CS265556B1 - Perlový dispergétor - Google Patents

Abstract

Zařízení je určeno pro jemné mletí suspenzí zejména v chemickém nebo farmaceutickém průmyslu. Je tvořeno horizontálně uspořádanou mlecí nádobou, která sestává z válcovitého bubnu mlecí nádoby a čel mlecí nádoby. Uvnitř je umístěno na hřídeli míchadlo válcovitého tvaru. Osa mlecí nádoby je bud totožná s· osou míchadla, nebo je s ní rovnoběžná s posunutím nejvýše o 10 mm. Osy míchadla a mlecí nádoby se mohou též protínat a svírat úhel do 10°. Mlecího efektu se dosahuje intenzivním rozmícháváním zpracovávané suspenze s mlecími tělísky. Pro oddělování mlecích tělísek od semleté suspenze může být zařízení vybaveno zvláštním nástavcem opatřeným sítem a zasahujícím do prohlubně v míchadle. Buben mlecí nádoby je opatřen chladicím pláštěm.

Description

Vynález se týká nového konstrukčního uspořádání perlového dispergátoru pro mokré jemné mletí.

Mokré jemné mletí představuje jednu z důležitých operací vyskytující se v průmyslu chemickém, farmaceutickém, potravinářském v biochemii a v dalších odvětvích průmyslu. Podstatou mokrého mletí je dispergace částic tuhé fáze v kapalném prostředí ve formě suspenze s výstupní velikostí částic v oblasti 0,1 až 10 pm.

Perlové dispergátory známých konstrukcí jsou tvořeny mlecí nádobou sestávající z válcovitého bubnu opatřeného chladicím pláštěm a dvou čel nebo vík pro přívod a odvod zpracovávané suspenze. Mlecí nádobou prochází hřídel, na které jsou umístěny mlecí elementy. Dispergátory mají svislé nebo vodorovné uspořádání a používají různých mlecích elementů. Nejčastěji to jsou kotouče hladké, kotouče s výřezy nebo výstupky, kotouče ve tvaru osmičky a podobně. Použitelné jsou též míchací elementy ve tvaru jednotlivých hrabel nebo lopatek. Mlecího efektu se dosahuje u těchto zařízení intenzivním rozmícháváním směsi mletí suspenze a mlecích tělísek. Běžně se používá skleněných kuliček - perlí. Pro oddělování mlecích tělísek od mleté suspenze na obvodu zpracovaného materiálu z dispergátoru používají se síta, zvláštní dělicí štěrbiny a podobně. Pro zlepšení chlazení náplně dispergátoru během mletí doplňuje se někdy chlazení bubnu mlecí nádoby ještě chlazením hřídele, případně podle možností chlazením mlecích elementů. Tyto typy dispergátorů dosahuji poměrně vysokých jemností semleté suspenze, ale jejich výkon je poměrně malý a měrná spotřeba energie poměrně velká. V některých případech je též chlazení bubnu nebo i hřídele a mlecích elementů nedostatečné.

Koncepčně jiné uspořádání představuje typ perlového dispergátoru se svislou osou mlecí nádoby, která má tvar komolého kužele. Uvnitř rotuje míchadlo obdobného tvaru. Poměrně malá mezera mezi stěnou mlecí nádoby a rotorem představující vlastní mlecí prostor dispergátoru tvoří jakýsi kanál, který je ještě propojen otvorem kolem osy celého roztoku. K mletí se využívá nejen rozmíchávání směsi mlecích tělísek a suspenze otáčením rotoru, ale i cirkulace směsi mlecích tělísek a suspenze podél a uvnitř rotoru. Dispergátor toto uspořádání má vyšší intenzitu mletí při nižší spotřebě energie. Uspořádání umožňuje chlazení nejen pláště mlecí nádoby, ale i vlastního rotoru a tím dosažení větší chladicí plochy. Určitou nevýhodou tohoto dispergátoru je jeho relativní konstrukční a výrobní složitost.

Tyto nevýhody odstraňuje a podmínky mletí zlepšuje provedení perlového dispergátoru, které je předmětem tohoto vynálezu. Nové provedeni perlového dispergátoru je v základním uspořádáním tvořeno mlecí nádobou s vodorovnou osou nebo osou skloněnou pod úhlem 10°. Mlecí nádoba sestává z válcovitého bubnu a čel mlecí nádoby s míchadlem umístěným uvnitř mlecí nádoby na hřídeli. Míchadlo má tvar válce. Mezera mezi vnějším povrchem míchadla a vnitřním povrchem mlecí nádoby činí 1,5 až 25 mm. Velikosti mezery mezi 'mlecí nádobou a míchadlem u obvodových ploch se pro maximální využití mlecího efektu řídí velikostí mlecích tělísek.

