RU225637U1 - Rotary pulsation apparatus - Google Patents

Rotary pulsation apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU225637U1
RU225637U1 RU2023116774U RU2023116774U RU225637U1 RU 225637 U1 RU225637 U1 RU 225637U1 RU 2023116774 U RU2023116774 U RU 2023116774U RU 2023116774 U RU2023116774 U RU 2023116774U RU 225637 U1 RU225637 U1 RU 225637U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protrusions
housing
rotor
hydraulic
axial source
Prior art date
Application number
RU2023116774U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Новиков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания Техмаш"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания Техмаш" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания Техмаш"
Application granted granted Critical
Publication of RU225637U1 publication Critical patent/RU225637U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к средствам для диспергирования и гомогенизации. Устройство содержит корпус с входным и выходным отверстиями и установленное внутри корпуса измельчающее устройство с концентрическими рядами выступов с пазами. Устройство содержит осевой источник гидравлической тяги. Корпус устройства выполнен из полимерного материала на основе полиамида и включает центральную секцию, заднюю крышку и переднюю крышку, соединяемые в единое целое посредством разъемных соединений. Технический результат - улучшение качества диспергирования. The utility model relates to means for dispersing and homogenizing. The device contains a housing with inlet and outlet openings and a grinding device installed inside the housing with concentric rows of protrusions with grooves. The device contains an axial source of hydraulic traction. The body of the device is made of polyamide-based polymer material and includes a central section, a back cover and a front cover, connected into a single unit using detachable connections. The technical result is improved dispersion quality.

Description

Полезная модель относится к устройствам для диспергирования, гомогенизации, перемещения гомогенных смесей, в частности к насосам для обработки пульповых сред органических материалов, и может быть использована в пищевой промышленности, парфюмерии, при переработке органических отходов, нефти и нефтепродуктов, биотоплива, битумных и асфальтовых покрытий, строительных материалов, получении пищевых смесей, фармакологических препаратов и косметических смесей и пр.The utility model relates to devices for dispersing, homogenizing, moving homogeneous mixtures, in particular to pumps for processing pulp media of organic materials, and can be used in the food industry, perfumery, in the processing of organic waste, oil and petroleum products, biofuels, bitumen and asphalt coatings , construction materials, obtaining food mixtures, pharmacological preparations and cosmetic mixtures, etc.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известен роторно-пульсационный аппарат, содержащий привод, корпус с входным и выходным патрубками и установленные в корпусе ротор и статор, на рабочих поверхностях которых выполнены концентрично расположенные по окружности ряды выступов, чередующихся с пазами, ротор содержит входную крыльчатку (RU 2516559, опубликовано 10.02.2014). Недостатком данного известного устройства является недостаточная технологичность изготовления и эксплуатации, а также высокая сложность узла уплотнения.A rotary pulsation apparatus is known from the prior art, containing a drive, a housing with inlet and outlet pipes, and a rotor and stator installed in the housing, on the working surfaces of which there are rows of protrusions concentrically arranged around the circumference, alternating with grooves; the rotor contains an inlet impeller (RU 2516559, published 02/10/2014). The disadvantage of this known device is the insufficient manufacturability and operation, as well as the high complexity of the seal assembly.

Сущность полезной моделиEssence of a utility model

Задачей заявленной полезной модели является улучшение эксплуатационных свойств роторно-пульсационного устройства, осуществляющего гидроударное воздействие на пульпу и расширение области применения.The objective of the claimed utility model is to improve the operational properties of a rotary-pulsation device that exerts a hydraulic impact on the pulp and expands the scope of application.

Полезная модель обеспечивает достижение следующих технических результатов: повышение устойчивости к засорению, увеличение напорных характеристик и ресурса уплотнений, усиление воздействия на частицы пульпы, повышение эффективности обработки.The utility model ensures the achievement of the following technical results: increased resistance to clogging, increased pressure characteristics and service life of seals, increased impact on pulp particles, increased processing efficiency.

Указанный технический результат достигается тем, что роторно-пульсационный аппарат содержит корпус с входным и выходным отверстиями и установленное внутри корпуса измельчающее устройство, которое содержит подвижный и неподвижный элементы, имеющие концентрические ряды выступов с пазами, упомянутый подвижный элемент содержит осевой источник гидравлической тяги, упомянутый корпус включает центральную секцию, заднюю крышку и переднюю крышку, соединяемые в единое целое посредством разъемных соединений, задняя крышка выполнена с возможностью закрепления на фланце двигателя, в упомянутой задней крышке образована камера уплотнения, которая сообщается с камерой смешивания, образованной в упомянутой центральной секции, и содержит отверстие, сообщающееся с камерой торцевого уплотнения.The specified technical result is achieved by the fact that the rotary pulsation apparatus contains a housing with inlet and outlet openings and a grinding device installed inside the housing, which contains movable and stationary elements having concentric rows of protrusions with grooves, said movable element contains an axial source of hydraulic traction, said housing includes a central section, a rear cover and a front cover, connected into a single unit by means of detachable connections, the rear cover is configured to be fixed to the engine flange, a sealing chamber is formed in the said rear cover, which communicates with the mixing chamber formed in the said central section, and contains hole communicating with the mechanical seal chamber.

