RU2414284C2 - Disperser - Google Patents
Disperser Download PDFInfo
- Publication number
- RU2414284C2 RU2414284C2 RU2009107433/05A RU2009107433A RU2414284C2 RU 2414284 C2 RU2414284 C2 RU 2414284C2 RU 2009107433/05 A RU2009107433/05 A RU 2009107433/05A RU 2009107433 A RU2009107433 A RU 2009107433A RU 2414284 C2 RU2414284 C2 RU 2414284C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- disks
- holes
- fluid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Paper (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для перемешивания гетерогенных и гомогенных систем «жидкость-твердые частицы», «жидкость-жидкость» и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to devices for mixing heterogeneous and homogeneous systems "liquid-solid particles", "liquid-liquid" and can be used in chemical, food and other industries.
Известно устройство для обработки высоковязких материалов, содержащее выполненный в виде полуцилиндров корпус с загрузочным и разгрузочным отверстиями и параллельные вращающиеся валы с поперечными дисками, установленные на расстоянии, меньшем диаметра дисков в радиальном направлении, валы снабжены продольными лопастями, укрепленными по периферии дисков вблизи внутренней поверхности корпуса, и в дисках выполнены радиальные прорези для прохода продольных лопастей смежного вала. На плоских поверхностях дисков выполнены выступы, а валы выполнены полыми для подвода теплоносителя. [А.с. СССР №458115, кл. B01F 7/10. Устройство для обработки высоковязких материалов / Исао Хайаси, Кенитиро Кондо. Заявлено 26.04.71. Опубликовано 25.01.75.]A device for processing highly viscous materials is known, comprising a housing made in the form of half cylinders with loading and unloading holes and parallel rotating shafts with transverse disks installed at a distance smaller than the diameter of the disks in the radial direction, the shafts are provided with longitudinal blades mounted along the periphery of the disks near the inner surface of the housing , and radial slots are made in the disks for the passage of the longitudinal blades of the adjacent shaft. The projections are made on the flat surfaces of the disks, and the shafts are made hollow for supplying a coolant. [A.S. USSR No. 458115, class B01F 7/10. Device for processing highly viscous materials / Isao Hayashi, Kenitiro Kondo. Stated April 26, 71. Published 1/25/75.]
Недостатком данного устройства для обработки высоковязких материалов является повышенное потребление энергии на обработку сред ввиду наличия двух валов, а также сложность изготовления дисков.The disadvantage of this device for processing highly viscous materials is the increased energy consumption for processing media due to the presence of two shafts, as well as the complexity of manufacturing disks.
Известен диспергатор, содержащий цилиндрический корпус с входной камерой, имеющей нагнетатель и распределитель, и с выходной камерой, подвижные и неподвижные диски, поочередно закрепленные соответственно на валу и на внутренней поверхности корпуса, при этом подвижные диски выполнены с ножевыми выступами, а неподвижные - с сегментными отверстиями, подвижные диски выполнены с сегментными отверстиями, расположенными около оси корпуса, неподвижные диски - с сегментными отверстиями на их периферии, а ножевые выступы - с заостренной передней кромкой, при этом все диски установлены с одинаковыми зазорами между ними. [А.с. СССР №1560287, кл. B01F 7/10. Диспергатор / Рассолов О.П., Батуров В.И., Бакшеев И.П., Браверманн П.Ф., Журавский В.Г., Фингер Г.Г. Заявлено 19.03.87. Опубликовано 30.04.90.]Known dispersant containing a cylindrical housing with an inlet chamber having a supercharger and a distributor, and with an exit chamber, movable and fixed disks, alternately mounted respectively on the shaft and on the inner surface of the housing, while the movable disks are made with knife protrusions, and the fixed disks are segmented holes, the movable discs are made with segmented holes located near the axis of the housing, the fixed discs are with segmented holes on their periphery, and the knife protrusions are with a pointed front edge, while all discs are installed with the same gaps between them. [A.S. USSR No. 1560287, class B01F 7/10. Dispersant / Rassolov O.P., Baturov V.I., Baksheev I.P., Bravermann P.F., Zhuravsky V.G., Finger G.G. Declared 03.19.87. Published on April 30, 90.]
