RU2026706C1

RU2026706C1 - Rotor apparatus

Info

Publication number: RU2026706C1
Authority: RU
Inventors: Р.Б. Валитов; А.В. Казачанский; А.П. Щебланов; Г.А. Сергеев
Original assignee: Казачанский Андрей Владимирович
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1995-01-20

Abstract

FIELD: biology. SUBSTANCE: rotor apparatus has a housing with charging and discharging devices, a slotted cylindrical stator, a drive rotor coaxially located in it and having a disk with comb-shaped blades, holes and an auger, a conducted rotor with immovable and reciprocating in the axial direction disks having combs between which the disk of the drive rotor with reciprocal comb-shaped blades and cavities is located with eccentricity. EFFECT: improved processing of the fibrous mass. 3 dwg

Description

Изобретение относится к агрохимическому и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройству для обработки волокнистой, например растительной, массы путем разрезания, рубки, раздавливания и обработки экстрагентом и отделения экстракта от клетчатки. The invention relates to agrochemical and agricultural engineering, in particular to a device for processing fibrous, for example plant, mass by cutting, chopping, crushing and processing with an extractant and separating the extract from fiber.

Изобретение может применяться в различных отраслях промышленности, например: в пищевой промышленности в качестве соковыжималки, то есть для отделения сока от мякоти; в молочной промышленности в качестве сепаратора для отделения сливок от молока; в лесной промышленности в качестве измельчителя и агрегата для приготовления древесно-лиственной или хвойной муки; в химической промышленности в качестве пресс-фильтра для нетермической и безвакуумной сушки пастообразных масс и т.п. The invention can be applied in various industries, for example: in the food industry as a juicer, that is, to separate the juice from the pulp; in the dairy industry as a separator for separating cream from milk; in the forest industry as a chopper and aggregate for the preparation of wood-leaf or coniferous flour; in the chemical industry as a press filter for non-thermal and non-vacuum drying of pasty masses, etc.

Известен роторный экстрактор, предназначенный для интенсификации процесса экстракции в системе жидкость - твердое тело [1]. Данное техническое решение принято за базовый образец. Known rotary extractor, designed to intensify the extraction process in the liquid-solid system [1]. This technical solution is taken as the base sample.

Базовый образец состоит из коаксиально расположенных прорезных цилиндров ротора и статора, снабженных с обеих сторон прорезей цилиндрическими элементами. Обрабатываемая среда проходит через прорези ротора и статора в радиальном направлении, подвергается ударам, истиранию и пульсациям давления, диспергируется и экстрагируется. The basic sample consists of coaxially arranged slotted cylinders of the rotor and stator, equipped with cylindrical elements on both sides of the slots. The medium being processed passes through the slots of the rotor and stator in the radial direction, is subjected to impacts, abrasion and pressure pulsations, is dispersed and extracted.

Недостатки базового образца - низкая надежность аппарата из-за забивания зазора и пространства между глухими цилиндрическими элементами и низкие амплитуды пульсаций давления из-за больших зазоров между ротором и статором. Забивание роторного экстрактора можно уменьшить, если зубья ротора и статора выполнить коническими, а амплитуды пульсаций давления можно увеличить, если ротор снабдить лопастями. The disadvantages of the basic sample are the low reliability of the apparatus due to clogging of the gap and the space between the blind cylindrical elements and the low amplitudes of pressure pulsations due to the large gaps between the rotor and stator. Clogging of the rotor extractor can be reduced if the teeth of the rotor and stator are tapered, and the amplitudes of the pressure pulsations can be increased if the rotor is equipped with blades.

Известен роторный экстрактор, содержащий лопастной ротор, снабженный диском с прорезными гребнями, утопающими в ответных гребневых впадинах дискового статора [2]. Данное техническое решение роторного экстрактора принято за аналог. Known rotary extractor containing a blade rotor, equipped with a disk with slotted ridges buried in the reciprocal ridge hollows of the disk stator [2]. This technical solution of a rotary extractor is taken as an analog.

Аналог содержит корпус с патрубками подвода-отвода рабочих сред, дисковый статор с гребнями, взаимодействующими с ответными гребнями диска лопастного приводного ротора. Гребни ротора и статора снабжены радиальными прорезями. Обрабатываемое сырье нагнетается лопастями ротора в прорези и в зазор между гребнями, диспергируется и экстрагируется. The analogue contains a housing with branch pipes for supplying and discharging working fluids, a disk stator with ridges interacting with mating flanges of the blade of the rotor drive rotor. The rotor and stator combs are provided with radial slots. The processed raw material is pumped by the rotor blades in the slot and into the gap between the ridges, dispersed and extracted.

