RU1789256C

RU1789256C - Mixer

Info

Publication number: RU1789256C
Application number: SU904872863A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Александрович Сергеев; Александр Петрович Щебланов; Алексей Николаевич Докучаев; Геннадий Александрович Коврижников
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1993-01-23

Abstract

Использование: приготовление тонкодисперсных растворов и паст из плохосме- шивающихс многокомпонентных сред. Сущность изобретени : один контур рециркул ции выполнен в виде многогранной кольцевой камеры между торцевыми стенками ротора 2 и корпуса 1. Второй контур образован боковыми поверхност ми ротора 2 и корпуса 1. Контуры сообщены кольцевым периферийным каналом и наклонными каналами 6 в роторе, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Usage: preparation of finely dispersed solutions and pastes from poorly mixed multicomponent media. The essence of the invention: one recirculation loop is made in the form of a multifaceted annular chamber between the end walls of the rotor 2 and the housing 1. The second circuit is formed by the lateral surfaces of the rotor 2 and the housing 1. The circuits are communicated by an annular peripheral channel and inclined channels 6 in the rotor, 1 C. . f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к химическому и нефт ному машиностроению, в частности к оборудованию дл приготовлени тонко- дисперсных растворов и паст из плохосме- шивающихс многокомпонентных сред, например, красок, растворов дл цементировани буровых скважин.The invention relates to chemical and petroleum engineering, in particular to equipment for the preparation of finely dispersed solutions and pastes from poorly mixed multicomponent media, for example paints, cementing solutions for boreholes.

Изобретение может примен тьс в пищевой промышленности, сельском хоз йстве , строительстве и других отрасл х, где требуетс интенсифицировать процессы измельчени , смешени , гомогенизации, при получении концентрированных растворов паст.The invention can be applied in the food industry, agriculture, construction and other industries where it is necessary to intensify the processes of grinding, mixing, homogenization, in the preparation of concentrated pasta solutions.

Известный смеситель содержит конической корпус с коническим ротором, продольные пазы и кольцевые камеры озвучивани , выполненные на внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности ротора и регулировочное сопло, установленное в выходном канале корпуса. Среда, подлежаща обработке, нагнетаетс лопатками ротора от центра к периферии, многократно продавливаетс через щели ротора-статора от периферии к центру и выводитс через регулировочное сопло к потребителю .The known mixer comprises a conical housing with a conical rotor, longitudinal grooves and annular sounding chambers made on the inner surface of the housing and the outer surface of the rotor and an adjustment nozzle mounted in the outlet channel of the housing. The medium to be processed is pumped by the rotor blades from the center to the periphery, is repeatedly forced through the slots of the rotor-stator from the periphery to the center and is discharged through the adjustment nozzle to the consumer.

Основным недостатком прототипа вл ютс большие энергозатраты, забивание кольцевые камер озвучивани и продольных пазов продуктами обработки и невозможность получени концентрированных раствором и паст.The main disadvantage of the prototype is the high energy consumption, clogging of the annular sounding chambers and longitudinal grooves with the processed products and the inability to obtain concentrated solution and pastes.

- Целью изобретени вл етс устранение отмеченных недостатков, т.е. повышение работоспособности смесител и качества продукции.- The aim of the invention is to remedy the above drawbacks, i.e. improving the efficiency of the mixer and product quality.

Поставленна цель достигаетс тем, что смеситель, содержащий корпус с внутренней конической поверхностью, образующий с ротором входную и выходные полости, сообщенные между собой посредством кольцевого канала, средство ввода среды и выходное сопло с регулируемым проходным сечением, снабжен двум контурами рециркул ции , входна полость выполнена в виде многогранной кольцевой камеры, образованной торцевыми поверхност ми ротора и корпуса с кольцевыми канавками треугольного поперечного сечени , а выходна полость образована боковыми поверхност ми ротора и корпуса, при этом канал, сообщающий полости, выполнен винтовым лабиринтным , и полости дополнительно сообщены между собой посредством наклонных каналов на периферии ротора, а средство ввода среды расположено в центральной части многогранной камеры по направлению вращени ротора и выполненные в виде сопел.This goal is achieved in that the mixer, comprising a housing with an internal conical surface, forming with the rotor the inlet and outlet cavities communicated with each other by means of an annular channel, the medium input means and the outlet nozzle with an adjustable passage section, is provided with two recirculation circuits, the inlet cavity is made in the form of a multifaceted annular chamber formed by the end surfaces of the rotor and the housing with annular grooves of a triangular cross section, and the outlet cavity is formed by the side surfaces of the rotor and the housing, wherein the channel communicating cavity configured helical, labyrinth, and the cavity is further interconnected by inclined channels to the periphery of the rotor, and means for introducing the medium located in the central part of the polyhedral chamber in the direction of rotation of the rotor and formed as nozzles.

