RU2264850C2

RU2264850C2 - Dispenser

Info

Publication number: RU2264850C2
Application number: RU2003118201/15A
Authority: RU
Inventors: В.В. Сидоров (RU); В.В. Сидоров; А.Ф. Моторин (RU); А.Ф. Моторин; И.А. Жирноклеев (RU); И.А. Жирноклеев; О.Д. Изгилова (RU); О.Д. Изгилова
Original assignee: Сидоров Виктор Викторович; Моторин Анатолий Федорович; Жирноклеев Игорь Анатольевич; Изгилова Ольга Дмитриевна
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-11-27
Also published as: RU2003118201A; BRPI0401614A; WO2004110606A1

Abstract

FIELD: the invention refers to dispersion-mix-pump equipment and may be used in production of food products, fuel mixtures, mining, oil, chemical, varnish and paint, building and other sectors of industry.

SUBSTANCE: the dispenser has a body. Inside it there is a rotor and a stator with slits which have curvilinear surfaces of the walls. The slits of the rotor are fulfilled contracting in the direction of the stator and the slits of the stator - widening in the direction of the body. Each slit of the stator has one walls with concave surfaces, each slit of the rotor has one wall with a convex surface and another wall with a concave surface. All curvilinear surfaces have a definite radius of curvature. The walls of the slits are placed under definite angles.

EFFECT: increases effectiveness of dispersion due to improving the hydrodynamics of the flow.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к диспергационно-смесительно-насосному оборудованию и может быть использовано в производстве пищевых продуктов, топливных смесей, горном деле, нефтяной, химической, лакокрасочной, строительной и других отраслях промышленности.The invention relates to dispersion-mixing-pumping equipment and can be used in the manufacture of food products, fuel mixtures, mining, petroleum, chemical, paint and varnish, construction and other industries.

Известен диспегатор, содержащий корпус, внутри которого концентрично установлены ротор и статор со щелями в боковых стенках. Щели ротора и статора выполнены в виде криволинейных синус-спиральных поверхностей (полезная модель РФ №22621, опубл. 2002 г.).Known dispersant containing a housing, inside of which the rotor and stator are concentrically mounted with slots in the side walls. The slots of the rotor and stator are made in the form of curved sinus-spiral surfaces (utility model of the Russian Federation No. 22621, publ. 2002).

Данный диспергатор не обеспечивает промышленной производительности.This dispersant does not provide industrial performance.

Наиболее близким к предложенному является роторный аппарат гидроударного действия (диспергатор), содержащий корпус, внутри которого концентрично установлены ротор и статор со щелями в боковых цилиндрических стенках, имеющими криволинейные поверхности. Щели ротора выполнены в виде дозвуковых сопел, сужающихся в сторону статора. Щели статора выполнены расширяющимися в сторону корпуса и имеют вогнутые поверхности, а поверхности стенок соседних щелей попарно соединены внутри ротора сопряженной с ними выпуклой поверхностью (SU 1586759, МКИ 5 В 01 F 7/00, опубл. 1991 г.).Closest to the proposed one is a rotary apparatus of hydropercussion action (dispersant), comprising a housing inside which a rotor and a stator are concentrically mounted with slots in the cylindrical side walls having curved surfaces. The rotor slots are made in the form of subsonic nozzles, tapering towards the stator. The stator slots are made expanding towards the body and have concave surfaces, and the walls of the adjacent slots are pairwise connected inside the rotor with a convex surface mating with them (SU 1586759, MKI 5 V 01 F 7/00, publ. 1991).

Однако такая конструкция диспергатора из-за концентричного расположения ротора и статора относительно корпуса и несвязного геометрического/криволинейного и углового расположения щелей относительно статора и корпуса не обеспечивает промышленной (высокой) производительности. Это обуславливает то, что процесс ротационного перемещения гидродинамической среды по криволинейным боковым синус-спиральным поверхностям ротора и статора с переходом в концентрично расположенный канал между корпусом и статором не достигает одновременно с созданием мощного напора движения возмущающих струй потока на стенки корпуса ускоренного синергетического роста момента импульса (L²MT^-1=кг·м²/с) струйного истечения на основной поток. В результате происходит снижение величины насосного эффекта, падение скорости гидродинамического течения и ухудшение режимных (ре) и/или циркуляционных характеристик диспергатора, в частности, происходит физическое уменьшение величины гидродинамического действия или кванта действия (L²MT^-1=Дж·с) или гидродинамического удара в потоке.However, this design of the dispersant due to the concentric location of the rotor and stator relative to the housing and incoherent geometric / curvilinear and angular arrangement of the slots relative to the stator and housing does not provide industrial (high) performance. This leads to the fact that the process of rotational movement of the hydrodynamic medium along the curved lateral sinus-spiral surfaces of the rotor and stator with the transition to a concentric channel between the housing and the stator does not simultaneously achieve the powerful pressure of the disturbing flow jets moving against the walls of the housing for an accelerated synergetic increase in the angular momentum ( L ² MT ^-1 = kg · m ² / s) of jet flow to the main stream. As a result, there is a decrease in the magnitude of the pumping effect, a decrease in the velocity of the hydrodynamic flow and a deterioration of the operating (re) and / or circulation characteristics of the dispersant, in particular, there is a physical decrease in the magnitude of the hydrodynamic action or quantum of action (L ² MT ^-1 = J · s) or hydrodynamic blow in the stream.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в усовершенствовании конструкции диспергатора за счет устранения геометрической (криволинейной: выпуклой и вогнутой) и угловой несвязности рабочих (синус-спиральных) боковых поверхностей стенок ротора, статора и концентричности (симметричности) расположения корпуса диспергатора.The problem to which the invention is directed is to improve the design of the dispersant by eliminating the geometric (curvilinear: convex and concave) and angular incoherence of the working (sinus-spiral) side surfaces of the walls of the rotor, stator and concentricity (symmetry) of the location of the dispersant body.