Недостатками данного диспергатора являются сложность конструкции и низкая производительность устройства вследствие малой зоны обработки среды.The disadvantages of this dispersant are the design complexity and low productivity of the device due to the small processing zone of the medium.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототипом) является гомогенизатор, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, в котором соосно установлены диски ротора и статора с отверстиями, отверстия на дисках ротора и статора расположены по противоположно направленным спиралям или спиралям Архимеда с шагом 1,1-1,3 диаметра отверстий. [А.с. СССР №1494956, кл. B01F 7/10. Гомогенизатор / Шкарупа В.Ю., Стороженко В.Я., Панин Ю.Г., Парамонов В.И., Лыков В.Н. Заявлено 11.05.87. Опубликовано 23.07.89.]The closest technical solution to the proposed invention (prototype) is a homogenizer, comprising a housing with loading and unloading nozzles, in which the rotor and stator disks with holes are coaxially mounted, the holes on the rotor and stator disks are located along oppositely directed spirals or Archimedes spirals with
При работе данного гомогенизатора отсутствуют моменты полного перекрытия каналов движения обрабатываемой среды через аппарат, при которых возникают значительные величины градиентов скорости и давления, интенсифицирующих процессы перемешивания. Также неравномерность открытия отверстий, через которые проходит обрабатываемый материал, приводит к неравномерному распределению смеси между дисками в аппарате. В связи с этим недостатком данного гомогенизатора является относительно невысокая эффективность перемешивания гетерогенных и гомогенных систем «жидкость-твердые частицы», «жидкость-жидкость».During the operation of this homogenizer, there are no moments of complete overlap of the channels of movement of the medium being processed through the apparatus, at which significant values of the velocity and pressure gradients arise, intensifying the mixing processes. Also, the uneven opening of the holes through which the processed material passes leads to an uneven distribution of the mixture between the disks in the apparatus. In connection with this drawback of this homogenizer is the relatively low mixing efficiency of heterogeneous and homogeneous liquid-solid particles, liquid-liquid systems.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения эффективности перемешивания гетерогенных и гомогенных систем «жидкость-твердые частицы», «жидкость-жидкость».The present invention solves the problem of increasing the efficiency of mixing heterogeneous and homogeneous systems "liquid-solid particles", "liquid-liquid".
Указанная задача решается за счет того, что диспергатор содержит корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, в котором соосно установлены диски ротора и статора с отверстиями и согласно изобретению каждое отверстие дисков ротора и статора выполнено в виде сегмента диска, усеченного двумя концентрическими окружностями, причем площадь отверстий на дисках ротора и статора и их расположение подчиняются системе уравнений:This problem is solved due to the fact that the dispersant contains a housing with loading and unloading nozzles, in which the rotor and stator disks with holes are coaxially mounted, and according to the invention, each hole of the rotor and stator disks is made in the form of a disk segment truncated by two concentric circles, and the area of the holes on the rotor and stator disks and their location obey the system of equations:
, ,
где Sn, Sn+1, Sn+2 … - площади отверстий дисков ротора и статора, м2 (согласно фиг.2);where S n , S n + 1 , S n + 2 ... - the area of the holes of the disks of the rotor and stator, m 2 (according to figure 2);
φ - образующий угол усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, рад (согласно фиг.2);φ - forming the angle of the truncated segments of the holes of the disks of the rotor and stator, rad (according to figure 2);
Rn, Rn+1, Rn+2 … - образующие радиусы концентрических окружностей усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, м (согласно фиг.2);R n , R n + 1 , R n + 2 ... - forming the radii of the concentric circles of truncated segments of the holes of the disks of the rotor and stator, m (according to figure 2);
n - положительное целое число (1, 2, 3 …);n is a positive integer (1, 2, 3 ...);
k - положительное четное число (2, 4, 6 …);k is a positive even number (2, 4, 6 ...);
π=3,14159.π = 3.14159.
На фиг.1 показан диспергатор.1 shows a dispersant.
На фиг.2 показан фрагмент диска ротора и статора.Figure 2 shows a fragment of the rotor disk and the stator.
Диспергатор содержит корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, в котором соосно установлены диски ротора 4 и статора 5 с отверстиями 6, причем каждое отверстие дисков ротора и статора выполнено в виде сегмента диска, усеченного двумя концентрическими окружностями, а площадь отверстий на дисках ротора и статора и их расположение подчиняются системе уравнений:The dispersant comprises a
, ,
где Sn, Sn+1, Sn+2 … - площади отверстий дисков ротора и статора, м2 (согласно фиг.2);where S n , S n + 1 , S n + 2 ... - the area of the holes of the disks of the rotor and stator, m 2 (according to figure 2);
φ - образующий угол усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, рад (согласно фиг.2);φ - forming the angle of the truncated segments of the holes of the disks of the rotor and stator, rad (according to figure 2);
Rn, Rn+1, Rn+2 … - образующие радиусы концентрических окружностей усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, м (согласно фиг.2);R n , R n + 1 , R n + 2 ... - forming the radii of the concentric circles of truncated segments of the holes of the disks of the rotor and stator, m (according to figure 2);
n - положительное целое число (1, 2, 3 …);n is a positive integer (1, 2, 3 ...);
k - положительное четное число (2, 4, 6 …);k is a positive even number (2, 4, 6 ...);
π=3,14159.π = 3.14159.
