RU171086U1

RU171086U1 - DISMEMBrator

Info

Publication number: RU171086U1
Application number: RU2016140611U
Authority: RU
Inventors: Николай Тимофеевич Сорокин; Михаил Арутюнович Гайбарян; Владимир Иванович Сидоркин; Константин Николаевич Сорокин; Петр Прокопьевич Сахнов; Наталья Николаевна Гапеева; Эдуард Иванович Смышляев
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-05-19

Abstract

Рассматриваемая полезная модель дисмембратора относится к насосным кавитационным устройствам для приготовления тонкодиспергированных, гомогенизированных, жидких, мало или средне вязких эмульсий и суспензий, многокомпонентных из трудносмешиваемых и нерастворимых волокнисто-волосяных частиц торфа, бурого угля, вермикулита и других активных органических соединений углеводородов.Принцип работы дисмембратора основан на процессах истирания частиц торфа и бурого угля в водных суспензиях за счет микрометрического зазора между крыльчаткой, стационарным калибровочными ножами, выполненными в виде кольца с перфорированными калибровочными отверстиями, через которые срезаются, измельчаются, раздробляются и продавливаются твердые, волокнисто-волосяные частицы суспензий.С целью увеличения объемов мелкодисперсных частиц в общем объеме диспергируемой и гомогенизируемой среды крыльчатка имеет ряд отверстий, выполненных на периферийной части на границе с наваренными твердосплавным электродом лопастями в мягком теле размером менее, чем калибровочные отверстия статора.Таким образом, среднедиспергированные твердые и волокнисто-волосяные частицы путем проскока в заднюю часть лопасти крыльчатки многократно измельчаются, в том числе и за счет образования в этих отверстиях каверн у периферийной части диспергирующего узла, создающих мощное кавитационное поле.Ремонтно-пригодность диспергирующего узла при длительном сроке эксплуатации осуществляется последующей наваркой твердосплавным электродом периферийной части крыльчатки с последующей шлифовкой крыльчатки под изношенный статор с осуществлением микрометрического зазора С.The considered utility model of the dismembrator relates to pump cavitation devices for the preparation of finely dispersed, homogenized, liquid, low or medium viscous emulsions and suspensions, multicomponent of difficult to mix and insoluble fiber-hair particles of peat, brown coal, vermiculite and other active organic compounds of hydrocarbons. based on the processes of abrasion of peat particles and brown coal in aqueous suspensions due to the micrometric gap between the impellers Oh, stationary calibration knives, made in the form of a ring with perforated calibration holes, through which solid, fibrous-fiber particles of suspensions are cut, crushed, crushed and pressed. In order to increase the volume of fine particles in the total volume of the dispersible and homogenized medium, the impeller has a number of holes, made on the peripheral part at the border with the welded carbide electrode blades in a soft body smaller than the calibration holes of the stator. Thus, medium-dispersed solid and fibrous-hair particles are repeatedly crushed by penetration into the back of the impeller blade, including due to the formation of caverns in the peripheral part of the dispersing unit, which create a powerful cavitation field. Repairability of the dispersing unit for a long time operation is carried out by subsequent welding with a carbide electrode of the peripheral part of the impeller, followed by grinding of the impeller under a worn stator with mic metric gap S.

Description

Полезная модель относится к машинам по механизации агрохимического обеспечения сельского хозяйства и предназначена для приготовления тонкодиспергированных, гомогенизированных, жидких, мало или средне вязких эмульсий и суспензий, многокомпонентных составов из трудносмешиваемых и нерастворимых волокнисто-волосяных частиц торфа, бурого угля, сапропеля, вермикулита и других активных органических соединений углеводородов.The utility model relates to machines for mechanization of agrochemical support of agriculture and is intended for the preparation of finely dispersed, homogenized, liquid, low or medium viscosity emulsions and suspensions, multicomponent compositions of difficult to mix and insoluble fiber-hair particles of peat, brown coal, sapropel, vermiculite and other active organic hydrocarbon compounds.