Указанный технический результат достигается также тем, что корпус содержит металлическую втулку, предназначенную для установки торцевого уплотнения, а измельчающее устройство выполнено с возможностью создания центробежной гидравлической тяги, а осевой источник гидравлической тяги выполнен в виде крыльчатки.The specified technical result is also achieved by the fact that the housing contains a metal sleeve intended for installing a mechanical seal, and the grinding device is designed to create centrifugal hydraulic thrust, and the axial source of hydraulic thrust is made in the form of an impeller.

Указанный технический результат достигается также тем, что подвижный элемент содержит второй осевой источник гидравлической тяги, расположенный с противоположной стороны от первого.This technical result is also achieved by the fact that the movable element contains a second axial source of hydraulic traction located on the opposite side of the first.

Указанный технический результат достигается также тем, что подвижный элемент измельчающего устройства выполнен в виде сборного из двух частей диска, при этом часть, на которой образован ряд выступов с пазами и первый осевой источник гидравлической тяги, выполнена из металла, а часть, на которой образован второй осевой источник гидравлической тяги, выполнена из полимерного материала на основе полиамида.The specified technical result is also achieved by the fact that the movable element of the grinding device is made in the form of a disk assembled from two parts, while the part on which a series of protrusions with grooves and the first axial source of hydraulic traction is formed is made of metal, and the part on which the second is formed axial source of hydraulic traction, made of polyamide-based polymer material.

Отличительной особенностью полезной модели является выполнение корпуса устройства из полимерного материала на основе полиамида сборным, состоящим из трех частей.A distinctive feature of the utility model is that the device body is made of polyamide-based polymer material and is assembled, consisting of three parts.

Перечень фигур чертежейList of drawing figures

На фиг. 1 показан внешний вид на устройство сверху.In fig. Figure 1 shows the top view of the device.

На фиг. 2 показано устройство в осевом разрезе.In fig. Figure 2 shows the device in an axial section.

На фиг. 3 показан разрез А-А, обозначенный на фиг. 1In fig. 3 shows section A-A, indicated in FIG. 1

На фиг. 4 показан ротор устройства.In fig. Figure 4 shows the rotor of the device.

На фиг. 5 показана сборочная структура устройства.In fig. Figure 5 shows the assembly structure of the device.

Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model

Измельчение частиц твердых, жидких или желеобразных веществ в жидкой среде требуется во многих областях промышленности и в различных технологиях. Измельчение осуществляется в процессах диспергации/диспергирования (т.е. дробления частиц твердого или жидкого вещества в жидкой среде), эмульгирования (измельчение жидкости в жидкой среде). Измельчение является необходимым этапом гомогенизации - процесса равномерного распределения частиц одного вещества в другом.The grinding of particles of solid, liquid or jelly-like substances in a liquid medium is required in many industries and in various technologies. Grinding is carried out in the processes of dispersion/dispersion (i.e. crushing particles of a solid or liquid substance in a liquid medium), emulsification (grinding a liquid in a liquid medium). Grinding is a necessary stage of homogenization - the process of uniform distribution of particles of one substance in another.

В результате измельчения и последующей гомогенизации образуются дисперсные системы, в которых одно вещество распределено в объеме другого. Например, жировые шарики в молоке, или мука, разболтанная в стакане воды. Распределенное вещество называется дисперсной фазой, а основа смеси - дисперсной средой.As a result of grinding and subsequent homogenization, dispersed systems are formed in which one substance is distributed within the volume of another. For example, fat globules in milk, or flour stirred in a glass of water. The distributed substance is called the dispersed phase, and the base of the mixture is called the dispersed medium.

Для осуществления измельчения и гомогенизации создано широкое разнообразие оборудования.A wide variety of equipment has been created to carry out grinding and homogenization.

Самыми распространенными дисперсными системами являются эмульсии и суспензии. Эмульсия - это распределение маленьких (от 1 до 50 мкм) капель одной жидкости в другой. Суспензия представляет собой взвесь частиц твердого вещества в жидкости.The most common disperse systems are emulsions and suspensions. An emulsion is a distribution of small (from 1 to 50 microns) droplets of one liquid in another. A suspension is a suspension of solid particles in a liquid.

Наибольшую эффективность имеет оборудование, в котором смешиваемые компоненты подвергаются одновременно комплексу механических и физических факторов: механических ударных пульсаций, акустических, резонансных и кавитационных воздействий. В таких устройствах исходные вещества и среды подвергаются дроблению (или диспергированию) даже на молекулярном уровне и за счет турбулентности превращаются в гомогенную массу.The greatest efficiency is achieved by equipment in which the mixed components are simultaneously subjected to a complex of mechanical and physical factors: mechanical shock pulsations, acoustic, resonant and cavitation effects. In such devices, the starting substances and media are crushed (or dispersed) even at the molecular level and, due to turbulence, are transformed into a homogeneous mass.