Диспергатор работает следующим образом.Dispersant works as follows.
Под действием массовых сил или искусственно создаваемого избыточного давления обрабатываемая гетерогенная и гомогенная среда перемещается от загрузочного патрубка 2 к разгрузочному патрубку 3. При движении через отверстия 6 дисков ротора 4 и статора 5 среда подвергается интенсивному механическому и гидродинамическому воздействию, при этом компоненты среды эффективно перемешиваются и измельчаются.Under the influence of mass forces or artificially generated excess pressure, the treated heterogeneous and homogeneous medium moves from the
Отверстия в роторе и статоре, создавая осевой поток, непрерывно ориентируют элементы объема среды перпендикулярно направлению сдвигового воздействия, а также дробят потоки на малые объемы, способствуя значительному увеличению площади поверхности раздела и равномерному распределению элементов объема обрабатываемой смеси в аппарате.The holes in the rotor and stator, creating an axial flow, continuously orient the elements of the medium volume perpendicular to the direction of shear, and also split the flows into small volumes, contributing to a significant increase in the interface surface area and uniform distribution of the volume elements of the processed mixture in the apparatus.
Интенсивность механического и гидродинамического воздействия достигается относительно высокой частотой вращения ротора с возникновением турбулентного движения среды, равномерного открытия отверстий, а также за счет принудительного полного перекрытия каналов движения обрабатываемой среды через аппарат с появлением значительных величин градиентов скорости и давления.The intensity of the mechanical and hydrodynamic effects is achieved by a relatively high rotor speed with the appearance of turbulent motion of the medium, uniform opening of the holes, and also due to the forced complete blocking of the channels of movement of the processed medium through the apparatus with the appearance of significant values of the velocity and pressure gradients.
Для того чтобы выполнялось условие, при котором существуют моменты полного перекрытия каналов движения обрабатываемой среды через аппарат и равномерное открытие отверстий, необходимо выполнение условий вышеприведенной системы уравнений.In order to fulfill the condition under which there are moments of complete overlap of the channels of movement of the medium being processed through the apparatus and the uniform opening of the holes, it is necessary to fulfill the conditions of the above system of equations.
Достигается это за счет того, что диски ротора и статора делятся на сектора с углом в вершине, равным φ. На диске ротора и статора, как показано на фиг.2, в каждом из двух смежных секторов концентрическими окружностями радиуса Rn, Rn+1, Rn+2 … и углом φ образуются отверстия с площадью Sn, Sn+1, Sn+2 … Площадь каждого отверстия ротора и статора определяется исходя из известной зависимости для расчета площади сектора окружности по радиусу и углу и равна , таким образом, после математических преобразований в системе уравнений записано уравнение для расчета Sn. Т.к. размеры отверстий и их расположение относительно оси вращения одинаковы для дисков ротора и статора, то при таком расположении отверстий будет существовать момент полного их закрытия, т.е. несовпадения отверстий на роторе и статоре. Этот момент возникнет при нахождении одинаковых отверстий ротора и статора в смежных секторах с углом в вершине φ.This is achieved due to the fact that the rotor and stator disks are divided into sectors with a vertex angle equal to φ. On the disk of the rotor and stator, as shown in figure 2, in each of two adjacent sectors with concentric circles of radius R n , R n + 1 , R n + 2 ... and an angle φ, holes are formed with an area of S n , S n + 1 , S n + 2 ... The area of each hole of the rotor and stator is determined based on the known dependence for calculating the area of the circle sector by radius and angle and is equal to Thus, after mathematical transformations, the equation for calculating S n is written in the system of equations. Because the dimensions of the holes and their location relative to the axis of rotation are the same for the disks of the rotor and stator, then with this arrangement of the holes there will be a moment of their complete closure, i.e. mismatch of holes on the rotor and stator. This moment arises when identical rotor and stator openings are found in adjacent sectors with an angle at the vertex φ.
Для того чтобы происходило равномерное открытие отверстий ротора и статора, необходимо, чтобы в каждом из двух смежных секторов площадь совпадения отверстий ротора и статора была одинакова. Это значит, что площади отверстий ротора и статора в смежных секторах равны, т.е. S n+S n+2=S n+1+S n+3.In order for uniform opening of the rotor and stator holes, it is necessary that in each of two adjacent sectors the area of coincidence of the rotor and stator holes is the same. This means that the area of the holes of the rotor and stator in adjacent sectors are equal, i.e. S n + S n + 2 = S n + 1 + S n + 3 .
Количество секторов на роторе и статоре, определяемое углом φ, должно быть четным ввиду наличия смежных секторов, т.е. .The number of sectors on the rotor and stator, determined by the angle φ, should be even in view of the presence of adjacent sectors, i.e. .