Целью полезной модели является получение из диспергированных углеводородов гуминовых кислот в препаративной форме путем их глубокой экстракции.The purpose of the utility model is to obtain from dispersed hydrocarbons humic acids in preparative form by deep extraction.

Дисмембратор может использоваться в медицинской промышленности для приготовления лекарственных веществ из растительного сырья, в пищевой промышленности для приготовления кетчупов, соусов, йогуртов, майонезов, фруктово-ягодных паст, пюре и других аналогичных по консистенции продуктов и средств, а так же в химической, строительной, резинотехнической и других отраслях промышленности.The dismembrator can be used in the medical industry for the preparation of medicinal substances from plant materials, in the food industry for the preparation of ketchups, sauces, yoghurts, mayonnaise, fruit and berry pastes, mashed potatoes and other products and means similar in consistency, as well as in chemical, construction, rubber and other industries.

Известны дисмембраторы, содержащие один вращающийся диск, неподвижный диск в качестве откидной крышки, на которых по концентрическим окружностям укреплены ряды бит в виде стержней различной формы, а измельчение продукта происходит при вращающемся подвижном диске. (Процессы и аппараты химической промышленности. Учебник для техникумов П.Г. Романов, М.И. Курочкина, Ю.Я. Мозтерин и др.). Издательство «Химия» 1989 г.).Known dismembrators containing one rotating disk, a fixed disk as a hinged lid, on which rows of bits in the form of rods of various shapes are fixed along concentric circles, and the product is crushed with a rotating moving disk. (Processes and apparatuses of the chemical industry. Textbook for technical schools P.G. Romanov, M.I. Kurochkina, Yu.Ya. Mozterin, etc.). Chemistry Publishing House 1989).

Известен дисмембратор (патент RU 2045340), содержащий цилиндрический корпус, вертикально расположенный в нем ротор с концентрично установленными рядами пальцев, между которыми размещены установленные под тупым углом к направлению вектора окружной скорости ротора пластины статора, зазор между которыми увеличивается от центра к периферии, загрузочный и выгрузной патрубки, пластины статора установлены под углом 163-173° к вектору окружной скорости ротора, при этом пластины установлены с величиной перекрытия до

длины пластин, зазор между пластинами статора и зазор между пальцами ротора и пластинами статора уменьшается от центра к периферии в соотношении 2,5 1,5 1.Known disembarker (patent RU 2045340), containing a cylindrical body, a rotor vertically located in it with concentric rows of fingers, between which are placed obtuse angle to the direction of the peripheral velocity vector of the rotor of the stator plate, the gap between which increases from the center to the periphery, loading and discharge nozzles, stator plates are installed at an angle of 163-173 ° to the rotor peripheral velocity vector, while the plates are installed with an overlap value of up to

the length of the plates, the gap between the stator plates and the gap between the rotor fingers and the stator plates decreases from the center to the periphery in the ratio of 2.5 1.5 1.

Периферийный концентрический ряд пластин статора выполнен во всю ширину корпуса и имеет окно, длина которого составляет 1/6 длины окружности внутреннего диаметра корпуса, а ширина определена расстоянием от торца пальцев ротора до задней стенки корпуса.The peripheral concentric row of stator plates is made over the entire width of the housing and has a window whose length is 1/6 of the circumference of the inner diameter of the housing, and the width is determined by the distance from the end of the fingers of the rotor to the rear wall of the housing.

Данная конструкция обладает рядом недостатков. Первый состоит в том, что пластины статора установлены не под оптимальным по отношению к вектору окружной скорости ротора углом для измельчения волокнисто-волосяной структуры измельчаемого продукта, что ведет к снижению степени измельчения волокнисто-волосяных частиц.This design has several disadvantages. The first one is that the stator plates are not installed at an angle that is optimal with respect to the rotor peripheral velocity vector for grinding the fiber-hair structure of the product being ground, which leads to a decrease in the degree of grinding of the fiber-hair particles.