Настоящая полезная модель относится к поточным аппаратам роторно-пульсационного принципа действия, выполняющих функции перекачивающих устройств (насосов), активаторов, смесителей, гомогенизаторов и диспергаторов.This utility model relates to flow devices of the rotary-pulsation principle of operation, performing the functions of pumping devices (pumps), activators, mixers, homogenizers and dispersants.

Роторно-пульсационные аппараты с успехом применяют, как в пищевом производстве (фруктовых и овощных соков, соусов, пюре, мягкого творога, йогуртов, майонезов, ликероводочных изделий, пива, казеиновых гелей из сухого молока), так и в непищевых отраслях (получении лекарств и косметических субстанций, обработке нефтепродуктов, биотоплива и пр.).Rotary pulsation devices are successfully used both in food production (fruit and vegetable juices, sauces, purees, soft cottage cheese, yoghurts, mayonnaise, liquor products, beer, casein gels from powdered milk) and in non-food industries (production of medicines and cosmetic substances, processing of petroleum products, biofuels, etc.).

Настоящая полезная модель представляет собой устройство, конструктивно и по принципу действия похожее на центробежный насос.This utility model is a device that is structurally and operating principle similar to a centrifugal pump.

Роторно-пульсационный аппарат 1 в соответствии с настоящей полезной моделью предназначен для закрепления на фланце электродвигателя 2, как показано на фиг. 1. Аппарат содержит сборный корпус, имеющий входное 3 и выходное 4 отверстия.The rotary pulsation apparatus 1 in accordance with the present utility model is designed to be mounted on the flange of the electric motor 2, as shown in Fig. 1. The device contains a prefabricated housing having 3 inlet and 4 outlet holes.

Корпус выполнен сборным из полимерного материала на основе полиамида и включает центральную секцию 5, заднюю крышку 6 и переднюю крышку 7, соединяемые в единое целое посредством разъемных соединений 8. Входное отверстие 3 для подачи рабочей среды и смешиваемых компонентов расположено в центре передней крышки 7 и снабжается крепежной арматурой для трубопровода (не показана). Выходное отверстие 4 выполнено сбоку центральной секции 5 и при эксплуатации направлена, как правило, вверх. Выходное отверстие 4 для выпуска готового продукта также снабжается крепежной арматурой для трубопровода (не показана).The body is made of a prefabricated polymer material based on polyamide and includes a central section 5, a back cover 6 and a front cover 7, connected into a single unit by means of detachable connections 8. The inlet 3 for supplying the working medium and mixed components is located in the center of the front cover 7 and is equipped with mounting fittings for the pipeline (not shown). The outlet 4 is located on the side of the central section 5 and is usually directed upward during operation. The outlet 4 for releasing the finished product is also equipped with mounting hardware for the pipeline (not shown).

В качестве материала корпуса используются термопласты на основе полиамида, в частности, получаемые по так называемой «RIM-технологии» («reaction-injection molding» - реакционно-литьевое формование) и обладающие высокой прочностью, демпфирующими и антифрикционными свойствами, не подверженные выкрашиванию и имеющие высокое сопротивление к кратковременной высокой нагрузке с возможностью восстановления своей первоначальной формы после снятия нагрузки. Такие материалы обладают удельным весом порядка 1,18 г/см3 и имеют высокую химическую стойкость к различным средам (воде, синтетическим и минеральным маслам, в том числе с различными присадками, дизельному топливу и бензину, охлаждающим жидкостям, спиртам, слабым растворам кислот и щелочей). В качестве примеров полимерных материалов на основе полиамидов, обладающих перечисленными выше свойствами можно указать римамид, анилон, варианты исполнения капрона, капролона, найлона, капролоктана, ПА-6, поликапроамида и другие материалы с аналогичными свойствами.Polyamide-based thermoplastics are used as the body material, in particular, those produced using the so-called “RIM technology” (“reaction-injection molding”) and have high strength, damping and anti-friction properties, are not subject to chipping and have high resistance to short-term high load with the ability to restore its original shape after removing the load. Such materials have a specific gravity of about 1.18 g/cm 3 and have high chemical resistance to various media (water, synthetic and mineral oils, including with various additives, diesel fuel and gasoline, coolants, alcohols, weak solutions of acids and alkalis). Examples of polymer materials based on polyamides with the properties listed above include rimamide, anilone, versions of nylon, caprolon, nylon, caproloctane, PA-6, polycaproamide and other materials with similar properties.

