RU2094108C1

RU2094108C1 - Dispergator

Info

Publication number: RU2094108C1
Application number: RU95116322A
Authority: RU
Inventors: С.К. Илиополов; В.Г. Кочерга; Н.Н. Бескопыльный; Ю.В. Кирильчик
Original assignee: Илиополов Сергей Константинович; Кочерга Виктор Григорьевич; Бескопыльный Николай Николаевич; Кирильчик Юрий Валентинович
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: dispergator has housing, rotors which rotate in opposite directions and comprises concentric cylinders with openings, and supplying pipe line. The dispergator is additionally provided with discharging pipe lines connected to the drain and the space of the rotors through three-position valves. The number of openings on the concentric cylinders varies. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для приготовления активированных суспензий неорганических вяжущих, используемых при получении строительных композиционных материалов. The invention relates to the field of construction and can be used for the preparation of activated suspensions of inorganic binders used in the preparation of building composite materials.

Известна установка для приготовления суспензии путем интенсивного перемешивания смеси лопастной мешалкой со скоростью вращения, вызывающей кавитацию. Установка позволяет получать гомогенную дисперсную систему (раствор) без диспергирования частиц твердой фазы, а развитие локальной кавитации на отдельных установках вращающейся лопасти не приводит к обновлению поверхностного слоя частиц, так как не создает объемно-напряженного состояния всей системы и, следовательно, не обеспечивает повышения адсорбционной активности суспензии, что является недостатком известной установки [1]
Наиболее близким по техническому решению является диспергатор (роторный аппарат гидроударного действия), содержащий корпус с концентричным ротором и статором, имеющим щели в боковых стенках с загрузочным отверстием, расположенным перпендикулярно к плоскости ротора и разгрузочным отверстием, расположенным по касательной к траектории движения лопаток. Щели в роторе выполнены в виде дозвуковых сопел, сужающихся в сторону статора, щели которого выполнены расширяющимися в сторону корпуса и имеют вогнутые поверхности [2]
Однако он обладает высокой трудоемкостью и сложностью в изготовлении, что влечет большие затраты, и данная установка не обеспечивает необходимое физико-химическое диспергирование суспензии.A known installation for the preparation of a suspension by intensively mixing the mixture with a paddle mixer with a rotation speed causing cavitation. The installation allows you to get a homogeneous dispersed system (solution) without dispersing particles of the solid phase, and the development of local cavitation on individual installations of the rotating blade does not lead to the renewal of the surface layer of particles, since it does not create a volumetric-stressed state of the entire system and, therefore, does not provide an increase in adsorption suspension activity, which is a disadvantage of the known installation [1]
The closest in technical solution is a dispersant (rotary apparatus of hydropercussion), containing a housing with a concentric rotor and a stator having slots in the side walls with a loading hole located perpendicular to the plane of the rotor and a discharge hole located tangential to the path of motion of the blades. The slots in the rotor are made in the form of subsonic nozzles, tapering towards the stator, the slots of which are made expanding towards the body and have concave surfaces [2]
However, it has a high complexity and complexity in manufacturing, which entails high costs, and this installation does not provide the necessary physico-chemical dispersion of the suspension.

Известен диспергатор, содержащий корпус, роторы, вращающиеся в противоположные стороны и состоящие из концентрических цилиндров с отверстиями, подводящий трубопровод [3]
В данном устройстве эффект перемешивания достигается за счет повышения интенсивности упругих колебаний в жидкой среде, возникновения кавитации и ультразвука.Known dispersant containing a housing, rotors, rotating in opposite directions and consisting of concentric cylinders with holes, the supply pipe [3]
In this device, the mixing effect is achieved by increasing the intensity of elastic vibrations in a liquid medium, the occurrence of cavitation and ultrasound.

Однако для высококачественного перемешивания жидкости и твердых материалов (неорганических вяжущих) эта конструкция малоэффективна, ввиду высокой сопротивляемости твердых частиц некоторых материалов на разрушение под воздействием гидроудара. However, for high-quality mixing of liquids and solid materials (inorganic binders), this design is ineffective, due to the high resistance of solid particles of some materials to destruction under the influence of water hammer.

Для достижения высококачественного перемешивания диспергатор, содержащий корпус, роторы, вращающиеся в противоположные стороны, состоящие из концентрических цилиндров с отверстиями, подводящий трубопровод, дополнительно содержит отводящие трубопроводы, сообщенные со сливом и полостью роторов посредством трехходовых кранов, а число отверстий на концентрических цилиндрах неодинаково. To achieve high-quality mixing, a dispersant containing a housing, rotors rotating in opposite directions, consisting of concentric cylinders with holes, a supply pipe, additionally contains discharge pipes connected to the drain and the cavity of the rotors by means of three-way valves, and the number of holes on the concentric cylinders is not the same.

В процессе работы не происходит одновременного открытия всех отверстий. During operation, all openings do not open simultaneously.

Это позволяет значительно повысить воздействие механических и гидродинамических сил, в результате чего происходит разрушение твердых частиц и увеличение удельной поверхности взаимодействия вяжущего. This allows you to significantly increase the impact of mechanical and hydrodynamic forces, resulting in the destruction of solid particles and an increase in the specific surface of the interaction of the binder.