Второй недостаток состоит в том, что увеличение зазора между пластинами статора от центра к периферии дисмембратора приводит к увеличенным энергозатратам за счет увеличения трения на первой ступени измельчения при размоле кусковых материалов и невозможности измельчения волокнисто-волосяных структур, а также к проскоку крупных частиц из последней ступени в выгрузной патрубок, что приводит к неравномерности размеров измельчения конечных продуктов помола.The second disadvantage is that an increase in the gap between the stator plates from the center to the periphery of the dismembrator leads to increased energy consumption due to increased friction in the first grinding stage when grinding bulk materials and the inability to grind fiber-hair structures, as well as to the breakthrough of large particles from the last stage in the discharge pipe, which leads to uneven sizes of grinding of the final grinding products.

Задачей полезной модели является повышение степени измельчения волокнисто-волосяной структуры суспензий торфа и достижение тонко дисперсного гомогенизированного помола твердых частиц и в жидкостных потоках.The objective of the utility model is to increase the degree of grinding of the fiber-fiber structure of peat suspensions and to achieve finely dispersed homogenized grinding of solid particles in liquid streams.

В результате изготовления и практического применения описываемой конструкции дисмембратора в линии приготовления комплексных удобрений на основе гуминовых для Владимирской области дисперсность обработанной суспензии торфа находилась в пределах от 5 до 60 мкн, а в результате фильтрации через сетку 100 мкн остаток на сите сетевого фильтра составил 5%, что позволило резко увеличить концентрацию экстрагированных фульвогуминовых кислот до 71 м²/литр.As a result of the manufacture and practical application of the described design of the descrambler in the production line of complex humic-based fertilizers for the Vladimir Region, the dispersion of the treated peat suspension was in the range from 5 to 60 microns, and as a result of filtering through a 100 micron mesh, the residue on the network filter sieve was 5%, which allowed a sharp increase in the concentration of extracted fulvogumic acids to 71 m ² / liter.

Поставленная задача достигается тем, что дисмембратор, содержащий площадку крепления с закрепленным на ней двигателем, корпус с вваренными в него всасывающим и нагнетающим патрубками, двух проставков с расположенным между ними фланцем, находящейся на валу электродвигателя переходной вал-втулки крепления крыльчатки и каоксально расположенным неподвижным статором и деталями крепления узлов дисмембратора, согласно полезной модели, конструкция крыльчатки выполнена в виде фрезы, имеющей наваренную твердосплавным электродом периферийную режущую часть, а стационарные комбинированные калибровочные ножи кольцевого статора, имеющего микрометрический зазор С с крыльчаткой, выполнены в виде кольца с перфорированными калибровочными отверстиями.This object is achieved in that the disembarker containing the mounting pad with the motor mounted on it, a housing with suction and discharge pipes welded into it, two spacers with a flange located between them, located on the motor shaft of the transitional shaft of the impeller fastening sleeve and a coaxially fixed stationary stator and details of the attachment of the nodes of the dismembrator, according to the utility model, the impeller design is made in the form of a milling cutter having a peripheral welded-on carbide electrode the cutting part, and the stationary combined calibration knives of the annular stator having a micrometric clearance C with the impeller are made in the form of a ring with perforated calibration holes.