Достижение поставленной цели обосновываетс наличием в корпусе двух контуров рециркул ции, что увеличивает врем пребывани обрабатываемых компонентовAchieving this goal is justified by the presence in the housing of two recirculation circuits, which increases the residence time of the processed components

в рабочей зоне и положительно сказываетс на размоле, смешении и гомогенизации компонентов.in the working area and positively affects the grinding, mixing and homogenization of the components.

Разделение контуров рециркул ции ротором позвол ет в первом контуре рециркул ции вести обработку смеси при повышенном расходе жидкости и, следовательно , при хорошей смачиваемости компонентов . Этот же фактор позвол ет создавать в первом контуре рециркул цииSeparation of the recirculation circuits by the rotor allows the mixture to be processed in the first recirculation circuit at an increased flow rate and, therefore, with good wettability of the components. The same factor makes it possible to create recirculation in the first circuit

кольцевой вихрь и зону разрежени по его центру. Компоненты засасываютс в зону разрежени , что.исключает забивание дозирующих устройств. На периферии кольцево- го вихр возникает зона повышенногоan annular vortex and a rarefaction zone in its center. The components are sucked into the rarefaction zone, which eliminates clogging of the metering devices. At the periphery of the annular vortex, a zone of increased

давлени . В результате этого смесь поступает в периферийный винтовой лабиринт, который ее дополнительно размалывает и нагнетает в второй контур рециркул ции. Врем пребывани пасты в втором контуреpressure. As a result of this, the mixture enters the peripheral screw labyrinth, which further grinds it and pumps it into the second recirculation loop. Duration of the paste in the second circuit

рециркул ции регулируетс изменением площади проходного сечени патрубка отвода обработанной среды. Пастообразна смесь накапливаетс на конической поверхности корпуса и движетс быстрее с приближением к центру, чем на периферии корпуса, что создает срезающее действие. Одновременно в поле действи центробежных сил происходит уплотнение и разделение обрабатываемой среды , наrecirculation is controlled by changing the passage area of the outlet pipe of the treated medium. The paste-like mixture accumulates on the conical surface of the housing and moves faster toward the center than on the periphery of the housing, which creates a shearing effect. At the same time in the field of action of centrifugal forces there is a compaction and separation of the medium being processed, into

концентрированную пасту и воду. Концентрированна паста отводитс с периферии конической поверхности корпуса к потребителю . Вода и менее плотные плохосмачива- ющиес компоненты скапливаютс наconcentrated paste and water. The concentrated paste is discharged from the periphery of the conical surface of the housing to the consumer. Water and less dense poorly wettable components accumulate on

внутренней поверхности вращающегос ротора и нагнетаютс наклонными каналами, вновь на измельчение и смешение в первый контур рециркул ции.the inner surface of the rotating rotor and are pumped by inclined channels, again for grinding and mixing into the primary recirculation loop.

Формирование первого контура рециркул ции клиновыми прорез ми на переднем торце ротора и внутренней торцевой стенке корпуса позвол ет использовать при дис- пергировании не только эффект истирани , но и эффект ударов о стенки ротора и корпуса ,The formation of the primary recirculation circuit by wedge cuts on the front end of the rotor and the inner end wall of the housing allows using not only the abrasion effect, but also the effect of impacts on the walls of the rotor and the housing, when dispersing

Расположение полости второго контура рециркул ции между внутренней конической поверхностью корпуса и наружной боковой поверхностью ротора упрощаетThe location of the cavity of the second recirculation loop between the inner conical surface of the housing and the outer lateral surface of the rotor simplifies

конструкцию смесител .mixer design.

Наличие вйутренней конической поверхности в корпусе необходимо дл реализации закона сохранени момента количества движени в полости второго контура рециркул ции дл получени концентрированных растворов и паст.The presence of an inner conical surface in the housing is necessary for the implementation of the law of conservation of angular momentum in the cavity of the second recirculation loop to obtain concentrated solutions and pastes.

На фиг.1 схематически показан смеситель с приводом и рамой, внешний вид; на фиг.2 - место I фиг.1 в увеличенном виде (приведено внутреннее устройство смесител и контуров рециркул ции); на фиг.З - вид по стрелке А на фиг.2 (приведено схематическое расположение сопел дозирующих устройств и крепзжных элементов).Figure 1 schematically shows a mixer with a drive and a frame, appearance; Fig. 2 shows an enlarged view of the place I of Fig. 1 (the internal structure of the mixer and recirculation circuits is shown); Fig. 3 is a view along arrow A in Fig. 2 (a schematic arrangement of nozzles of metering devices and fastening elements is given).