Внутри корпуса установлено измельчающее устройство, включающее подвижный элемент (ротор) 9 и неподвижный элемент (статор) 10, на которых выполнены концентрические ряды выступов 11 с пазами 12. Ротор 9 закрепляется на валу горизонтально расположенного электродвигателя 2. Для передачи вращения применяться шпонка или шлица, а для фиксации винт, болт или гайка 19, как показано на фиг. 2.A grinding device is installed inside the housing, including a moving element (rotor) 9 and a stationary element (stator) 10, on which concentric rows of protrusions 11 with grooves 12 are made. The rotor 9 is fixed on the shaft of a horizontally located electric motor 2. A key or spline is used to transmit rotation. and for fixation, a screw, bolt or nut 19, as shown in Fig. 2.

Выступы 11 терминологически известны так же, как зубья, ламели, резцы, лопасти и пр. Форма выступов может быть различной. В стандартном исполнении она П-образная. Расстояние между выступами 11 прямо пропорционально степени измельчения. В стандартном исполнении расстояние между выступами 11 равно ширине самих выступов 11. После сборки аппарата между рядами выступов ротора 9 и статора 10 имеется небольшой зазор величиной от 0,3 мм до 0,7 мм. Наиболее целесообразно обеспечить зазор величиной 0,5 мм, который позволяет изготавливать высокодисперсные продукты с размером частиц от 15 мкм до 30 мкм. Количество концентрических рядов ротора 9 и статора 10 определяется необходимой степенью размельчения частиц и гомогенизации конечного продукта, а также от параметров исходной смеси. Как правило, достаточно двух пар концентрических рядов - двух на роторе 9 и двух на статоре 10. Могут применяться трехрядная схема (два ряда выступов на роторе, один на статоре), пятирядная (три ряда выступов на роторе, два - на статоре) или семи рядная (четыре ряда выступов на роторе, три - на статоре).The protrusions 11 are terminologically known in the same way as teeth, lamellas, cutters, blades, etc. The shape of the protrusions can be different. In the standard version it is U-shaped. The distance between the protrusions 11 is directly proportional to the degree of grinding. In the standard version, the distance between the protrusions 11 is equal to the width of the protrusions 11 themselves. After assembling the apparatus, there is a small gap between the rows of protrusions of the rotor 9 and stator 10, ranging from 0.3 mm to 0.7 mm. It is most advisable to provide a gap of 0.5 mm, which allows the production of highly dispersed products with particle sizes from 15 microns to 30 microns. The number of concentric rows of rotor 9 and stator 10 is determined by the required degree of particle size reduction and homogenization of the final product, as well as by the parameters of the initial mixture. As a rule, two pairs of concentric rows are sufficient - two on the rotor 9 and two on the stator 10. A three-row scheme can be used (two rows of protrusions on the rotor, one on the stator), five rows (three rows of protrusions on the rotor, two on the stator) or seven in-line (four rows of protrusions on the rotor, three on the stator).

Измельчающее устройство может быть выполнено с возможностью создания центробежной гидравлической тяги, что достигается формой выполнения выступов 11 со скосами, обеспечивающими выталкивание жидкой среды под действием областей радиального разряжения в рабочей среде.The grinding device can be configured to create centrifugal hydraulic thrust, which is achieved by the form of the protrusions 11 with bevels, ensuring the ejection of the liquid medium under the influence of areas of radial vacuum in the working medium.

Подвижный элемент 9 содержит осевой источник гидравлической тяги 13, обеспечивающий всасывание рабочей среды через входное отверстие 3. Осевой источник 13 гидравлической тяги целесообразно выполнить в виде крыльчатки с лопастями, известной так же, как импеллер или улитка. Количество и форма лопастей выбираются в зависимости от требуемой мощности и производительности. Целесообразно обеспечить наружный диаметр d крыльчатки 13 величиной от 0,8 до 0,95 от внутреннего диаметра D ближайшего к крыльчатке концентрического ряда выступов 11, как показано на фиг. 4. При соотношении диаметров менее 0,8 уменьшится скорость входного потока рабочей среды, что снизит интенсивность динамических явлений (турбулентности) и эффективность устройства уменьшится. При соотношениях более 0,95 вероятен риск повреждения лопастей в случае попадания крупных твердых частиц. Крыльчатка 13 может быть выполнена как одностороннего входа (либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки), как показано на фиг. 4, так и двухстороннего. Выполнение крыльчатки 13 с двусторонним входом позволит периодически и изменять направление вращения вала двигателя 2 и изменять нагруженное состояние лопастей, что увеличит их ресурс.The moving element 9 contains an axial source of hydraulic thrust 13, which provides suction of the working medium through the inlet 3. It is advisable to make the axial source 13 of hydraulic thrust in the form of an impeller with blades, also known as an impeller or scroll. The number and shape of blades are selected depending on the required power and performance. It is advisable to provide the outer diameter d of the impeller 13 with a value of from 0.8 to 0.95 from the inner diameter D of the concentric row of protrusions 11 closest to the impeller, as shown in Fig. 4. If the diameter ratio is less than 0.8, the speed of the input flow of the working medium will decrease, which will reduce the intensity of dynamic phenomena (turbulence) and the efficiency of the device will decrease. At ratios greater than 0.95 there is a risk of damage to the blades if large solid particles enter. The impeller 13 may be configured as a one-way entry (either clockwise or counterclockwise) as shown in FIG. 4 and double-sided. Making the impeller 13 with a double-sided input will allow you to periodically change the direction of rotation of the motor shaft 2 and change the loaded state of the blades, which will increase their service life.

