, через шнек 20, прокладку 6, и через радиально наклонные отверстия направляется на лопатки вращающего подшипниковом узле 16 ротора 2, расположенного в корпусе 1. В то же время через штуцер 18, кольцевой коллектор 19, тангенциально-радиальные отверстия 21, во входной патрубок 5 подается газ. Для обеспечения постоянного зазора, между валом ротора 2 и входным патрубком 5, устанавливается упорный шарик 7. Между корпусом ротора 2 и корпусом статора 3 устанавливаются уплотнительные прокладки 8 и 9. Корпус 1 соединяется с крышкой 4 с помощью гайки 10, шайбы 11 и болта крепления 12. Подшипниковый узел 16 соединяется с корпусом 1 с помощью болтов крепления 13. Между подшипниковым узлом 16 и ротором 2 устанавливается дистанционная втулка 15. Ротор 2 приводится во вращение от высокооборотного электропривода (условно не показан) с помощью вала, расположенного в подшипниковом узле 16 и соединенного с ротором 2 шпонкой 14. В результате интенсивного механического перемешивания и резонансных колебаний в полости, образованной ротором 2, статором 3 и крышкой 4 корпуса 1 осуществляется предварительное диспергирование среды. Предварительно подготовленная среда через отверстия в выступах ротора 2 и статора 3 поступает в первую ступень диспергирования, где в результате больших градиентов скорости в радиальном зазоре между ротором и статором возникают большие сдвиговые напряжения, а за счет периодического прерывания потоков в отверстиях ротора и статора возникают высокоамплитудные кавитационные импульсы, вследствие чего получается высокодисперсная суперустойчивая эмульсия, которая поступает на вторую ступень диспергирования и подвергается повторному воздействию сдвиговых напряжений и высокоамплитудных кавитационных импульсов, за счет чего повышается степень дисперсности эмульсии. Полученная эмульсия отводится из аппарата через выпускной патрубок 17.
Предлагаемый роторно-диспергирующий аппарат повышает качество диспергирования, за счет интенсифицирования процесса диспергирования.