Технический результат, который достигается при использовании изобретения, заключается в повышении производительности (скорости гидродинамического течения) с одновременным увеличением ротационной мощности гидродинамических квантов и гидродинамического квантования моментов импульсов ротора за счет синхронизации механических, акустических, гидроударных, струйных и кавитационных (турбулентных устойчивых) воздействий на обрабатываемый поток, текущий через связные геометрические криволинейные боковые поверхности стенок щелей ротора, статора и каналы корпуса диспергатора и наличии криволинейного угла между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью статора.The technical result that is achieved by using the invention is to increase productivity (hydrodynamic flow velocity) while increasing the rotational power of hydrodynamic quanta and hydrodynamic quantization of rotor momentum due to synchronization of mechanical, acoustic, hydropercussion, jet and cavitation (turbulent stable) effects on the process flow flowing through connected geometric curved lateral surfaces of the walls of the slots of the rotor , Stator and housing channels dispersant and a curvilinear angle between the inner surface of the housing and the outer surface of the stator.

Технический результат достигается тем, что в диспергаторе, содержащем корпус, внутри которого расположены ротор и статор со щелями, имеющими криволинейные поверхности стенок, щели ротора выполнены сужающимися в сторону статора, а щели статора - расширяющимися в сторону корпуса, причем каждая щель статора имеет стенки с вогнутой поверхностью, а поверхности стенок соседних щелей попарно соединены внутри ротора сопряженной с ними выпуклой поверхностью, согласно изобретению ротор и статор установлены асимметрично относительно внутренней поверхности корпуса с образованием криволинейного угла между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью статора, каждая щель ротора имеет одну стенку с выпуклой поверхностью и другую стенку с вогнутой поверхностью, причем щели имеют следующие параметры: радиус кривизны выпуклых поверхностей стенок щелей ротора ρ_рвып равен от 60 до 110 мм, радиус кривизны вогнутых поверхностей стенок щелей ротора ρ_рвог равен от 20 до 70 мм, радиус кривизны выпуклых поверхностей, соединяющих поверхности стенок соседних щелей внутри ротора, ρ_рс равен от 5 до 30 мм, а радиус кривизны вогнутых поверхностей стенок щелей статора ρ_свог равен от 60 до 150 мм, при этом все радиусы кривизны лежат в сечении, перпендикулярном оси статора и ротора.The technical result is achieved by the fact that in the dispersant containing the housing, inside of which the rotor and stator are located with slots having curved wall surfaces, the rotor slots are tapering towards the stator, and the stator slots are expanding towards the body, each stator slit has walls with concave surface, and the surface of the walls of adjacent slots are paired connected inside the rotor with a convex surface mating with them, according to the invention, the rotor and stator are mounted asymmetrically relative to the inner the surface of the housing with the formation of a curved angle between the inner surface of the housing and the outer surface of the stator, each rotor slit has one wall with a convex surface and another wall with a concave surface, and the slots have the following parameters: the radius of curvature of the convex surfaces of the walls of the rotor slots ρ _rip is from 60 to 110 mm, the radius of curvature of the concave wall surfaces of the rotor slots ρ is _{the first-} from 20 to 70 mm, the radius of curvature of convex surfaces connecting the adjacent wall surfaces inside the rotor slots, ρ _pc aven from 5 to 30 mm, and the radius of curvature of the concave surfaces of the stator slots ρ _svogo walls is from 60 to 150 mm, the radii of curvature all lying in the cross section perpendicular to the axis of the stator and rotor.