Задняя крышка 6 корпуса выполнена с возможностью закрепления на фланце двигателя 2 и содержит металлическую втулку 14, предназначенную для установки торцевого уплотнения 15. Торцевое уплотнение 15 (известное также как « манжета» или «сальник») устанавливается на валу двигателя 2 и удерживается с помощью металлической втулки 14 и фиксирующего кольца 17. Материал торцевого уплотнения 15 выбирается, в зависимости от компонентов дисперсной системы. Чтобы рабочая среда не попадала в двигатель 2, кольцо 17 выполняет функцию отбойника. Уплотнение 15 вала выбирается в зависимости от условий работы. Основной проблемой сохранения работоспособности уплотнения является его теплостойкость, поскольку температура рабочей среды может превышать 90°С. Металлическая втулка 14 за счет своей высокой теплоемкости обеспечивает отвод тепла от уплотнения 15, продлевая тем самым его ресурс.The rear cover 6 of the housing is designed to be mounted on the flange of the motor 2 and contains a metal sleeve 14 designed for installing a mechanical seal 15. The mechanical seal 15 (also known as a “cuff” or “oil seal”) is installed on the motor shaft 2 and is held by a metal bushing 14 and retaining ring 17. The material of the mechanical seal 15 is selected depending on the components of the dispersed system. To prevent the working environment from entering engine 2, ring 17 acts as a bumper. Shaft seal 15 is selected depending on operating conditions. The main problem in maintaining seal performance is its heat resistance, since the temperature of the working environment can exceed 90°C. The metal sleeve 14, due to its high heat capacity, ensures heat removal from the seal 15, thereby extending its service life.

Для повышения производительности и скорости всасывания рабочей среды ротор 9 может содержать второй осевой источник 16 гидравлической тяги, расположенный с противоположной стороны от первого. Второй осевой источник 16 гидравлической тяги также целесообразно выполнить в виде крыльчатки с лопастями. Количество и форма лопастей также выбираются в зависимости от требуемой мощности и производительности. Диаметр второй крыльчатки 16 целесообразно выбрать величиной от 1,3 до 1,8 диаметра первой крыльчатки 13.To increase the productivity and suction speed of the working medium, the rotor 9 may contain a second axial source 16 of hydraulic traction, located on the opposite side of the first. It is also advisable to make the second axial source 16 of hydraulic traction in the form of an impeller with blades. The number and shape of the blades are also selected depending on the required power and performance. It is advisable to choose the diameter of the second impeller 16 from 1.3 to 1.8 times the diameter of the first impeller 13.

Конструктивно подвижный элемент 9 измельчающего устройства выполнен в виде сборного из двух частей диска, как показано на фиг. 4, выступы 11 ротора 9 и первая крыльчатка 13 расположены с одной стороны, а вторая крыльчатка 16 с противоположной. Часть ротора, несущая ряд выступов 11 с пазами 12 и первый осевой источник 13 гидравлической тяги выполнена из металла и включает ступицу со шпонкой, на которой устанавливается вторая крыльчатка 16. Наиболее предпочтительно использовать нержавеющую сталь с нанесенным методом плазменного напыления слоя карбида вольфрама. Часть ротора 9 со вторым осевым источником 16 гидравлической тяги, выполнена из того же материала, что и корпус. Поскольку вторая крыльчатка 16 установлена с противоположной стороны ротора 9, ее направление всасывания должно быть противоположно первой крыльчатке 13.Structurally, the movable element 9 of the grinding device is made in the form of a disk assembled from two parts, as shown in Fig. 4, the protrusions 11 of the rotor 9 and the first impeller 13 are located on one side, and the second impeller 16 is located on the opposite side. The part of the rotor that carries a series of projections 11 with grooves 12 and the first axial source 13 of hydraulic traction is made of metal and includes a hub with a key on which the second impeller 16 is mounted. It is most preferable to use stainless steel with a layer of tungsten carbide applied by plasma spraying. The part of the rotor 9 with the second axial source 16 of hydraulic traction is made of the same material as the housing. Since the second impeller 16 is installed on the opposite side of the rotor 9, its suction direction should be opposite to the first impeller 13.

Металлические части устройства целесообразно выполнить из сталей 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т или 40X13 с необходимой термообработкой (закалкой и пр.).It is advisable to make the metal parts of the device from steel 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т or 40X13 with the necessary heat treatment (hardening, etc.).

Герметичность корпуса обеспечивается установкой уплотнительных колец 18 между центральной частью 5 и крышками 6 и 7.The tightness of the housing is ensured by installing sealing rings 18 between the central part 5 and covers 6 and 7.