Osa míchadla může být s osou mlecí nádoby totožná nebo a ní může být rovnoběžná s posunutím nejvýše o 10 mm nebo s ní může svírat úhel do 10°. Posunutí osy míchadla může být v libovolném směru. Povrch míchadla může být hladký nebo může být opatřen výřezy nebo výstupky s maximálním rozměrem do 10 mm. Válcové míchadlo může být též vytvořeno ze dvou částí nestejného průměru. Pro zlepšení podmínek chlazení může být kromě válcovitého bubnu mlecí nádoby chlazeno i celé míchadlo., případně i čela mlecí nádoby. K oddělení mlecích tělísek od mleté suspenze může být použito všech známých typů separátů jako je ploché síto, dělicí štěrbiny apod., nebo zvláštního nástavce.

Při použití nástavce je míchadlo opatřeno na straně obvodu suspenze centricky umístěno prohlubní válcovitého nebo kuželovitého tvaru. Nástavec je umístěn na čele mlecí nádoby a má válcovitý nebo kuželovitý tvar. Na povrchu uvnitř dispergátoru je opatřen separátorem vytvořeným sítem nebo štěrbinami a zasahuje do prohlubně v míchadle.

U běžného provedení dispergátoru podle tohoto vynálezu se předpokládá letmé uloženi hřídele míchadla. Válcové míchadlo u nového dispergátoru má však v porovnání s běžnými mícha3 dly s míchacími elementy jako jsou talíře nebo disky znatelně vyšší celkovou hmotnost, která může klást větší nároky na pevnost hřídele včetně jeho uložení. Při použití válcového míchadla větší délky (asi 1,5 násobku průměru) může být výhodné uložení hřídele míchadla na dvou koncích. Tím se dosáhne klidnějšího chodu zařízení bez vibrací.

Proces mokrého jemného mletí zahrnuje širokou oblast aplikaci s různými podmínkami a požadavky na mletí. Důležitou roli hraje viskozita mletých suspenzí, rozdíly mezi vstupní a výstupní velikostí částic a podobně. To vyžaduje různé konkrétní alternativy a uspořádání dispergátoru. Provedení dispergátoru dle tohoto vynálezu dovoluje k různým účelům provést řadu variací základního typu. Perlový dispergátor v uspořádání dle tohoto vynálezu má při poměrně jednoduché konstrukci vysokou intenzitu mletí, která umožňuje dosahovat vyšších výkonů mletí nebo vyšší jemnosti semletí při nižší měrné spotřebě energie. Při chlazení bubnu mlecí nádoby, míchadla a případně čel mlecí nádoby lze dosahovat velkého poměru chladicích ploch k mlecímu objemu dispergátoru. Provedení dispergátoru s osami mlecí nádoby a míchadla totožnými rovnoběžnými nebo vzájemně se protínajícími dovoluje pro řešení problémů jemného mleti nalézt optimální podmínky mletí ve vztahu k velikosti mlecích tělísek, k šířce mezery mezi nádobou a míchadlem a celkovým mlecím objemem dispergátoru. Uspořádání oddělování mlecích tělísek od semleté suspenze ve zvláštním nástavci zasahujícím do prohlubně v míohadle umožňuje dobrou funkci třídění pro velké rozpětí viskozit mleté suspenze. Podle viskozity se volí válcový nebo kuželový tvar nástavce a odpovídající tvar prohlubně. Dosahuje se poměrně vysoké životnosti této části a její snadné montáže i demontáže. Použití kombinovaného válcového míchadla vytvořeného z částí s rozdílným průměrem je vhodné ve složitějších případech dispergace při větší vstupní velikosti částic v mletí. V tomto případě část dispergátoru s válcovým míchadlem menšího průměru slouží jako předemílací část a zbývající část mlýnu je domílací.

Některá konstrukční provedení dispergátoru dle vynálezu jsou znázorněna schematicky na připojených obrázcích. Na obr. 1 je znázorněno Zařízení, u něhož osa mlecí nádoby a osa míchadla jsou totožné. Na obr. 2 je provedení s osou míchadla rovnoběžnou' s osou mlecí nádoby s posunutím míchadla dolů. Na obr. 3 je alternativa, kdy osy mlecí nádoby a míchadla se protínají. Na obr. 4 až 6 jsou znázorněny varianty dispergátoru s válcovitým resp. kuželovitým nástavcem, zasahujícími do prohlubní v míohadleoh. Na obr, 7 je provedení dispergátoru s válcovým míchadlem vytvořeným ze dvou částí nestejného průměru.