Кроме того, угол входа стенок щелей ротора с выпуклой поверхностью α₁ равен от 115° до 145°, а угол входа стенок щелей ротора с выпуклой поверхностью α₃ равен от 95° до 125°, при этом каждый угол входа образован касательной к поверхности стенки щели в точке сопряжения соответственно выпуклой поверхности с радиусом кривизны ρ_рвып или вогнутой поверхности с радиусом кривизны ρ_рвог с выпуклой поверхностью с радиусом кривизны ρ_рс относительно касательной к окружности, описывающей внешний контур сечения статора в точке пересечения с ней предыдущей касательной, а угол выхода стенок щелей ротора с выпуклой поверхностью α₂ равен от 90,01° до 120°, а угол выхода стенок щелей ротора с вогнутой поверхностью α₄ равен от 65° до 89,99°, при этом каждый угол выхода образован касательной к поверхности стенки щели в точке пересечения этой поверхности с внешней поверхностью ротора относительно касательной к окружности, описывающей внешний контур статора в точке пересечения с ней предыдущей касательной, при этом все касательные и окружности лежат в сечении ротора и статора, перпендикулярном осевому. При этом угол входа стенок щелей статора, расположенных со стороны стенок щелей ротора с вогнутой поверхностью при совмещении щелей ротора и статора, α₅ равен от 90,01° до 120°, а угол входа противоположных стенок щелей статора α₆ равен от 60° до 89,99°, а углы выхода и тех, и других указанных стенок щелей статора α₇ и α₈ равны от 60° до 120°, при этом каждый угол входа стенок щелей статора образован касательной к поверхности стенки щели статора в точке ее пересечения с внутренней поверхностью статора относительно касательной к окружности, описывающей внешний контур статора, в точке пересечения с ней предыдущей касательной, а каждый угол выхода стенок щелей статора образован касательной к поверхности стенки щели статора в точке ее пересечения с внешней поверхностью статора относительно касательной к окружности, описывающей внешний контур статора в этой точке, при этом все касательные и окружности лежат в сечении ротора и статора, перпендикулярном осевому. При этом криволинейный угол между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью статора равен от 0.1° до 20°.In addition, the angle of entry of the walls of the slots of the rotor with a convex surface α ₁ is from 115 ° to 145 °, and the angle of entry of the walls of the slots of the rotor with a convex surface α ₃ is from 95 ° to 125 °, with each entrance angle being formed tangent to the wall surface slots at the interface between a convex surface with a radius of curvature ρ _tear or a concave surface with a radius of curvature ρ _tear with a convex surface with a radius of curvature ρ _pc relative to the tangent to the circle that describes the outer contour of the stator cross section at the point of intersection with it tangent to it, and the exit angle of the walls of the slots of the rotor with a convex surface α ₂ is from 90.01 ° to 120 °, and the exit angle of the walls of the cracks of the rotor with a concave surface α ₄ is from 65 ° to 89.99 °, with each exit angle formed by a tangent to the surface of the slit wall at the point of intersection of this surface with the outer surface of the rotor relative to a tangent to the circle that describes the external contour of the stator at the point of intersection with the previous tangent, all tangents and circles lying in the section of the rotor and stator perpendicular to the axial. Moreover, the angle of entry of the walls of the stator slots located on the side of the walls of the rotor slots with a concave surface when combining the rotor and stator slots, α ₅ is from 90.01 ° to 120 °, and the angle of entry of the opposite walls of the stator slots α ₆ is from 60 ° to 89.99 °, and the exit angles of both of the indicated walls of the stator slots α ₇ and α ₈ are from 60 ° to 120 °, with each entrance angle of the walls of the stator slots being formed tangent to the surface of the stator slit wall at the point of intersection with the inner