В собранном корпусе образованы камера смешивания и камера торцевого уплотнения. В камере смешивания, образованной внутренней поверхностью центральной секции 5 и передней крышкой 7, установлен ротор 9, концентрические ряды выступов 11 которого образуют небольшой зазор с концентрическим рядами выступов 11 статора 10.The assembled housing contains a mixing chamber and a mechanical seal chamber. In the mixing chamber formed by the inner surface of the central section 5 and the front cover 7, a rotor 9 is installed, the concentric rows of protrusions 11 of which form a small gap with the concentric rows of protrusions 11 of the stator 10.

Внутри собранного корпуса входное отверстие 3 сообщается с выходным отверстием 4 через камеру смешивания и первую крыльчатку 13. Камера уплотнения образована внутренней поверхностью задней крышки 6 и сообщается через вторую крыльчатку 16 с камерой смешивания.Inside the assembled housing, the inlet 3 communicates with the outlet 4 through the mixing chamber and the first impeller 13. The seal chamber is formed by the inner surface of the rear cover 6 and communicates through the second impeller 16 with the mixing chamber.

Камера уплотнения и камеры смешивания имеют сливные отверстия 20.The compaction chamber and mixing chambers have 20 drain holes.

В задней крышке корпуса 6 может быть выполнено отверстие 20, связанное с камерой уплотнения для созданий внешней гидравлической связи с выходным потоком готового продукта.A hole 20 can be made in the rear cover of the housing 6, connected to the seal chamber to create an external hydraulic connection with the output flow of the finished product.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Роторно-пульсационный аппарат устанавливают на валу электродвигателя 2 и закрепляют на его фланце, например, болтами с гайками. В результате торцевое уплотнение 15 оказывается установленным на валу двигателя в металлической втулке 14 и зафиксировано кольцом 17. Ротор 9 закрепляют на валу двигателя 2, например, с помощью гайки 19. В собранном состоянии концентрические ряды выступов 11 ротора 9 образуют рабочий зазор с концентрическими рядами выступов 11 статора 10. Вал двигателя 2 с ротором 9 приводится во вращение.The rotary pulsation apparatus is installed on the shaft of the electric motor 2 and secured to its flange, for example, with bolts and nuts. As a result, the mechanical seal 15 is installed on the motor shaft in a metal sleeve 14 and fixed by a ring 17. The rotor 9 is secured to the motor shaft 2, for example, using a nut 19. In the assembled state, concentric rows of protrusions 11 of the rotor 9 form a working gap with concentric rows of protrusions 11 of the stator 10. The motor shaft 2 with the rotor 9 is driven into rotation.

Принцип работы устройства состоит в том, что рабочая среда по трубопроводу поступает через входное отверстие 3 в центральную часть ротора 9. Гидравлическую тягу обеспечивают лопасти первой крыльчатки 13, которые отбрасывают рабочую среду на периферию ротора 9 в область выступов 11, а также центробежный эффект от вращения ротора 9. Рабочая среда проходит в зазорах между выступами 11 и рядами выступов 11 ротора и статора, под действием которых происходит дробление твердых, жидких и гелеобразных частиц дисперсной фазы. Полученная мелкодисперсная эмульсия или суспензия выходит из агрегата через выходное отверстие 4.The principle of operation of the device is that the working medium flows through the pipeline through the inlet 3 into the central part of the rotor 9. Hydraulic traction is provided by the blades of the first impeller 13, which throw the working medium to the periphery of the rotor 9 in the area of the protrusions 11, as well as the centrifugal effect of rotation rotor 9. The working medium passes in the gaps between the protrusions 11 and the rows of protrusions 11 of the rotor and stator, under the influence of which solid, liquid and gel-like particles of the dispersed phase are crushed. The resulting fine emulsion or suspension leaves the unit through outlet 4.

Вторая крыльчатка 16, находящаяся с другой стороны ротора 9, создает дополнительную гидравлическую тягу, увеличивая производительность устройства и повышая интенсивность турбулентности рабочей среды.The second impeller 16, located on the other side of the rotor 9, creates additional hydraulic thrust, increasing the performance of the device and increasing the intensity of turbulence in the working environment.

Рабочая среда проходит в камеру уплотнения 15, охлаждая ее за счет отвода тепла. Дополнительный отвод тепла обеспечивается металлической втулкой 14, в которой установлено торцевое уплотнение 15.The working medium passes into the seal chamber 15, cooling it due to heat removal. Additional heat removal is provided by a metal sleeve 14, in which a mechanical seal 15 is installed.

Камера уплотнения может быть сообщена с выходным потоком готового продукта через отверстие 21 в задней крышке 6 корпуса посредством внешнего трубопровода. В этом случае конечный продукт проходит через отверстие 21 в камеру уплотнения и далее под действием гидравлической тяги от второй крыльчатки 16 попадает обратно в камеру смешивания. Тем самым достигается дополнительное охлаждение торцевого уплотнения 15 и повышается дисперсность конечного продукта.The compaction chamber can be communicated with the output stream of the finished product through the hole 21 in the rear housing cover 6 by means of an external pipeline. In this case, the final product passes through hole 21 into the compaction chamber and then, under the action of hydraulic traction from the second impeller 16, flows back into the mixing chamber. This achieves additional cooling of the mechanical seal 15 and increases the dispersion of the final product.

