RU2591974C1 - Rotor-pulsation apparatus - Google Patents

Rotor-pulsation apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2591974C1
RU2591974C1 RU2015104839/05A RU2015104839A RU2591974C1 RU 2591974 C1 RU2591974 C1 RU 2591974C1 RU 2015104839/05 A RU2015104839/05 A RU 2015104839/05A RU 2015104839 A RU2015104839 A RU 2015104839A RU 2591974 C1 RU2591974 C1 RU 2591974C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
housing
zone
corrugated
Prior art date
Application number
RU2015104839/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Дмитриевич Руднев
Марк Андреевич Козлов
Дмитрий Михайлович Попов
Евгений Николаевич Макаров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности"
Priority to RU2015104839/05A priority Critical patent/RU2591974C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2591974C1 publication Critical patent/RU2591974C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Abstract

FIELD: manufacturing technology.
SUBSTANCE: invention relates to devices for producing stable dispersion systems with liquid phase. Rotary-pulsation device comprises an electric motor with controlled frequency of rotation, drive-multiplier. Working part includes cylindrical housing with inlet and outlet pipes. In housing there is a coaxially arranged rotor, which is rigidly fixed on vertical shaft of drive. Rotor has two rows of concentric teeth, guide channels with depth variable towards periphery and annular corrugated zone. In housing cover, coaxial to rotor, stator is rigidly fixed, said stator having two rows of concentric teeth and circular corrugated zone. Treated mixture through inlet pipe is fed into central part of rotating rotor, from where by centrifugal forces is supplied to axial clearance between rotor and stator. After passing through gap between teeth elements processed medium flow enters guide channels of rotor, and then enters corrugated working zone.
EFFECT: technical solution enables to intensify processes of dispersion, emulsification and homogenisation in processing disperse systems with liquid phase.
1 cl, 4 dwg

Description

Устройство предназначено для получения стабильных дисперсных систем с жидкой фазой и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.The device is designed to obtain stable dispersed systems with a liquid phase and can be used in food, chemical, pharmaceutical and other industries.

Известен роторно-пульсационный аппарат [1], который содержит корпус с установленным в нем ротором, на основании которого выполнены отверстия. В корпусе аппарата на внешней стороне ротора установлены лопасти полусферической формы, которые расположены около отверстий основания ротора. Недостатком данного устройства является невысокая эффективность процесса за счет относительно большого зазора между ротором и статором в вертикальной плоскости.Known rotary pulsation apparatus [1], which contains a housing with a rotor installed in it, on the basis of which holes are made. Hemispherical blades, which are located near the holes of the rotor base, are installed on the outer side of the rotor in the apparatus body. The disadvantage of this device is the low efficiency of the process due to the relatively large gap between the rotor and the stator in a vertical plane.

Известен роторно-пульсационный аппарат [2], включающий рабочую камеру с устройством ввода контактирующих фаз и патрубком вывода эмульсии, концентрично установленными в ней ротором и статором, имеющими радиальные каналы. Устройство ввода контактирующих фаз выполнено в виде инжекционного узла смешения, при этом сопло расположено непосредственно в камере аппарата. Центральная часть ротора имеет форму усеченного конуса с углублением в вершине и, по крайней мере, с двумя концентричными кольцевыми выступами на боковой поверхности. Недостатком данной конструкции является низкая эффективность процесса при переработке дисперсных систем, содержащих пищевые волокна из-за недостаточной турбулизации потока обрабатываемой среды.Known rotor-pulsation apparatus [2], including a working chamber with a device for inputting the contacting phases and the outlet pipe of the emulsion concentrically installed in it by the rotor and stator having radial channels. The input device for the contacting phases is made in the form of an injection mixing unit, while the nozzle is located directly in the chamber of the apparatus. The central part of the rotor has the shape of a truncated cone with a recess in the apex and at least two concentric annular protrusions on the side surface. The disadvantage of this design is the low efficiency of the process when processing dispersed systems containing dietary fiber due to insufficient turbulization of the flow of the treated medium.