surface of the stator relative to a tangent to a circle that describes the external contour of the stator, at the point of intersection with the previous tangent, and each exit angle of the walls of the stator slots is formed tangent to the surface of the wall of the stator slit at the point of intersection with the external surface of the stator relative to the tangent to the circle describing the external contour of the stator at this point, all tangents and circles lie in the section of the rotor and stator perpendicular to the axial. In this case, the curved angle between the inner surface of the housing and the outer surface of the stator is from 0.1 ° to 20 °.

Технический результат достигается за счет связности выполнения криволинейных выпуклых и вогнутых поверхностей стенок щелей ротора и статора.The technical result is achieved due to the connectedness of the execution of curved convex and concave surfaces of the walls of the slots of the rotor and stator.

Кроме того, достижению технического результата способствует выбор значений радиусов кривизны поверхностей стенок щелей ротора и статора и углов входа и выхода поверхностей стенок щелей ротора и статора, что обеспечивает устойчивое турбулентное течение диспергируемой среды с а - и/или хаотическими флуктуациями (колебаниями) основных параметров потока (скорости, температуры, давления, плотности, гидродинамического кванта действия, момента импульсов и т.п.). За счет адаптивного и/или автоматизированного регулирования частоты скорости вращения ротора при вариациях физического параметра действия (момента импульса) и скоростей девиации (отклонения) напряжений в потоке, создаваемом ротором, достигаются режимы перекрытия потока при движения среды сквозь щели и канал с резонансной частотой автоколебаний и с одновременным синхронизированным синергетическим действием сил различной природы: центробежной, ударной, гидроквантоударной, гидроакустической, кавитационной, турбулентной (вихревой), фрикционной. В результате силовых воздействий диспергируемая (обрабатываемая) среда разрушается до коллоидной и/или дисперсно-дисперсионной смеси с микро- и/или наноразмерами частиц. Заявленные признаки конструкции повышают производительность диспергатора в целом и увеличивают мощность квантов действия (моментов импульсов) на диспергируемую среду.In addition, the achievement of the technical result is facilitated by the choice of the values of the radii of curvature of the walls of the slots of the rotor and stator and the angles of entry and exit of the surfaces of the walls of the slots of the rotor and stator, which ensures a stable turbulent flow of a dispersible medium with a - and / or chaotic fluctuations (oscillations) of the main flow parameters (speed, temperature, pressure, density, hydrodynamic quantum of action, angular momentum, etc.). Due to adaptive and / or automated control of the rotor speed frequency with variations in the physical parameter of the action (angular momentum) and deviation (deviation) velocities of the stresses in the flow created by the rotor, modes of flow shutdown are achieved when the medium moves through slots and a channel with a resonant self-oscillation frequency and with simultaneous synchronized synergistic action of forces of various nature: centrifugal, shock, hydro-shock, hydro-acoustic, cavitation, turbulent (vortex), fr ktsionnoy. As a result of force action, the dispersible (processed) medium is destroyed to a colloidal and / or dispersion-dispersion mixture with micro- and / or nanosized particles. The claimed design features increase the performance of the dispersant as a whole and increase the power of action quanta (angular momenta) on the dispersible medium.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид диспергатора в разрезе; на фиг.2 - поперечное сечение щели ротора и щели статора.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a view of a dispersant in section; figure 2 is a cross section of the slit of the rotor and the slit of the stator.