Устройство оказывает на рабочую среду не только механическое воздействие, производя дробление дисперсной фазы за счет ударных, истирающих и срезающих нагрузок, возникающих во время контакта частиц с ротором 9 и статором 10.The device has not only a mechanical effect on the working environment, crushing the dispersed phase due to impact, abrasion and shearing loads that occur during the contact of particles with the rotor 9 and stator 10.

Высокая степень турбулентности и скорости потока рабочей среды, а также пульсация давлений, обуславливают возникновение гидродинамического воздействия. Турбулентность возникает в кольцевом зазоре между рядами выступов 11, между которыми имеются прорези. Выходной поток состоит из струй рабочей среды, проходящей между щелями выступов 11. Для него характерны сложные поля скоростей. Наличие постоянного источника энергии, которым является сам поток, совместно с турбулентностью, образует автоколебательную систему. В дополнение к этому, движение выступов 11 ротора 9 относительно статора 10, вызывающее порывистое изменение очагов давлений и разряжений, приводит к образованию вихрей, разрушающих частицы.A high degree of turbulence and flow velocity of the working medium, as well as pressure pulsation, cause the occurrence of hydrodynamic effects. Turbulence occurs in the annular gap between the rows of protrusions 11, between which there are slots. The output flow consists of jets of the working medium passing between the slots of the protrusions 11. It is characterized by complex velocity fields. The presence of a constant source of energy, which is the flow itself, together with turbulence, forms a self-oscillating system. In addition to this, the movement of the protrusions 11 of the rotor 9 relative to the stator 10, causing a jerky change in the sources of pressure and vacuum, leads to the formation of vortices that destroy particles.

Третий вид воздействия, которое оказывает устройство на дисперсную фазу - гидроакустическое. Оно возникает вследствие интенсивной кавитации и значительных ударных волн.The third type of impact that the device has on the dispersed phase is hydroacoustic. It occurs due to intense cavitation and significant shock waves.

Прошедшие стадию размельчения струи рабочей среды перемешиваются в камере смешивания и тем самым осуществляется гомогенизация конечного продукта.The jets of the working medium that have passed the grinding stage are mixed in the mixing chamber, thereby homogenizing the final product.

Вращающийся ротор 9 обеспечивает транспортировку готового продукта во внешний трубопровод через выходное отверстие 4.The rotating rotor 9 ensures the transportation of the finished product into the external pipeline through the outlet 4.

Таким образом, при вращении ротора 9 происходит частое перекрытие выступов 11 с пазами ротора 9 и выступов 11 и пазов статора 10. В результате предварительно перемешанные компоненты, за счет воздействий на них комплексных пульсационных механических воздействий и акустических, резонансных и кавитационных явлений, подвергаются дроблению (диспергированию) даже на молекулярном уровне и за счет турбулентности превращаются в гомогенную массу. Выступы 11 ротора придают этой массе кинетическую энергию и удаляют ее через выходное отверстие 4.Thus, when the rotor 9 rotates, there is frequent overlap of the protrusions 11 with the grooves of the rotor 9 and the protrusions 11 and the grooves of the stator 10. As a result, the pre-mixed components, due to the effects on them of complex pulsating mechanical effects and acoustic, resonant and cavitation phenomena, are subject to crushing ( dispersion) even at the molecular level and due to turbulence are transformed into a homogeneous mass. The rotor protrusions 11 impart kinetic energy to this mass and remove it through the outlet 4.

Claims (4)