Смеситель содержит разборный конический корпус 1, в котором расположен ротор 2, закрепленный на консольной пустотелой оси Зс возможностью вращени от приводного вала 4. Ротор2 снабжен сальниковым уплотнением 5, наклонными каналами 6 и периферийным винтовым лабиринтом 7 и делит внутреннюю полость корпуса 1 на два контура циркул ции. Первый контур циркул ции включает входную полость 8, образованную клиновыми прорез ми 9 на переднем торце ротора 2 и аналогичными им клиновыми прорез ми 10 на внутренней торцевой стенке корпуса 1, и имеет вид кольцевой многогранной камеры, по центру которой размещены выходами по направлению вращени ротора 2 входные сопла 11 обрабатываемых сред.The mixer contains a collapsible conical housing 1, in which a rotor 2 is located, mounted on a cantilever hollow axis Zc and can be rotated from the drive shaft 4. Rotor2 is equipped with an packing 5, inclined channels 6 and a peripheral screw labyrinth 7 and divides the internal cavity of the housing 1 into two circuits tion. The first circulation circuit includes an input cavity 8 formed by wedge slots 9 on the front end of rotor 2 and similar wedge slots 10 on the inner end wall of the housing 1, and has the form of an annular polyhedral chamber, in the center of which are placed exits in the direction of rotation of the rotor 2 input nozzles 11 of the processed medium.

Второй контур циркул ции включает вы.ходную полость 12, образованную внутренней конической поверхностью 13 корпуса 1 и наружной боковой поверхностью ротора 2, и имеет регулируемый патрубок 14 отвода обработанной среды к потребителю.The second circulation circuit includes an outlet cavity 12 formed by an inner conical surface 13 of the housing 1 and an outer lateral surface of the rotor 2, and has an adjustable nozzle 14 for withdrawing the treated medium to the consumer.

Смеситель снабжен несколькими, например трем , бункерами 15 со своими входными соплами 11 и дозирующим устройством 17 со своим соплом 18 дл жидкой рабочей среды, прорезной пружинной муфтой 19, рамой 20, приводом 21.The mixer is equipped with several, for example three, hoppers 15 with its inlet nozzles 11 and a metering device 17 with its own nozzle 18 for a liquid working medium, a slotted spring coupling 19, a frame 20, an actuator 21.

Вращение от привода 21 через прорезную пружинную муфту 19 и приводной вал 4 передаетс ротору 2. Сыпучие компоненты из бункеров 15 и жидкость по соплу 18 подаютс дозирующими устройствами 16, 17 в входную полость 8. При вращении ротора 2, его вращающиес клиновые прорези 9 будут отбрасывать обрабатываемые компоненты смеси и жидкость на неподвихсные клиновые прорези 10 корпуса 1, отражатьс ими вновь на вращающиес клиновые прорези 9 ротора 2 и т.д. При этом в первом контуре рециркул ции возникнут осевой и тангенциальный потоки, которые сливаютс в один кольцевой вихрь с разрежением в центре и повышенным давлением на периферии . В зону разрежени всасываютс смешиваемые, сыпучие и жидкие компоненты , которые увлекаютс клиновыми прорез ми 9 ротора 2 в кольцевое вращение,Rotation from the drive 21 through the slotted spring coupling 19 and the drive shaft 4 is transmitted to the rotor 2. Loose components from the hoppers 15 and fluid through the nozzle 18 are supplied by metering devices 16, 17 to the inlet cavity 8. When the rotor 2 rotates, its rotating wedge slots 9 will be discarded the processed components of the mixture and the liquid on the non-sagging wedge slots 10 of the housing 1, are reflected again on the rotating wedge slots 9 of the rotor 2, etc. In this case, axial and tangential flows will arise in the first recirculation loop, which merge into one circular vortex with rarefaction in the center and increased pressure at the periphery. Mixed, free-flowing and liquid components are sucked into the rarefaction zone, which are entrained by the wedge slots 9 of the rotor 2 in a circular rotation.

удар ютс о вращающиес и неподвижные стенки ротора 2 и корпуса 1 и размалываютс . Далее смесь поступает в периферийный винтовой лабиринт 7, диспергируетс им и 5 выбрасываетс в выходную полость 12 в виде вращающегос цилиндрического вихр . При движении цилиндрического вихр по конической поверхности 13 к регулируемому патрубку 14 отвода обработанной среды.impact on the rotating and fixed walls of the rotor 2 and the housing 1 and grind. The mixture then enters the peripheral screw labyrinth 7, is dispersed by it and 5 is ejected into the outlet cavity 12 in the form of a rotating cylindrical vortex. When the cylindrical vortex moves along the conical surface 13 to an adjustable nozzle 14 of the outlet of the treated medium.