На периферийной части крыльчатки, на границе наварки лопастей твердосплавным электродом в мягком теле, выполнен ряд мелких отверстий, меньшего диаметра, чем калибровочные отверстия в кольцевом статоре, на каждой лопасти крыльчатки, для создания кавитационного потока на периферийной части статора и крыльчатки, усиливающих соударение частиц в жидкой среде между собой и металлическими деталями дисмембратора, а именно; статора и крыльчатки, а часть среднефракционных частиц проталкивается за счет изменения давления и под действием реактивной силы карилиосова ускорения в мелкие отверстия крыльчатки во внутреннюю рабочую камеру, осуществляя повторное измельчение средне фракционных частиц торфа в более мелкие фракции.On the peripheral part of the impeller, on the border of welding the blades with a carbide electrode in the soft body, a number of small holes are made, smaller in diameter than the calibration holes in the annular stator, on each impeller blade, to create a cavitation flow on the peripheral part of the stator and the impeller, enhancing particle collision into liquid medium between each other and the metal parts of the dismembrator, namely; the stator and the impeller, and part of the medium fraction particles are pushed through pressure changes and under the influence of the reactive force of the karylios acceleration into the small holes of the impeller into the internal working chamber, by grinding the medium fractional particles of peat into smaller fractions.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3.The essence of the proposed utility model is illustrated in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3.

На фиг. 1 представлена общая схема дисмембратора, на фиг.2 разрез А-А, на фиг. 3 схема измельчения среднефракционных твердых частиц в жидкостном потоке.In FIG. 1 shows a general diagram of a dismembrator, in FIG. 2 a section A-A, in FIG. 3 scheme of grinding medium fractional solid particles in a liquid stream.

Дисмембратор фиг. 1 содержит площадку крепления 1 с закрепленным на ней двигателем 2, состоит из корпуса 4 с вваренным всасывающим патрубком 5, и нагнетающим патрубком 21 (фиг. 2) проставка 6 и 9 с расположенным между ними - фланцем 13, на валу электродвигателя находится переходной вал-втулка для крепления на нем крыльчатки 11 и коаксильно расположенным неподвижным статором 12. Рабочая часть камеры дисмембратора герметизируется за счет торцевого уплотнения 7 и керамического кольца 8. Коаксильно установленные проставки 6 и 9 с расположенным между ним фланцем 13, фиксируются на фланце электродвигателя и скрепляются с помощью шпилек 14 и колпачковых гаек 15, крепление корпуса 4 к проставку 6 осуществляется с помощью шпилек 16 и колпачковых гаек 15, крепление вала-втулки 10 на валу электродвигателя осуществляется с помощью установочного винта 17 и контргайки 18, крепление крыльчатки 11 осуществляется болтом 19. Опорная шпилька 3 служит для снятия консольных нагрузок при сборке и монтаже изделия в технологических линиях его применения.The dismembrator of FIG. 1 contains a mounting pad 1 with a motor 2 mounted on it, consists of a housing 4 with a welded-in suction nozzle 5, and a discharge nozzle 21 (Fig. 2) a spacer 6 and 9 with a flange 13 located between them, there is a transition shaft on the motor shaft - a sleeve for mounting the impeller 11 and the coaxially fixed stationary stator 12. The working part of the chamber of the disassembler is sealed by the mechanical seal 7 and the ceramic ring 8. Coaxially mounted spacers 6 and 9 with the flange 13 located between them, fix are mounted on the motor flange and fastened with studs 14 and cap nuts 15, the housing 4 is attached to the spacer 6 with studs 16 and cap nuts 15, the shaft sleeve 10 is mounted on the motor shaft with the set screw 17 and lock nut 18, fastened the impeller 11 is carried out by a bolt 19. The support pin 3 is used to remove cantilever loads during assembly and installation of the product in the production lines of its application.