Диспергатор состоит из корпуса 1 с входным патрубком (не показан) и выходным патрубком 2. Внутри корпуса 1 асимметрично его внутренней поверхности установлены полые цилиндрические статор 3 и ротор 4. Ротор 4 расположен внутри статора 3 коаксиально ему и с зазором относительно него. В боковых цилиндрических стенках ротора 4 выполнены щели 5, каждая щель имеет одну вогнутую и одну выпуклую поверхности, а щель в целом сужается в сторону статора 3. В боковых цилиндрических стенках статора 3 выполнены щели 6, каждая щель имеет две вогнутые поверхности и расширяется в сторону корпуса. В полости ротора 4 расположены лопатки 7 для придания диспергируемой среде центробежной силы. Криволинейные выпуклые и вогнутые поверхности щелей имеют соответствующие радиусы кривизны и значения углов: ρ_рвып - кривизна выпуклых (вып.) криволинейных поверхностей стенок щелей 5 ротора (р); ρ_рвог - кривизна вогнутых (вог.) криволинейных поверхностей стенок щелей 5 ротора (р); ρ_свог - кривизна вогнутых (вог.) криволинейных поверхностей стенок щелей 6 статора (с); ρ_рс - радиус кривизны выпуклых поверхностей, соединяющих поверхности стенок соседних щелей 5 внутри ротора; α₁ - угол входа стенок щелей 5 ротора между касательной в точке сопряжения выпуклой поверхности с радиусом кривизны ρ_рвып с выпуклой поверхностью с радиусом кривизны ρ_рс и касательной к окружности, описывающей внешний контур сечения статора 3, в точке пересечения предыдущей касательной; α₂ - угол выхода стенок щелей 5 ротора между касательной в точке пересечения выпуклой поверхности с радиусом кривизны ρ_рвып с внешней поверхностью ротора 4 и касательной к окружности, описывающий внешний контур статора 3, в точке пересечения предыдущей касательной; α₃ - угол входа стенок щелей 5 ротора между касательной в точке сопряжения вогнутой поверхности с радиусом кривизны ρ_рвог с выпуклой поверхностью с радиусом кривизны ρ_рс и касательной к окружности, описывающей внешний контур сечения статора 3, в точке пересечения предыдущей касательной; α₄ - угол выхода стенок щелей 5 ротора между касательной в точке пересечения вогнутой поверхности с радиусом кривизны ρ_рвог с внешней поверхностью ротора 4 и касательной к окружности, описывающий внешний контур статора 3, в точке пересечения предыдущей касательной; α₅ - угол входа стенок щелей 6 статора, расположенных со стороны стенок щелей 5 ротора с вогнутой поверхностью при совмещении щелей 5, 6 ротора и статора, между касательной к поверхности стенки щели 6 статора в точке ее пересечения с внутренней поверхностью статора 3 и касательной к окружности, описывающей внешний контур статора 3, в точке пересечения с ней предыдущей касательной; α₆ - угол входа стенок щелей 6 статора, расположенных со стороны стенок щелей 5 ротора с выпуклой поверхностью при совмещении щелей 5 и 6 ротора и статора, между касательной к поверхности стенки щели 6 статора в точке ее пересечения с внутренней поверхностью статора 3 и касательной к окружности, описывающей внешний контур статора 3, в точке пересечения с ней предыдущей касательной; α₇, α₈ - углы выхода и тех, и других указанных щелей 6 статора между касательной к поверхности стенки щели 6 статора в точке ее пересечения с внешней поверхностью статора 3 относительно касательной к окружности, описывающей внешний контур статора 3 в этой точке.The dispersant consists of a housing 1 with an inlet pipe (not shown) and an outlet pipe 2. Inside the housing 1, a hollow cylindrical stator 3 and rotor 4 are installed asymmetrically to its inner surface. The rotor 4 is located inside the stator 3 coaxially with it and with a gap relative to it. Slots 5 are made in the lateral cylindrical walls of the rotor 4, each slot has one concave and one convex surfaces, and the slot as a whole narrows toward the stator 3. Slots 6 are made in the lateral cylindrical walls of the stator 3, each slot has two concave surfaces and extends to the side corps. In the cavity of the rotor 4 there are blades 7 for imparting a centrifugal force to the dispersible medium. Curvilinear convex and concave surfaces of the slots have the corresponding radii of curvature and angle values: ρ _rip - the curvature of the convex (issue) curved surfaces of the walls of the cracks 5 of the rotor (p); ρ _rvog - the curvature of the concave (vog.) curved surfaces of the walls of the slots 5 of the rotor (p); ρ _svog - the curvature of the concave (vog.) curved surfaces of the walls of the slots 6 of the stator (s); ρ _pc is the radius of curvature of convex surfaces connecting the surface of the walls of adjacent slots 5 inside the rotor; α ₁ is the angle of entry of the walls of the slots 5 of the rotor between the tangent at the junction point of the convex surface with a radius of curvature ρ _tear with a convex surface with a radius of curvature ρ _pc and a tangent to the circle describing the outer contour of the stator 3 section at the intersection of the previous tangent; α ₂ is the angle of exit of the walls of the slots 5 of the rotor between the tangent at the point of intersection of the convex surface with the radius of curvature ρ _tear with the outer surface of the rotor 4 and the tangent to the circle, describing the outer contour of the stator 3, at the intersection of the previous tangent; α ₃ is the angle of entry of the walls of the slots 5 of the rotor between the tangent at the junction point of the concave surface with the radius of curvature ρ of the _void with a convex surface with the radius of curvature ρ _pc and the tangent to the circle describing the outer contour of the stator 3 section at the intersection of the previous tangent; α ₄ is the angle of exit of the walls of the slots 5 of the rotor between the tangent at the point of intersection of the concave surface with the radius of curvature ρ of the _vortex with the outer surface of the rotor 4 and the tangent to the circle, describing the outer contour of the stator 3, at the intersection of the previous tangent; α ₅ is the angle of entry of the walls of the slots 6 of the stator located on the side of the walls of the slots 5 of the rotor with a concave surface when combining the slots 5, 6 of the rotor and the stator between the tangent to the surface of the wall of the slit 6 of the stator at its intersection with the inner surface of the stator 3 and the tangent to a circle describing the outer contour of the stator 3 at the point of intersection with it of the previous tangent; α ₆ is the angle of entry of the walls of the stator slots 6 located on the side of the walls of the rotor slots 5 with a convex surface when combining the rotor and stator slots 5 and 6 between the tangent to the wall surface of the stator slit 6 at the point of intersection with the inner surface of the stator 3 and the tangent to a circle describing the outer contour of the stator 3 at the point of intersection with it of the previous tangent; α ₇ , α ₈ are the exit angles of both of these stator slots 6 between the tangent to the surface of the wall of the stator slit 6 at the point of intersection with the outer surface of the stator 3 relative to the tangent to the circle describing the outer contour of the stator 3 at this point.