Кроме того, многократное пропускание суспензии через диспергатор за счет трехходовых кранов и двух трубопроводов дает возможность еще больше повысить диспергацию. Предложенная схема двух кранов и двух трубопроводов позволяет работать диспергатору в девяти фиксированных режимах, что создает широкую гамму степеней обработки суспензии, а также облегчает работу оператора установки. In addition, the multiple passage of the suspension through the dispersant due to three-way valves and two pipelines makes it possible to further increase the dispersion. The proposed scheme of two valves and two pipelines allows the dispersant to operate in nine fixed modes, which creates a wide range of degrees of suspension processing and also facilitates the work of the plant operator.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен предлагаемый диспергатор. The invention is illustrated in the drawing, which shows the proposed dispersant.

Диспергатор содержит разборный корпус 1, в котором соосно установлены в подшипниковых опорах роторы 2 и 3. Роторы состоят из полых валов 4 и концентричных цилиндров 5, расположенных соосно валам. В цилиндрах имеется несколько рядов отверстий 6, равнорасположенных по окружности, при этом один из роторов имеет четное количество рядов, другой нечетное. Роторы устанавливаются так, что цилиндры одного из них входят в кольцевые зазоры 7 между цилиндрами другого. Между цилиндрами образуется камера 8. Роторы могут иметь один, два и более цилиндров. В корпусе 1 имеется выпускная коробка 9, из которой выходят две выпускные трубы, перекрываемые трехходовыми кранами 10 и 11 сообщенными с двумя отводящими трубопроводами: 12 и 13 соединяют выпускную коробку с полым валом 4 одного из роторов или с валами обоих роторов; 14 и 15 установлены на слив. The dispersant comprises a collapsible housing 1, in which rotors 2 and 3 are coaxially mounted in the bearings. The rotors consist of hollow shafts 4 and concentric cylinders 5 located coaxially to the shafts. In the cylinders there are several rows of holes 6, equally spaced around the circumference, while one of the rotors has an even number of rows, the other is odd. The rotors are installed so that the cylinders of one of them enter the annular gaps 7 between the cylinders of the other. A chamber 8 is formed between the cylinders. The rotors can have one, two or more cylinders. In the housing 1 there is an exhaust box 9, from which two exhaust pipes exit, blocked by three-way valves 10 and 11 in communication with two outlet pipelines: 12 and 13 connect the exhaust box to the hollow shaft 4 of one of the rotors or to the shafts of both rotors; 14 and 15 are installed on the drain.

Подводящий трубопровод 16 соединяет емкость с исходным композиционным материалом с камерой роторов через полый вал 4. The inlet pipe 16 connects the container with the source composite material to the rotor chamber through the hollow shaft 4.

Диспергатор работает следующим образом. Dispersant works as follows.

Роторам 2 и 3 сообщается вращательное движение навстречу друг другу. По трубопроводу 16 через полый вал 4 ротора 3 подается в камеру 8 между роторами 2 и 3 исходный композиционный материал, представляющий собой суспензию из воды и неорганического компонента (например, цемента и других различных добавок). Центробежной силой суспензия выбрасывается из камеры 8 в кольцевые зазоры 7, где на нее воздействует кроме центробежной силы сила трения, удары, вызванные резким изменением величины и направления скорости, и другие механические и гидродинамические воздействия. Эти воздействия повторяются многократно при переходе суспензии из одного кольцевого зазора 7 через отверстия 6 в другой. В результате происходит разрушение гидратной пленки на поверхности твердой частицы, разрушение самой частицы и активное перемешивание с жидкостью. Это обеспечивает интенсивное физико-химическое диспергирование со значительным увеличением удельной поверхности взаимодействия, вследствие чего значительно повышается начальная степень гидратации вяжущего и однородностью получаемых на его основе композиционных материалов, способствующая улучшению показателей прочности и морозостойкости. Rotors 2 and 3 are given rotational movement towards each other. Through the pipe 16 through the hollow shaft 4 of the rotor 3 is fed into the chamber 8 between the rotors 2 and 3 of the original composite material, which is a suspension of water and an inorganic component (for example, cement and other various additives). By centrifugal force, the suspension is ejected from the chamber 8 into the annular gaps 7, where, in addition to the centrifugal force, the friction force, impacts caused by a sharp change in the magnitude and direction of speed, and other mechanical and hydrodynamic influences act on it. These effects are repeated many times during the transition of the suspension from one annular gap 7 through holes 6 to another. The result is the destruction of the hydrated film on the surface of the solid particle, the destruction of the particle itself and active mixing with the liquid. This provides intensive physico-chemical dispersion with a significant increase in the specific interaction surface, as a result of which the initial degree of hydration of the binder and the uniformity of the composite materials obtained on its basis significantly increase, which contributes to an improvement in strength and frost resistance.

Эффективность диспергации может быть при необходимости повышена многократным пропусканием суспензии через диспергатор. Для этой цели служат краны 10 и 11. Установка их в различные позиции позволяет полностью или частично замкнуть цикл движения суспензии через диспергатор. The dispersion efficiency can be increased if necessary by repeatedly passing the suspension through the dispersant. For this purpose, cranes 10 and 11 are used. Installing them in different positions allows you to completely or partially close the suspension movement cycle through the dispersant.

Claims

A dispersant comprising a housing, rotors rotating in opposite directions and consisting of concentric cylinders with holes, a supply pipe, characterized in that it further comprises discharge pipes connected to the drain and the cavity of the rotors by means of three-way valves, and the number of holes on the concentric cylinders is not the same.