Недостатки роторного экстрактора - потребность дополнительного оборудования для мелкофракционного дробления сырья, разделения и очистки продукта, а также невозможность обработки волокнистых материалов из-за их значительного механического повреждения при прохождении трех пар рабочих гребней ротора-статора. The disadvantages of the rotary extractor are the need for additional equipment for fine fractional crushing of raw materials, separation and purification of the product, as well as the inability to process fibrous materials due to their significant mechanical damage during the passage of three pairs of working ridges of the rotor-stator.

Известно техническое решение роторного экстрактора, частично устраняющее отмеченные недостатки [3], принятое за прототип. A known technical solution of a rotary extractor, partially eliminating the noted drawbacks [3], adopted as a prototype.

Роторный экстрактор-прототип содержит корпус с загрузочным и разгрузочным устройствами, прорезной цилиндрический статор и коаксиально расположенный в нем приводной ротор имеющий диск с гребневидными лопатками, отверстиями и шнеком. Обрабатываемую среду подают в загрузочное устройство. Вращающийся шнек создает предварительный напор и отбрасывает рабочую среду на гребневидные лопатки диска и отверстия ротора. Обработанные компоненты, пройдя через отверстия приводного ротора и прорези статора, отводятся через разгрузочные устройства из корпуса. The prototype rotary extractor comprises a housing with loading and unloading devices, a slotted cylindrical stator and a drive rotor coaxially located in it having a disk with comb-like blades, holes and auger. The processed medium is fed to the loading device. The rotating auger creates a preliminary pressure and throws the working medium onto the comb-like blades of the disk and the rotor holes. The processed components, passing through the holes of the drive rotor and the stator slots, are discharged from the casing through the unloading devices.

Недостатки прототипа - низкая интенсивность процесса экстракции и недостаточная надежность аппарата из-за забивания шнека и полости ротора обрабатываемой волокнистой массой. Это обусловлено небольшими проходными сечениями прорезей в статоре и отверстий в роторе. Если же отверстия и прорези увеличить, то измельчение волокнистой массы будет недостаточным для проведения интенсивной экстракции. The disadvantages of the prototype are the low intensity of the extraction process and the lack of reliability of the apparatus due to clogging of the screw and rotor cavity with the processed pulp. This is due to the small passage sections of the slots in the stator and the holes in the rotor. If the holes and slots increase, then grinding the pulp will be insufficient for intensive extraction.

Цель изобретения - интенсификация процесса экстракции и повышение надежности работы аппарата. The purpose of the invention is the intensification of the extraction process and increase the reliability of the apparatus.

Поставленная цель достигается тем, что роторный экстрактор, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочными устройствами, прорезной цилиндрический статор и коаксиально расположенный в нем приводной ротор, имеющий диск с гребневидными лопатками, отверстиями и шнеком, снабжен дополнительно ведомым ротором с неподвижным и возвратно-перемещаемым в осевом направлении дисками с гребнями, между которыми с эксцентриситетом расположен диск приводного ротора с ответными гребневидными лопатками и впадинами. This goal is achieved in that the rotary extractor, comprising a housing with loading and unloading devices, a slotted cylindrical stator and a drive rotor coaxially located in it, having a disk with comb-shaped vanes, holes and auger, is equipped with an additional driven rotor with a fixed and reciprocating axially direction with disks with ridges, between which with an eccentricity is located the drive rotor disk with counter crest-shaped blades and troughs.

Достижимость поставленной цели изобретения и, следовательно, существенность отличительных признаков обосновываются тем, что отличительные признаки создают новый механизм разрушения - это раздавливание вместо резания. При этом происходят постоянные радиальные перемещения гребней дисков приводного и ведомого ротора относительно друг друга за счет эксцентриситета, что ведет к механическому сжатию массы и выдавливанию сока из нее. Центробежные силы и осевое возвратное перемещение одного диска относительно другого позволяет создать в полости ведомого ротора уплотненную массу из обрабатываемого материала. Следовательно, создается возможность отделения сока или экстракта от волокнистой (клетчатки растительной) массы и одновременный отвод последней из зоны обработки через радиальные прорези в гребнях без разрушения структуры и забивания аппарата, т.е. отличительные признаки соответствуют критерию "положительный эффект". The attainability of the goal of the invention and, therefore, the significance of the distinctive features are justified by the fact that the distinctive features create a new mechanism of destruction - this is crushing instead of cutting. In this case, constant radial movements of the disk ridges of the drive and driven rotor relative to each other occur due to eccentricity, which leads to mechanical compression of the mass and squeezing of the juice from it. Centrifugal forces and axial return movement of one disk relative to another allows you to create a compacted mass of the processed material in the cavity of the driven rotor. Consequently, it becomes possible to separate the juice or extract from the fibrous (cellulose of vegetable) mass and the simultaneous removal of the latter from the treatment zone through radial slots in the ridges without destroying the structure and clogging the apparatus, i.e. distinguishing features meet the criterion of "positive effect".