Zařízení (obr. 1) je tvořeno mlecí nádobou s válcovitým bubnem 1. opatřeným chladícím pláštěm 2 ^s předním čelem 2 ^a zadním čelem 5_, přívodní trubkou 2 ^a odváděči trubkou 2 pro zpracovávanou suspenzi. Uvnitř mlecí nádoby je na hřídeli 1_ umístěno míchadlo 2 ^a separátor 2 pro oddělování mlecích tělísek. Osa 10 mlecí nádoby a osa 11 míchadla 2 jsou totožné .

Alternativní uspořádání tvořené ze'stejných částí se stejnou funkcí se liší v poloze os 22» 11 mlecí nádoby a míchadla 2· ^Osa 10 mlecí nádoby a osa 11 míchadla 2 jsou rovnoběžné (obr. 2); osa 10 mlecí nádoby a osa 11 míchadla 2 ^se protínají (obr. 3).

V dalším uspořádání je dispergátor opět tvořen válcovitým bubnem 2 mlecí nádoby s chladícím pláštěm 2, předním čelem 2 ^s přívodní trubkou 2 P^ro zpracovávanou suspenzi, zadním čelem 2 ^a hřídelí 7_ s míchadlem 2· ^K zařízení přísluší dále nástavec 12 válcovitého tvaru, umístěný na zadním čelu 2 ^a opatřený na povrchu uvnitř dispergátoru separátorem 2 vytvořeným sítem nebo štěrbinami. Z nástavce 12 vede odvodní trubka 2 pro odvádění zpracované suspenze. Nástavec 12 zasahuje do prohlubně 13 válcovitého tvaru umístěné centricky v míohadle 2·

Obdobné zařízení s nástavcem 12 se liší tím, že v míohadle 2 j® prohlubeň 13 kuželovitého tvaru (obr. 5).

Další varianta má nástavec 12 i prohlubeň 13 v míohadle 2 kuželovitého tvaru (obr. 6).

Jiné uspořádání má na hřídeli 7_ umístěno míchadlo 2 vytvořené ze dvou válcovitých částí nestejného průměru (obr. 7). Ve všech případech může být míchadlo 8 chlazené s přívodem a odvodem chladicího média hřídelí 7_.

Zařízení podle obr. 1 až 7 pracuje následovně:

Před započetím mletí se zaplní vnitřní volný prostor mlecí nádoby, tj. prostor mezi válcovitým bubnem 2/ předním čelem 3, zadním čelem .5 a míchadlem 8, směsi mlecích tělísek a zpracovávané suspenze. Při otevřeném chlazení Válcovitého bubnu JL chladícím pláštěm 2 případně při chlazení míchadla J3 se spustí otáčení míchadla 8. Rotací míchadla ji dochází k inten zivnímu a rovnoměrnému rozmíchávání směsi mlecích tělísek a mleté suspenze a tím k rozemílání tuhé fáze obsažené v suspenzi. Během mletí se do dispergátorů kontinuálně přivádí surová suspenze přívodní trubkou £ a stejný objem semleté suspenze se z dispergátorů odvádí po separaci mlecích tělísek odváděči trubkou 6.

Pro separaci mlecích tělísek se využívá separátoru 9, který je tvořen plochým sítem nebo se využije jiného běžného uspořádání. U zařízení dle obr. 4 až 6 uskutečňuje se oddělení mlecích tělísek od semleté suspenze ve speciálních nástavcích 12

Claims (5)

1. Perlový dispergátor pró jemné mletí suspenzí tvořený mlecí nádobou s vodorovnou osou nebo osou skloněnou pod úhel do 10°'sestávající z válcovitého bubnu mlecí nádoby a čel mlecí nádoby s míchadlem umístěným uvnitř mlecí nádoby na hřídeli, vyznačený tím, že míchadlo (8) má tvar válce a mezera mezi vnějším povrchem míchadla (8) a vnitřním povrchem mlecí nádoby činí 1,5 až 25 mm.

2. Perlový dispergátor podle bodu 1 vyznačený tím, že osa (10) mlecí nádoby je totožná s osou (11) míchadla (8).

3. Perlový dispergátor podle bodu 1 vyznačený tím, že osa (10) mlecí nádoby je s osou (11) míchadla (8) rovnoběžná s posunutím nejvýše o 10 mm.

4. Perlový dispeirgátor podle bodu 1 vyznačený tím, že osa (10) mlecí nádoby se s osou (11) míchadla (8) protíná a svírá s ní úhel do 10°.

5. Perlový dispergátor podle bodů 1 až 4 vyznačený tim, že míchadlo (8) je na straně odvodu suspenze opatřeno centricky umístěnou prohlubní (13), do níž zasahuje nástavec (12), umístěný na zadním čele (5) mlecí nádoby a je opatřený na povrchu uvnitř dispergátorů separátorem (9) vytvořeným sítem nebo štěrbinami.