Ротор снабжен лопатками (не показаны) для создания центробежной силы движению потоку.The rotor is equipped with vanes (not shown) to create centrifugal force to the flow movement.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

Исходная среда по входному патрубку корпуса 1 поступает на вращающийся ротор 3. Вращение ротора 3 действием центробежных сил вызывает равномерное (ротоидальное = масса ротора + масса жидкости) связное движение среды по криволинейной конической поверхности и распределение перемещающегося по "оборачивающейся" поверхности при одновременном равноускоренном центробежном направлении перемещаемого потока в полости и на лопатки 7 ротора 4. За счет нетормозящего обтекания средой лопаток 7 происходит дополнительное мягкое (спиральное) ускорение движения частиц среды, сопровождающееся ударно-фрикционным разрушением частиц, в том числе движущихся по лопаткам 7 под действием центробежных сил и сил Кориолиса. Далее движение происходит через плавное направление потока на криволинейные выпуклые (с углами входа α₁ и α₃ и радиусом кривизны ρ_рвып и ρ_рс) и вогнутые (с углом входа α₃ и радиусом кривизны ρ_рвог) поверхности стенок щелей 5 ротора. В результате скользящего направленного движения среды по криволинейным выпуклым и вогнутым поверхностям, образующим сужающиеся между стенками щели 5 ротора, происходит резкое и одновременно гладкое увеличение скользящей скорости движения среды по криволинейным поверхностям стенок щелей с синхронным падением давления в среде до достижения максимальных центробежных значений действия сил, сил механической природы и величин скоростей среды и частиц на выходе (углы выхода α₂ и α₄) по периметру ротора 4. В момент перекрытия щелей 5 ротора по его периметру концентрично расположенной внутренней поверхностью статора 3 происходит резкое повышение давления - прямой гидравлический удар. В последующий промежуток времени среда, движимая с резко замедленным ускорением, испытывает действия на нее центробежных сил ротора 4 и момента импульса (действия) массовых присоединенных сил центробежной инерции диспергируемого. Одновременно при торможении потока в момент перекрытия щелей 5 ротора внутренней поверхностью статора 3 на среду действуют реактивные, объемные сжимающиеся напряжения, что обуславливает процесс диспергирования среды между криволинейными выпуклыми и вогнутыми поверхностями стенок щелей 5 ротора. Затем следует механическое соударение частиц с криволинейной вогнутой боковой поверхностью стенки щели 5 ротора и в зазоре между ротором 4 и статором 3. В случае обработки прямым гидроударом дисперсионной среды около стенок ротора 4, перекрытого статором 3, возникает устойчивая кавитация /турбулентность/ вихреобразование. Далее с частотой перекрытия щелей 5 ротора статором 3 в движущейся среде возникают локальные устойчивые турбулентности в виде кавитационно-акустических (ультразвуковых) ускоренных течений с регулируемой частотой перекрывания щелей 5 и 6 ротора и статора с помощью преобразователя частоты (не показан). В момент совмещения щелей 5 ротора и щелей 6 статора (по углам α₂, α₄, α₅ и α₆) возросшее от перекрытия щелей давление резко сбрасывается в щели 6 статора путем ускоренного перемещения гидромассы в открытость. Щели 6 статора образованы криволинейными вогнутыми поверхностями стенок щелей 6 статора с кривизной ρ_свог и углами входа α₅ и выхода α₇ и с кривизной ρ_свог и углами входа α₆ и выхода α₈. Между криволинейными вогнутыми поверхностями стенок щелей 6 статора образуется вторичный гидравлический удар (гидродинамическая кавитациеустойчивая турбулентность) или мощный силоэнергетический квант действия. Гидродинамические действия квантов превращаются в струйный момент импульсов, направленных к внешней поверхности статора 3 через криволинейные вогнутые поверхности (с кривизной ρ_свог) стенок статора 3 под расширяющимися углами α₅=α₆, α₇=α₈ к внутренней поверхности корпуса 1, который имеет криволинейную направленность относительно внешней поверхности статора 3 под углом α в результате асимметричного расположения ротора 4 и статора 3 относительно корпуса 1. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью статора 3 при движении среды от действия момента импульсов создается поток, в котором возникает мощный перепад давления по мере развертывания (роста) криволинейного угла к выходному патрубку 2. При этом гидродинамическое движение среды между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью статора 3 (под криволинейным углом α) к выходному патрубку 2 сопровождается по периметру статора 3 мощным щелевым и одновременно связным, равномерно распределенным экстинкционным (гасящим) неголономным, перекрестным, сносимым насыщением постоянно несущегося с большой скоростью турбулизируемого гидросилового потока затопленными кавитационными устойчивыми струйными гидроквантами действия моментов импульсов по внутренней и внешней поверхности, соответственно, статора и корпуса. Между криволинейными вогнутыми поверхностями стенок щелей 6 статора при асимметричном расположении внутренней поверхности корпуса 1 и заданном криволинейным угле 0,1°-20° создается дополнительный перепад (градиент) давления при устойчиво-турбулентном (волновом) движении среды на выход. За счет дополнительного перепада давления и связности течений по криволинейным вогнутым и выпуклым боковым поверхностям стенок щелей 5 и 6 ротора и статора создаются дополнительные последовательные и локальные режимные условия ускоренного течения гидромассопотока и повышения скорости ре - и/или циркуляции потока в установке диспергирования в целом. Повышение скорости связного течения среды обуславливает повышение производительности (расхода, напора, подачи и других параметров, характеризующих работу и насосно-диспергационный эффект диспергатора) при синхронизации процессов плавного скольжения и одновременного экстинкционного торможения переносимых потоком (дисперсных) дисперсионных масс при переходе струйного течения из щелей ротора в щели статора и далее в гидродинамический поток, движущийся между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью статора.The source medium through the inlet pipe of the housing 1 enters the rotating rotor 3. Rotation of