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что в нем отсутствуют признаки, сходные с прототипом, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that there are no signs similar to the prototype, therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

Поиск аналогичных технических решений в заявляемой и смежных областях техники показал, что в них отсутствуют признаки заявляемого технического решения. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". The search for similar technical solutions in the claimed and related fields of technology showed that they lacked features of the claimed technical solution. Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 схематически изображен роторный экстрактор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 schematically shows a rotary extractor, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - section BB in FIG. 1.

l - эксцентриситет
w - угловая скорость
Роторный экстрактор содержит сборно-разборный корпус 1, снабженный цилиндрическим статором 2, с торцовыми прорезями 3, отводящим патрубком 4, люком 5 и загрузочным бункером 6. В корпусе 1 на пустотелой консоли 7 с помощью подшипников 8 смонтирован приводной ротор 9, расположенный концентрично в статоре 2 и с эксцентриситетом l = (1-5) мм в ведомом роторе 10. Ведомый ротор 10 закреплен с помощью своей пустотелой цапфы 11 и подшипника 12 в корпусе 1 с возможностью свободного вращения относительно корпуса 1 и приводного ротора 9. Приводной ротор 9 снабжен концентрическими рядами гребней 13 с прорезями 14 и наклонными отверстиями 15, шнеком 16 с рубящими винтовыми лопастями 17, приводным валом 18 и нагнетающий лопастной втулкой 19. Ведомый ротор 10 выполнен в виде двух дисков, один из которых подвижный диск 20 снабжен радиальными прорезями 21 и выполнен возвратно-перемещающимся в осевом направлении за счет упругих элементов 22, утопленных в отбортовке 23. Диски ведомого ротора 10 снабжены ответными гребнями 24 под ряды впадин и гребней 13 приводного ротора 9. Проходное сечение радиальных прорезей 21 изменяется от нуля до максимума при осевом перемещении подвижного диска 20. Упругие элементы 22 ведомого ротора 10 выполнены в виде индивидуальных цилиндрических пружин сжатия, что предпочтительно, или состоят из набора упругих шайб, тарельчатых пружин, упругих резиновых втулок и т.д. В загрузочном бункере 6 смонтирован колосник 25.l - eccentricity
w is the angular velocity
The rotary extractor comprises a collapsible housing 1, equipped with a cylindrical stator 2, with end slots 3, a discharge pipe 4, a hatch 5 and a loading hopper 6. A drive rotor 9 mounted concentrically in the stator is mounted in the housing 1 on the hollow console 7 using bearings 8 2 and with an eccentricity l = (1-5) mm in the driven rotor 10. The driven rotor 10 is fixed with its hollow pin 11 and bearing 12 in the housing 1 with the possibility of free rotation relative to the housing 1 and the drive rotor 9. The drive rotor 9 is equipped with in centric rows of ridges 13 with slots 14 and inclined holes 15, a screw 16 with chopping screw blades 17, a drive shaft 18 and a pressurized blade sleeve 19. The driven rotor 10 is made in the form of two disks, one of which the movable disk 20 is provided with radial slots 21 and is made reciprocating in the axial direction due to the elastic elements 22 recessed in the flange 23. The drives of the driven rotor 10 are provided with counter ridges 24 for rows of troughs and ridges 13 of the drive rotor 9. The passage section of the radial slots 21 varies from zero to maximum during axial movement of the movable disk 20. The elastic elements 22 of the driven rotor 10 are made in the form of individual cylindrical compression springs, which is preferable, or consist of a set of elastic washers, plate springs, elastic rubber bushings, etc. The grate 25 is mounted in the feed hopper 6.