Принципы работы дисмембратора заключаются в следующем:The principles of the work of the dismembrator are as follows:

Перекачиваемая, обрабатываемая среда, суспензия торфа, бурого угля, сапропели подводится к всасывающему патрубку 5 и попадает во внутреннюю часть рабочей камеры, образованной центробежной крыльчаткой 11 выполненной в виде фрезы, имеющей наваренную твердосплавным электродом периферийную режущую часть, стационарно-калибровочными ножами статора 12 выполненного в виде кольца с перфорированными калибровочными отверстиями, имеющего микрометрический зазор С фиг. 2 с крыльчаткой. При вращении крыльчатки с большой скоростью при числе оборотов крыльчатки 3000 об/мин создается большое подпирающее давление, под действием которого крупнозернистые, волокнисто-волосяные частицы смеси, подвергаемые диспергации, попадают из рабочей камеры на рабочие лопасти 20 (фиг. 2) центробежной крыльчатки 11, затем, получив центробежное ускорение, попадают на диспергирующий узел, состоящий из аксиально расположенной крыльчатки 11 и неподвижного статора 12. Стационарные калибровочные ножи статора 12 выполнены в виде кольца с перфорированными калибровочными отверстиями, а вращающийся нож в виде крыльчатки. Попадающая на диспергирующий узел твердая, волокнисто-волосяная частица суспензии под действием давления, созданного центробежной силой при вращении центробежной крыльчатки, истирается, раздробляется и измельчается между крыльчаткой 11 и статором 12. Так как частота вращения крыльчатки составляет 3000 об/мин происходит постепенное срезание волокнисто-волосяных частиц, раздробление твердых частиц при соударении их между собой и металлическими конструкциями крыльчатки и статора, а так же истирания частиц подвижной частью каждой из лопастей 20 крыльчатки, играющих роль «пестика» в каждое отверстие кольцевого статора, играющего роль «ступки». Весь поток суспензии проходит через калибровочные отверстия кольцевого статора по мере продвижения к напорному выходному патрубку 21 (фиг. 2), осуществляя многократную обработку измельчаемого продукта за счет рекуперации обрабатываемого потока из технологической емкости по замкнутому циклу «емкость - дисмембратор - емкость», тем самым уменьшая вероятность события случайного проскока неизмельченных частиц в свободные отверстия кольцевого статора многократно к времени обработки продукта в жидком потоке.The pumped, processed medium, a suspension of peat, brown coal, sapropel is fed to the suction pipe 5 and enters the inner part of the working chamber, formed by a centrifugal impeller 11 made in the form of a milling cutter having a peripheral cutting part welded with a carbide electrode, stationary-calibration knives of the stator 12 made in in the form of a ring with perforated calibration holes having a micrometer clearance C of FIG. 2 with an impeller. When the impeller rotates at high speed at a speed of impeller speeds of 3000 rpm, a large back pressure is created, under the influence of which coarse-grained, fibrous-hair particles of the mixture subjected to dispersion fall from the working chamber onto the working blades 20 (Fig. 2) of the centrifugal impeller 11, then, having received centrifugal acceleration, they fall onto a dispersing assembly consisting of an axially located impeller 11 and a fixed stator 12. The stationary calibration knives of the stator 12 are made in the form of a ring with perforated and the calibration opening and rotating blade in the form of an impeller. The solid, fibrous-fiber particle of the suspension falling on the dispersing assembly under the action of pressure created by centrifugal force during rotation of the centrifugal impeller is abraded, crushed and crushed between the impeller 11 and the stator 12. Since the impeller rotates at 3000 rpm, the fiber is gradually cut off. hair particles, fragmentation of solid particles when they collide with each other and the metal structures of the impeller and stator, as well as the abrasion of particles by the moving part of each of the blades she has 20 impellers playing the role of a “pestle” in each hole of the annular stator playing the role of a “mortar”. The entire flow of the suspension passes through the calibration holes of the annular stator as it moves to the discharge outlet pipe 21 (Fig. 2), performing multiple processing of the crushed product due to the recovery of the processed stream from the process vessel in a closed cycle "capacity - desymbrator - capacity", thereby reducing the probability of the event of an accidental slip of unmilled particles into the free openings of the annular stator repeatedly by the time the product is processed in the liquid stream.