the rotor 3 by the action of centrifugal forces causes a uniform (rotoidal = rotor mass + liquid mass) connected motion of the medium along a curved conical surface and the distribution of the moving along the “turning” surface with simultaneous uniformly accelerated centrifugal direction a movable flow in the cavity and on the blades 7 of the rotor 4. Due to the non-braking medium flow around the blades 7, an additional soft (spiral) acceleration The motion of particles in the medium is accompanied by the destruction of the shock-friction particles, including moving blades 7 on by centrifugal forces and Coriolis forces. Further, the movement occurs through the smooth flow direction to curved convex (with entry angles α ₁ and α ₃ and a radius of curvature ρ _tear and ρ _pc ) and concave (with an entrance angle α ₃ and a radius of curvature ρ _vomit ) the surface of the walls of the slots 5 of the rotor. As a result of the sliding directional movement of the medium along curved convex and concave surfaces that form tapering between the walls of the slit 5 of the rotor, there is a sharp and simultaneously smooth increase in the moving speed of the medium along the curved surfaces of the walls of the slots with a synchronous pressure drop in the medium until the maximum centrifugal values of the force mechanical strength and nature of velocities of the medium and particle outlet (exit angles α ₂ and α ₄₎ of the perimeter of the rotor 4. In the time slots 5 overlap the rotor n its perimeter concentrically disposed inner surface of the stator 3 there is a sharp increase in pressure - direct hydraulic shock. In a subsequent period of time, the medium, moved with a sharply slowed-down acceleration, experiences the action of the centrifugal forces of the rotor 4 and the angular momentum (action) of the dispersed mass attached centrifugal inertia forces on it. At the same time, when the flow decelerates when the slots 5 of the rotor are blocked by the inner surface of the stator 3, reactive, volumetric compressive stresses act on the medium, which causes the process of dispersion of the medium between the curved convex and concave surfaces of the walls of the slots 5 of the rotor. This is followed by a mechanical collision of particles with a curved concave lateral surface of the wall of the rotor slit 5 and in the gap between the rotor 4 and the stator 3. In the case of direct impact shock treatment of the dispersion medium near the walls of the rotor 4 covered by the stator 3, stable cavitation / turbulence / vortex formation occurs. Further, with a frequency of overlapping of the slots 5 of the rotor by the stator 3 in a moving medium, local stable turbulences arise in the form of cavitation-acoustic (ultrasonic) accelerated flows with an adjustable frequency of overlapping of the slots 5 and 6 of the rotor and stator using a frequency converter (not shown). At the moment of combining the slots 5 of the rotor and the slots 6 of the stator (at the angles α ₂ , α ₄ , α ₅ and α ₆ ), the pressure increased from the overlap of the slots is sharply released in the slots 6 of the stator by accelerating the hydromass to open. The stator slots 6 are formed by curved concave surfaces of the walls of the stator slots 6 with a curvature ρ _swog and entry angles α ₅ and exit α ₇ and with curvature ρ _swog and entry angles α ₆ and exit α ₈ . Between the curved concave surfaces of the walls of the stator slots 6, a secondary hydraulic shock is formed (hydrodynamic cavitation-stable turbulence) or a powerful force-energy quantum of action. The hydrodynamic actions of quanta turn into the jet moment of pulses directed to the outer surface of the stator 3 through curved concave surfaces (with curvature ρ _og ) of the walls of the stator 3 at expanding angles α ₅ = α ₆ , α ₇ = α ₈ to the inner surface of the housing 1, which has curvilinear orientation relative to the outer surface of the stator 3 at an angle α as a result of the asymmetric arrangement of the rotor 4 and the stator 3 relative to the housing 1. Between the inner surface of the housing 1 and the outer surface of the stator 3 when moving As the medium undergoes action from the action of the angular momentum, a flow is created in which a powerful pressure drop arises as the curvilinear angle unfolds (grows) to the outlet 2. In this case, the hydrodynamic motion of the medium between the inner surface of the housing 1 and the outer surface of the stator 3 (at a curved angle α) the outlet pipe 2 is accompanied along the perimeter of the stator 3 by a powerful slotted and at the same time connected, uniformly distributed extinction (quenching) nonholonomic, cross, tolerable saturation constantly rushing with b lshoy flow rate turbuliziruemogo hydro submerged jet cavitation resistant gidrokvantami action angular momentum along the inner and outer surfaces, respectively, and the stator housing. Between the curved concave surfaces of the walls of the stator slots 6 with an asymmetric arrangement of the inner surface of the housing 1 and a predetermined curved angle of 0.1 ° -20 °, an additional pressure drop (gradient) is created during steady-turbulent (wave) movement of the medium to the outlet. Due to the additional pressure drop and the connectivity of the flows along the curved concave and convex side surfaces of the walls of the slots 5 and 6 of the rotor and stator, additional sequential and local operating conditions are created for the accelerated flow of the mass flow and the increase in the rate of re - and / or circulation of the stream in the dispersion unit as a whole. An increase in the speed of the connected flow of the medium leads to an increase in productivity (flow, pressure, feed and other parameters characterizing the work and the pump-dispersion effect of the dispersant) while synchronizing the processes of smooth sliding and simultaneous extinction braking of the dispersed masses transferred by the flow during the transition of the jet flow from the rotor slots in the stator gap and further into the hydrodynamic flow moving between the inner surface of the housing and the outer surface of the stator.