Отверстия дисков ротора и статора образуются концентрическими окружностями, радиусы которых увеличиваются от центра к периферии, т.е. Rn+1>Rn.The holes of the rotor and stator disks are formed by concentric circles whose radii increase from the center to the periphery, i.e. R n + 1 > R n .
Основное преимущество предлагаемого диспергатора - повышение эффективности перемешивания гетерогенных и гомогенных систем «жидкость-твердые частицы», «жидкость-жидкость».The main advantage of the proposed dispersant is an increase in the mixing efficiency of heterogeneous and homogeneous systems "liquid-solid particles", "liquid-liquid".
Claims (1)
где Sn, Sn+1, Sn+2 … - площади отверстий дисков ротора и статора, м2 (фиг.2);
φ - образующий угол усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, рад (фиг.2);
Rn, Rn+1, Rn+2 … - образующие радиусы концентрических окружностей усеченных сегментов отверстий дисков ротора и статора, м (фиг.2);
n - положительное целое число (1, 2, 3 …);
k - положительное четное число (2, 4, 6 …);
π=3,14159. A dispersant comprising a housing with loading and unloading nozzles, in which rotor and stator disks with holes are coaxially mounted, characterized in that each hole of the rotor and stator disks is made in the form of a disk segment truncated by two concentric circles, and the area of the holes on the rotor and stator disks and their location obey the system of equations:
where S n , S n + 1 , S n + 2 ... - the area of the holes of the disks of the rotor and stator, m 2 (figure 2);
φ - forming the angle of the truncated segments of the holes of the disks of the rotor and stator, rad (figure 2);
R n , R n + 1 , R n + 2 ... - forming the radii of the concentric circles of the truncated segments of the holes of the disks of the rotor and stator, m (Fig.2);
n is a positive integer (1, 2, 3 ...);
k is a positive even number (2, 4, 6 ...);
π = 3.14159.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107433/05A RU2414284C2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Disperser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107433/05A RU2414284C2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Disperser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009107433A RU2009107433A (en) | 2010-09-10 |
RU2414284C2 true RU2414284C2 (en) | 2011-03-20 |
Family
ID=42800077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009107433/05A RU2414284C2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Disperser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2414284C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535043C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Device for phases mixing |
WO2015102556A1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-09 | Александр Илларионович ЮДИН | Rotary apparatus |
RU2686213C1 (en) * | 2018-08-24 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Dispersant |
-
2009
- 2009-02-27 RU RU2009107433/05A patent/RU2414284C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535043C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Device for phases mixing |
WO2015102556A1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-09 | Александр Илларионович ЮДИН | Rotary apparatus |
RU2628387C1 (en) * | 2013-12-30 | 2017-08-16 | Александр Илларионович Юдин | Rotary device |
RU2686213C1 (en) * | 2018-08-24 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Dispersant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009107433A (en) | 2010-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2414284C2 (en) | Disperser | |
EP2790822B1 (en) | Improved dynamic mixer | |
EP1328337A1 (en) | Fluid mixer | |
US3831907A (en) | Continuous flow mixing apparatus | |
US3845938A (en) | Apparatus for dispersing finely divided solid particles in a liquid vehicle | |
RU2414286C2 (en) | Axial mixer | |
US20230133177A1 (en) | Dispersing and grinding device | |
RU2414287C2 (en) | Rotor-disk homogeniser | |
RU183634U1 (en) | Turbine disc mixer | |
RU2414285C2 (en) | Homogeniser | |
CN112108046A (en) | Apparatus and method for dispersing or refining organic material | |
WO2020136923A1 (en) | Continuous stirring device | |
RU2124935C1 (en) | Rotor-pulsation apparatus | |
RU59441U1 (en) | ROTARY DISINTEGRATOR-MIXER | |
RU119639U1 (en) | CONSOLE ROTARY DISK MIXER | |
SU1181698A1 (en) | Apparatus for the treatment of heterogeneous media | |
RU2146170C1 (en) | Acoustic rotary pulsation apparatus (versions) | |
RU2156648C1 (en) | Rotary disperser | |
EP3874089A1 (en) | Mixer for mixing chemicals into pulp | |
SU709152A1 (en) | Rotary-pulsation apparatus | |
RU2248847C1 (en) | Apparatus for disintegrating hard materials and producing finely divided systems and emulsions | |
UA124851C2 (en) | ROTARY APPARATUS FOR OBTAINING HIGHLY DISPERSED LIQUID MEDIA | |
SU1139890A1 (en) | Disc pump (modifications) | |
EP0308141B1 (en) | Rotary processor apparatus and method for extensive and dispersive mixing | |
RU2666418C1 (en) | Disk cavitational apparatus for liquid and viscous treatment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110228 |