Для усиления эффективности тонкого измельчения продукта лопасти 20 на границе наварки твердосплавным электродом в мягком теле имеют ряд сквозных отверстий меньшего диаметра, чем на кольцевом статоре.To enhance the efficiency of fine grinding of the product, the blades 20 at the welding boundary by a carbide electrode in a soft body have a number of through holes of a smaller diameter than on an annular stator.

Под действием реактивной силы

ускорения Кариолиса средне-зернистая часть суспензии проходит вторичное измельчение продукта за счет многократного соударения твердых частиц, в потоке жидкости между собой, а за счет изменения давления с внешней и внутренней стороны лопастей 20 на периферийной части диспергирующего узла образуются мелкие каверны, создающие активное кавитационное поле.Reactive

To accelerate the Cariolis, the medium-grained part of the suspension undergoes secondary grinding of the product due to multiple collisions of solid particles in the liquid flow between each other, and due to changes in pressure from the outer and inner sides of the blades 20, small caverns are formed on the peripheral part of the dispersing unit, creating an active cavitation field.

Кориолисово ускорение твердой частицы это составляющая абсолютного ускорения сложного движения частицы, равная удвоенному векторному произведению угловой скорости ω_e переносного движения на относительную скорость частицы V. Кариолисово ускорение обусловлено взаимным влиянием переносного и относительного движения твердой частицы на изменение вектора ее абсолютной скорости и определяется по формуле:Coriolis acceleration of a solid particle is a component of the absolute acceleration of the complex motion of a particle, equal to twice the vector product of the angular velocity ω _{e of the} portable motion by the relative velocity of the particle V. The Cariolis acceleration is due to the mutual influence of the portable and relative motion of the solid particle on the change in its absolute velocity vector and is determined by the formula:

, где

where

ω_е - переносная угловая скорость;ω _e - portable angular velocity;

- скорость частицы относительно точки построения к кривой лопасти по касательной. Направление

получают повернув вектор скорости

на 90° в сторону вращения частицы В₂.

- particle velocity relative to the point of construction to the curve of the blade tangentially. Direction

get by turning the velocity vector

90 ° in the direction of rotation of the particle In ₂ .

Схема измельчения твердых частиц, имеющих среднедисперсионную структуру поясняется фиг. 3, где твердая частица В₂, имеющая размеры отверстия на лопастях крыльчатки загоняется статором реактивной силой

и вовлекается следующей лопаткой во вторичное измельчение.The grinding scheme of solid particles having a medium dispersion structure is illustrated in FIG. 3, where the solid particle B ₂ , having the dimensions of the hole on the impeller blades, is driven by the stator with reactive force

and is drawn into the secondary grinding by the next scapula.

Таким образом, степень измельчения твердых, волокнисто-волосяных частиц суспензии торфа, бурого угля определяется микрометрическим зазором С фиг. 2, размерами калибровочных отверстий на кольцевом статоре и размерами отверстий на лопатках центробежной крыльчатки при максимальной скорости ее вращения.Thus, the degree of grinding of solid, fibrous-hairy particles of a suspension of peat, brown coal is determined by the micrometer gap C of FIG. 2, the size of the calibration holes on the annular stator and the size of the holes on the blades of the centrifugal impeller at a maximum speed of rotation.

Claims

1. A dismembrator containing a mounting pad with an engine mounted on it, a housing with a suction and discharge nozzles welded into it, two spacers with a flange located between them, located on the motor shaft with a transitional impeller mounting sleeve-hub and a coaxially fixed stationary stator, and mounting parts nodes of the dismembrator, characterized in that the impeller design is made in the form of a milling cutter having a peripheral cutting part welded with a carbide electrode, and stationary combined The calibration knives of an annular stator having a micrometric clearance C with an impeller are made in the form of a ring with perforated calibrated holes.

2. The dismembrator according to claim 1, characterized in that on the peripheral part of the impeller at the edge of the welding of the blades by a carbide electrode in the soft body, a series of small holes of smaller diameter are made than the calibration holes in the annular stator.