1. Роторно-пульсационный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и установленное внутри корпуса измельчающее устройство, которое содержит подвижный и неподвижный элементы, имеющие концентрические ряды выступов с пазами, упомянутый подвижный элемент содержит осевой источник гидравлической тяги, упомянутый корпус включает центральную секцию, заднюю крышку и переднюю крышку, соединяемые в единое целое посредством разъемных соединений, задняя крышка выполнена с возможностью закрепления на фланце двигателя, в упомянутой задней крышке образована камера торцевого уплотнения, которая сообщается с камерой смешивания, образованной в упомянутой центральной секции, и содержит отверстие, сообщающееся с камерой торцевого уплотнения.1. A rotary pulsation apparatus containing a housing with inlet and outlet openings and a grinding device installed inside the housing, which contains movable and stationary elements having concentric rows of protrusions with grooves, said movable element contains an axial source of hydraulic traction, said housing includes a central section, a rear cover and a front cover connected into a single unit by means of detachable connections, the rear cover is configured to be fixed to the engine flange, a mechanical seal chamber is formed in the said rear cover, which communicates with the mixing chamber formed in the said central section, and contains an opening in communication with mechanical seal chamber. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что корпус содержит металлическую втулку, предназначенную для установки торцевого уплотнения, а измельчающее устройство выполнено с возможностью создания центробежной гидравлической тяги, а осевой источник гидравлической тяги выполнен в виде крыльчатки.2. The device according to claim 1, characterized in that the housing contains a metal sleeve intended for installing a mechanical seal, and the grinding device is designed to create centrifugal hydraulic thrust, and the axial source of hydraulic thrust is made in the form of an impeller. 3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что подвижный элемент содержит второй осевой источник гидравлической тяги, расположенный с противоположной стороны от первого.3. The device according to claim 1, characterized in that the movable element contains a second axial source of hydraulic traction, located on the opposite side of the first. 4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что подвижный элемент измельчающего устройства выполнен в виде сборного из двух частей диска, при этом часть, на которой образован ряд выступов с пазами и первый осевой источник гидравлической тяги, выполнена из металла, а часть, на которой образован второй осевой источник гидравлической тяги, выполнена из полимерного материала на основе полиамида.4. The apparatus according to claim 1, characterized in that the movable element of the grinding device is made in the form of a disk assembled from two parts, while the part on which a series of protrusions with grooves and the first axial source of hydraulic traction is formed is made of metal, and the part, on which the second axial source of hydraulic traction is formed, is made of a polyamide-based polymer material.
RU2023116774U 2023-06-26 Rotary pulsation apparatus RU225637U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU225637U1 true RU225637U1 (en) 2024-04-26

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU331811A1 (en) * ROTARY-PULSATED APPARATUS
SU617057A1 (en) * 1975-09-11 1978-07-13 Предприятие П/Я В-2346 Rotary apparatus
SU1060213A1 (en) * 1978-11-13 1983-12-15 Предприятие П/Я Р-6956 Rotor apparatus
CN1959212A (en) * 2006-09-30 2007-05-09 宋凤杰 Apparatus for micrifying fuel
CN201380054Y (en) * 2009-03-31 2010-01-13 温州科瑞机械有限公司 Pipe line type high-shear dispersing emulsifying pump
RU2516559C2 (en) * 2012-07-26 2014-05-20 Владимир Сергеевич Хромых Rotary pulsating machine
CN205032262U (en) * 2015-10-16 2016-02-17 广州市艺德磁电科技有限公司 A high shear dispersed emulsion machine for kaolin is modified to be reinforceed

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU331811A1 (en) * ROTARY-PULSATED APPARATUS
SU617057A1 (en) * 1975-09-11 1978-07-13 Предприятие П/Я В-2346 Rotary apparatus
SU1060213A1 (en) * 1978-11-13 1983-12-15 Предприятие П/Я Р-6956 Rotor apparatus
CN1959212A (en) * 2006-09-30 2007-05-09 宋凤杰 Apparatus for micrifying fuel
CN201380054Y (en) * 2009-03-31 2010-01-13 温州科瑞机械有限公司 Pipe line type high-shear dispersing emulsifying pump
RU2516559C2 (en) * 2012-07-26 2014-05-20 Владимир Сергеевич Хромых Rotary pulsating machine
CN205032262U (en) * 2015-10-16 2016-02-17 广州市艺德磁电科技有限公司 A high shear dispersed emulsion machine for kaolin is modified to be reinforceed
RU2785966C1 (en) * 2021-08-02 2022-12-15 Александр Дмитриевич Петраков Rotary pulse apparatus with a divided stator ring

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2092992A (en) Emulsifying apparatus
US4900159A (en) High shear mixing apparatus
EP3072579B1 (en) Cavitation device
US2053876A (en) Apparatus for mixing fluid masses
RU225637U1 (en) Rotary pulsation apparatus
RU225636U1 (en) Rotary pulsation apparatus
AU727215B2 (en) Centrifugal liquid pump with internal gas injection
RU225618U1 (en) Rotary pulsation apparatus
RU225619U1 (en) Rotary pulsation apparatus
RU2818216C1 (en) Rotary-pulsating apparatus
RU2818211C1 (en) Rotary-pulsating apparatus
US3679182A (en) Process suitable for preparing homogeneous emulsions
RU2303482C2 (en) Mixer
RU2329862C2 (en) Disperser-activator
RU2152819C1 (en) Rotary pulsating apparatus
US2937857A (en) Apparatus for mixing fluids
USRE24803E (en) Apparatus for pumping solids
US3111278A (en) Comminuting machine
RU2195996C2 (en) Plant for production of fluid-flow multicomponent mixtures
RU2658768C1 (en) Rotary cavitation dispersant generator
JP2002248493A (en) Sludge treatment apparatus
RU106135U1 (en) HOMOGENIZER-DISPERSANT
CN219002647U (en) Pipeline type fine shearing grinding homogenizing pump
RU2084274C1 (en) Dispenser
CN203899479U (en) Super wear-resistant mechanical seal shear emulsifying machine