При указанной последовательности и режимах процесса диспергирования происходит измельчение обрабатываемый среды, которая затем по выходному патрубку поступает под давлением на дальнейшее использование, или по производственно-технологическому назначению - на другой передел (операцию), или потребителю.At the indicated sequence and modes of the dispersion process, the processed medium is crushed, which then passes through the outlet pipe under pressure for further use, or according to the production and technological purpose, to another redistribution (operation), or to the consumer.

Заявленный диспергатор по сравнению с ближайшим аналогом имеет в 3-5 раз более высокую производительность вследствие повышения скоростей диспергирования и создания в обрабатываемой среде мощной скользящей экстинкции (гашения) гидроквантованных энергетических девиатационных (отклоняющих) напряжений, величина которых изменяется (по величине и направлению) и возрастает от изменения последовательности и/или режимов диспергирования при регулировании (автоматизированном и/или адаптивном) частотой вращения ротора (ротоида) центробежных гидродинамических ударных, ударно-механических действий и гидродинамических моментов импульсов (гидродинамических квантов действия) пропорционально росту степени кавитационной и/или устойчивой турбулентности от связного (скользящего) скоростного течения движущейся среды по плавно обтекаемым криволинейным внешним и внутренним поверхностям стенок щелей статора, ротора и корпуса. Обработанные в таком диспергаторе материалы представляют собой коллоидные (дисперсионные ≤ 5 мк) и/или дисперсные (тонкоизмельченные ≤ 50 мк) частицы в активированном и/или инициированном состоянии. Кроме того, такой диспергатор может быть использован для сухого (активационного) и мокрого (инициированного) разрушения (измельчения) абразивных и/или активных сред при повышенных (стерилизационных) и/или пониженных (пассивационных) режимах работы.The claimed dispersant in comparison with the closest analogue has 3-5 times higher productivity due to increased dispersion rates and the creation of a powerful moving extinction (damping) of hydro quantized energy deviating (deflecting) voltages in the processed medium, the magnitude of which changes (in magnitude and direction) and increases from changes in the sequence and / or dispersion modes during regulation (automated and / or adaptive) of the rotor speed of the centrifugal drodinamicheskih shock, shock-mechanical action and hydrodynamic impulses moments (hydrodynamic quanta action) in proportion to the degree of cavitation and / or sustained turbulence of connected (moving) speed of flow of the moving medium for smoothly streamlined curved outer and inner surfaces of the stator slots wall, rotor and housing. The materials processed in such a dispersant are colloidal (dispersion ≤ 5 microns) and / or dispersed (finely divided ≤ 50 microns) particles in the activated and / or initiated state. In addition, such a dispersant can be used for dry (activation) and wet (initiated) destruction (grinding) of abrasive and / or active media at high (sterilization) and / or low (passivation) modes of operation.

Claims

1. Dispersant containing a housing, inside of which the rotor and stator are located with slots having curved wall surfaces, the rotor slots are tapering towards the stator, and the stator slots are expanding towards the body, each stator slit has walls with a concave surface and the walls of adjacent slots are pairwise connected inside the rotor with a convex surface mating with them, characterized in that the rotor and stator are mounted asymmetrically relative to the inner surface of the housing with the formation of curvatures angle between the inner surface of the housing and the outer surface of the stator, each rotor slot has one wall with a convex surface and another wall with a concave surface, while the radius of curvature of the convex surfaces of the walls of the rotor slots ρ _rip is from 60 to 110 mm, the radius of curvature of the concave walls the rotor slots ρ the _void is from 20 to 70 mm, the radius of curvature of the convex surfaces connecting the surface of the walls of adjacent slots inside the rotor, ρ _pc is 5 to 30 mm, and the radius of curvature of the concave surfaces of the walls of the cracks _Ora ρ _swog is equal to from 60 to 150 mm, while all the radii of curvature lie in a section perpendicular to the axis of the stator and rotor.

2. The dispersant according to claim 1, characterized in that the angle of entry of the walls of the slots of the rotor with a convex surface α ₁ is from 115 to 145 °, and the angle of entry of the walls of the slots of the rotor with a convex surface α ₃ is from 95 to 125 °, with each entry angle formed by the tangent to the surface of the rotor slot wall at the point of interface, respectively a convex surface with a curvature radius ρ _rvyp or concave surface with a curvature radius ρ with _{the first-} convex surface with a curvature radius ρ _pc relative tangential to the circumference describing the outer contour of the stator section at the point of intersection with her previous tangent angle and exit walls of the rotor slots with a convex surface α ₂ is from 90.01 to 120 °, and the angle of exit walls of the rotor slots with the concave surface ₄ α is from 65 to 89.99 °, wherein each exit angle is formed by a tangent to the surface of the wall of the slit of the rotor at the point of intersection of this surface with the outer surface of the rotor relative to the tangent to the circle describing the external contour of the stator at the point of intersection with the previous tangent, with all tangents and circles lying in the mouth section ora and stator perpendicular to the axial.

3. The dispersant according to claim 1, characterized in that the angle of entry of the walls of the stator slots located on the side of the walls of the rotor slots with a concave surface when combining the rotor and stator slots, α ₅ is from 90.01 to 120 °, and the entrance angle of the opposite walls the stator slots α ₆ is equal to 60 to 89.99 °, and the exit angles of both of the indicated walls of the stator slots α ₇ and α ₈ are equal to 60 to 120 °, with each entrance angle of the walls of the stator slots being formed tangent to the surface of the slit wall the stator at the point of intersection with the inner surface of the stator relative to the tangent a circle that describes the external contour of the stator at the point of intersection with the previous tangent, and each exit angle of the walls of the stator slots is formed tangent to the surface of the wall of the stator slit at the point of its intersection with the external surface of the stator relative to the tangent to the circle describing the external contour of the stator in this point, while all tangents and circles lie in the cross section of the rotor and stator perpendicular to the axial.

4. The dispersant according to claim 1, characterized in that the curved angle between the inner surface of the housing and the outer surface of the stator is from 0.1 to 20 °.