0 за счет сохранени момента количества движени скорость вращени ее увеличиваетс . При этом возникают срезающие усили , ко- торые.улучшают размол, и происходит сепа- раци смеси. Более плотна и0 due to the conservation of angular momentum, its rotation speed increases. In this case, shearing forces arise, which improve grinding, and the mixture is separated. More dense and

5 высококонцентрированна смесь скапливаетс на периферии вращающегос в выходной полости 12 вихр . Количество ее и качество регулируютс изменением площади проходного сечени регулируемого пат0 рубка 14 отвода обработанной среды: чем меньше площадь, тем выше концентраци и тонкость измельчени и наоборот. Близлежащие к оси слои вращающегос в выходной полости 12 вихр состо т в основном не5, a highly concentrated mixture accumulates at the periphery of the vortex rotating in the outlet cavity 12. Its quantity and quality are controlled by changing the area of the passage section of the adjustable path 14 of the outlet of the treated medium: the smaller the area, the higher the concentration and fineness of grinding and vice versa. The layers adjacent to the axis of the vortex rotating in the outlet cavity 12 are essentially not

5 менее плотных компонентов смеси, т.е. от- сепарированной воды. Эта вода наклонными каналами 6 ротора. 2 нагнетаетс вновь во входную полость 8, где она вступает в процесс гомогенизации,диспергировани и5 less dense components of the mixture, i.e. separated water. This water has inclined channels of 6 rotors. 2 is injected again into the inlet cavity 8, where it enters the process of homogenization, dispersion and

0 смешени с наход щейс там первичной рабочей средой, улучша смачиваемость и размол .0 mixing with the primary working fluid therein, improving wettability and grinding.

Технико-экономическа эффектвность изобретени заключаетс в следующем;The technical and economic effectiveness of the invention is as follows;

5 меньшие энергозатраты и больша производительность , так как реализуемые технические эффекты используютс более полно-дл выполнени двух-трех функций; отсутствие забивани рабочих органов;5 lower energy consumption and greater productivity, since the implemented technical effects are used more fully to perform two or three functions; lack of clogging of working bodies;

0 высокое качество продукции с точки зрени гомогенности, тонкости диспергировани , точности концентрации;0 high quality products in terms of homogeneity, fineness of dispersion, accuracy of concentration;

возможность получени высококонцентрированных растворов и паст;the possibility of obtaining highly concentrated solutions and pastes;

5 высока надежность и работоспособность смесител ;5 high reliability and availability of the mixer;

возможность работы смесител не только на чистых, но и на загр зненных инородными включени ми (песок, гравий) среда.the possibility of the mixer working not only on clean, but also on contaminated with foreign inclusions (sand, gravel) medium.

0 При этом инородные тела, например камешки , попавшие в первый контур рециркул - . ции, будут циркулировать в нем до своего полного разрушени , увеличива при этом размалывающий эффект, так как будут вы5 полн ть роль шаров в шаровой мельнице;0 At the same time, foreign bodies, such as pebbles, which have fallen into the first circuit of the recirculation -. They will circulate in it until they are completely destroyed, while increasing the grinding effect, since they will play the role of balls in a ball mill;

высока долговечность смесител . Износ его рабочих органов не отражаетс на качестве продукции. Это обусловлено конструкцией смесител . Например, со временем клиновые прорези 9 и 10 потер ют своюhigh durability of the mixer. Depreciation of its working bodies does not affect product quality. This is due to the design of the mixer. For example, over time, the wedge slots 9 and 10 will lose their

многогранную форму, преврат тс в овальные . Ударный эффект уменьшаетс , но зато возрастает тангенциальна скорость кольцевого вихр за счет меньших потерь наpolyhedral shape, turn into oval. The impact effect decreases, but the tangential velocity of the ring vortex increases due to lower losses by

трение, и следовательно истирающий эффект разрушени возрастет и этим компенсирует потери от ударной составл ющей разрушени .friction, and hence the abrasion effect of the fracture, will increase and thereby compensate for the losses from the impact component of the fracture.

Claims

1. A mixer comprising a housing with an internal conical surface, forming an input and an output cavity communicating with each other by means of an annular channel, an input medium and an output nozzle with an adjustable flow cross section, characterized in that, in order to increase work efficiency by creating two recirculation circuits, the inlet cavity is made in the form of a multifaceted annular chamber formed by end surfaces of roFig .- /

torus and casing with annular grooves of a triangular cross-section, and the outlet cavity is formed by the lateral surfaces of the rotor and the casing, while the channel communicating the cavity is made screw

the labyrinth and the cavities are additionally communicated with each other by means of inclined channels on the periphery of the rotor, and the medium input means is located in the central part of the polyhedral chamber in the direction of rotation of the rotor.

2. The mixer according to claim 1, wherein the medium input means is in the form of nozzles.

Fig.Z