Наиболее близким к изобретению является многосекционный роторно-пульсационный аппарат [3], который содержит корпус с установленными в нем ротором и статором с рабочими элементами в виде зубьев. Корпус аппарата разделен на две секции перегородками, в которых имеются отверстия различного диаметра. Одна из перегородок насаживается на вал к основанию ротора и крепится к нему шпонкой, а вторая расположена в средней части корпуса, причем нижней стороной опирается на втулку, надетую на вал, а верхняя сторона закреплена гайкой. Недостатком указанной конструкции является невысокая эффективность процесса при переработке дисперсных систем, содержащих пищевые волокна из-за недостаточного количества зон изменения скорости и давления в потоке обрабатываемой дисперсной системы.Closest to the invention is a multi-section rotor-pulsation apparatus [3], which contains a housing with a rotor and a stator installed in it with working elements in the form of teeth. The casing of the device is divided into two sections by partitions, in which there are holes of various diameters. One of the partitions is mounted on the shaft to the base of the rotor and is attached to it with a key, and the second is located in the middle part of the housing, with the lower side resting on a sleeve worn on the shaft, and the upper side fixed with a nut. The disadvantage of this design is the low efficiency of the process in the processing of dispersed systems containing dietary fiber due to the insufficient number of zones of change in speed and pressure in the flow of the treated dispersed system.

В основе изобретения лежит задача многофакторного многократного воздействия на обрабатываемую среду с дополнительной турбулизацией потока обрабатываемой смеси и создания условий для истирания дисперсной фазы в тонком слое. Поставленная задача решается тем, что устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками с установленными в нем ротором и статором с рабочими элементами в виде концентрично расположенных зубьев, отличающийся тем, что ротор и статор на периферии имеют кольцевые рифленые рабочие зоны, а в рифленой зоне ротора выполнены радиальные каналы с уменьшающейся к периферии глубиной.The basis of the invention is the task of multi-factorial repeated exposure of the medium to be treated with additional turbulization of the flow of the treated mixture and the creation of conditions for abrasion of the dispersed phase in a thin layer. The problem is solved in that the device contains a housing with inlet and outlet nozzles with a rotor and a stator installed in it with working elements in the form of concentrically arranged teeth, characterized in that the rotor and stator at the periphery have annular corrugated working zones, and in the corrugated zone of the rotor made radial channels with decreasing depth to the periphery.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема роторно-пульсационного аппарата. Роторно-пульсационный аппарат содержит электродвигатель 1 с регулируемой частотой вращения, привод-мультипликатор 2. Рабочая часть включает цилиндрический корпус 3 с входным 4 и выходным 5 патрубками. В корпусе соосно расположен ротор 6, жестко закрепленный на вертикальном валу 7. В крышке 8 корпуса, соосно ротору, жестко закреплен статор 9.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a rotary pulsation apparatus. The rotary pulsation apparatus comprises an electric motor 1 with an adjustable rotation speed, a drive-multiplier 2. The working part includes a cylindrical housing 3 with input 4 and output 5 nozzles. In the housing, a rotor 6 is coaxially located, rigidly fixed to the vertical shaft 7. In the cover 8 of the housing, coaxially with the rotor, the stator 9 is rigidly fixed.

На фиг. 2 представлен ротор, содержащий ряд прямоугольных в поперечном сечении концентрически расположенных зубьев 10, ряд трапецеидальных концентрически расположенных зубьев 11, радиальные каналы 12 с изменяющейся к периферии глубиной, выполненные в рабочей рифленой зоне 13, имеющей форму кольца.In FIG. 2 shows a rotor containing a series of rectangular in cross section concentrically spaced teeth 10, a series of trapezoidal concentrically spaced teeth 11, radial channels 12 with a depth varying to the periphery, made in a corrugated working area 13 having a ring shape.