Роторный экстрактор работает следующим образом. Волокнистое сырье, подлежащее переработке например хвойные ветки и экстрагент подают в загрузочный бункер 6. При вращении приводного ротора 9 рубящие винтовые лопасти 17 шнека 16 и ребра колосника 25 осуществляют первичное крупное измельчение хвои путем рубки до размеров 1-15 мм и гонят эту массу в рабочую зону нагнетающей лопастной втулки 19. Здесь растительная масса ударяется о ее лопасти и отбрасывается центробежными силами на статор 2 и в его прорези 3, измельчаясь дополнительно за счет ударов и срезывающего действия. В зоне лопастной втулки 19 и при проходе сквозь прорези 3 растительная масса вторично измельчается до размеров 1-3 мм. Далее хвойная масса забивает зазоры между впадинами и гребнями 13 и 24, перемещаясь по ним к периферии за счет центробежной силы и расширения проходного сечения из-за увеличения радиуса. Возникающая сила трения между хвойной массой, приводным ротором 9 и ведомом ротором 10 приводит последний во вращение. Поскольку приводной ротор 9 смонтирован эксцентрично ведомому ротору 10, то хвойная масса подвергается механическому обжатию между впадинами и гребнями 13, 24 и дополнительному к центробежной силе механическому перемещению к периферии роторов 9 и 10. При этом происходит выдавливание из хвойной массы жидкой фракции и обезвоживанию клетчатки. За счет разницы в плотностях, обезвоженная клетчатка перемещается к периферии, а экстракт по наклонным отверстиям 15 продвигается к центру и выливается через пустотелую цапфу 11 в отводящий патрубок 4. Стенки прорезей 14 работают как нагнетательные лопасти, не позволяя жидкому экстракту выходить в зону лопастной втулки 19 и через радиальный зазор между подвижным диском 20 и наружной стенкой статора 2 в полость корпуса 1. По мере накопления обезвоженной клетчатки на периферии роторов 9 и 10 плотность ее и давление на подвижный диск 20 возрастают. Это вызывает осевое перемещение его и открытие радиальных прорезей 21. Обезвоженная клетчатка выбрасывается через них центробежной силой во внутреннюю полость корпуса 1, из которой удаляется через люк 5. Давление в зазоре между гребнями 13, 24 падает и упругие элементы 22 возвращают диск 20 в исходное положение. Радиальные прорези 21 или закрываются или остаются минимально открытыми, автоматически регулируя вывод обезвоженной клетчатки из зоны обжатия и отвод жидкого экстракта через пустотелую цапфу 11 в отводящий патрубок 4. A rotary extractor operates as follows. The fibrous raw materials to be processed, for example, coniferous branches and extractant, are fed into the loading hopper 6. When the drive rotor 9 is rotated, chopping screw blades 17 of the screw 16 and edges of the grate 25 carry out primary large grinding of needles by chopping to sizes 1-15 mm and drive this mass into the working the area of the injection blade bush 19. Here, the plant mass strikes its blades and is discarded by centrifugal forces on the stator 2 and in its slot 3, being crushed additionally by impacts and shearing action. In the area of the blade sleeve 19 and when passing through the slots 3, the plant mass is again crushed to a size of 1-3 mm. Further, the coniferous mass clogs the gaps between the hollows and ridges 13 and 24, moving along them to the periphery due to centrifugal force and the expansion of the bore due to the increase in radius. The resulting friction force between the coniferous mass, the drive rotor 9 and the driven rotor 10 causes the latter to rotate. Since the drive rotor 9 is mounted eccentrically to the driven rotor 10, the coniferous mass undergoes mechanical compression between the hollows and ridges 13, 24 and mechanical movement additional to the centrifugal force to the periphery of the rotors 9 and 10. In this case, the liquid fraction is extruded from the coniferous mass and the fiber is dehydrated. Due to the difference in densities, the dehydrated fiber moves to the periphery, and the extract moves along the inclined holes 15 towards the center and pours out through the hollow pin 11 into the outlet pipe 4. The walls of the slots 14 act as discharge blades, preventing the liquid extract from entering the area of the blade sleeve 19 and through the radial clearance between the movable disk 20 and the outer wall of the stator 2 into the cavity of the housing 1. As dehydrated fiber accumulates on the periphery of the rotors 9 and 10, its density and pressure on the movable disk 20 increase. This causes its axial movement and the opening of the radial slots 21. The dehydrated fiber is ejected through them by centrifugal force into the internal cavity of the housing 1, from which it is removed through the hatch 5. The pressure in the gap between the ridges 13, 24 drops and the elastic elements 22 return the disk 20 to its original position . Radial slots 21 either close or remain minimally open, automatically regulating the withdrawal of dehydrated fiber from the compression zone and the discharge of the liquid extract through the hollow pin 11 into the discharge pipe 4.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в высокой эффективности и интенсивности работы. Это обусловлено постоянным радиальным перемещением впадин и гребней 13 и 14 относительно друг друга за счет эксцентриситета роторов 9 и 10, что ведет к выдавливанию экстракта из растительной массы, и осевым возвратно-поступательным перемещением подвижного диска 20, что исключает забивание и повышает надежность работы аппарата. Technical and economic efficiency of the invention consists in high efficiency and intensity of work. This is due to the constant radial movement of the hollows and ridges 13 and 14 relative to each other due to the eccentricity of the rotors 9 and 10, which leads to extrusion of the extract from the plant mass, and axial reciprocating movement of the movable disk 20, which eliminates clogging and increases the reliability of the apparatus.

Claims

A ROTARY APPARATUS comprising a housing with loading and unloading devices, a slotted cylindrical stator and a drive rotor coaxially located therein, having a disk with comb-like blades forming hollows, holes and a screw, characterized in that, in order to intensify the extraction and increase process reliability of the apparatus, the drive rotor is equipped with a driven rotor with fixed and axially reciprocating disks with ridges, between which an eccentric disk is located the rotor of the rotor, while the disk crests of one rotor are located in the hollows of the other and have the same shape with the hollows.