На фиг. 3 представлен статор, содержащий ряд трапецеидальных прямоугольных, концентрически расположенных зубьев 14, ряд концентрически расположенных прямоугольных зубьев 15 и рабочую рифленую зону 16, имеющую форму кольца.In FIG. 3 shows a stator comprising a row of trapezoidal rectangular, concentrically spaced teeth 14, a row of concentrically spaced rectangular teeth 15, and a working corrugated zone 16 having a ring shape.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Обрабатываемая смесь через входной патрубок 4 подается в центральную часть вращающегося ротора 6, откуда под действием центробежных сил поступает в осевой зазор между ротором и статором (зона 17, фиг. 4), при этом за счет резкого изменения направления движения потока и его скорости возникают сдвиг и растяжение в слоях, происходит предварительное диспергирование обрабатываемой среды. В зонах 18, 19 и 20 вышеуказанные процессы повторяются. После прохождения зазора между зубчатыми элементами поток обрабатываемой среды поступает в направляющие каналы ротора (зона 21), которые выполнены с уменьшающейся к периферии ротора глубиной, что способствует увеличению скорости потока обрабатываемой среды на выходе из канала. Рифленая рабочая зона 22 создает эффект истирания в тонком слое для дополнительного разрушения волокнистых включений, механоактивации дисперсной системы и образования устойчивых межмолекулярных связей.The mixture to be processed through the inlet pipe 4 is fed into the central part of the rotating rotor 6, from where, under the action of centrifugal forces, it enters the axial clearance between the rotor and the stator (zone 17, Fig. 4), and a shift occurs due to a sharp change in the direction of flow and its speed and stretching in the layers, there is a preliminary dispersion of the treated medium. In zones 18, 19 and 20, the above processes are repeated. After passing the gap between the gear elements, the flow of the medium to be processed enters the guide channels of the rotor (zone 21), which are made with a depth that decreases to the periphery of the rotor, which helps to increase the flow rate of the medium to be processed at the channel exit. The corrugated working zone 22 creates the effect of abrasion in a thin layer for additional destruction of fibrous inclusions, mechanical activation of the dispersed system and the formation of stable intermolecular bonds.

В то же время при вращении ротора происходит периодическое совмещение и перекрытие радиальных каналов ротора с каналами статора, что приводит к возникновению гидравлических ударов и развитию кавитации, в результате чего обрабатываемая среда подвергается интенсивным гидродинамическим и акустическим воздействиям. Совокупность указанных воздействий способствует интенсификации таких процессов, как гомогенизация, диспергирование и эмульгирование при обработке дисперсных систем с жидкой фазой.At the same time, when the rotor rotates, the radial channels of the rotor are periodically aligned and overlapped with the stator channels, which leads to the occurrence of hydraulic shocks and the development of cavitation, as a result of which the medium being processed is subjected to intense hydrodynamic and acoustic influences. The combination of these effects contributes to the intensification of processes such as homogenization, dispersion and emulsification in the processing of dispersed systems with a liquid phase.

Таким образом, предложенное устройство позволяет более качественно, по сравнению с приведенными аналогами, осуществлять процессы диспергирования, эмульгирования и гомогенизации в дисперсных системах с жидкой фазой.Thus, the proposed device allows a better quality, compared with the above analogues, to carry out the processes of dispersion, emulsification and homogenization in dispersed systems with a liquid phase.

ЛитератураLiterature

1. Пат. №2309791, Российская Федерация, МПК7 B01F 7/00, B01F 7/28 / Роторно-пульсационный аппарат с направляющими лопастями / Иванец Г.Е., Светкина Е.А., Грунич С.В., Ядута А.З. Заявитель: Иванец Г.Е., Светкина Е.А., Грунич С.В., Ядута А.З., заявл. 12.12.2005, опубл. 10.11.2007.1. Pat. No. 2309791, Russian Federation, IPC 7 B01F 7/00, B01F 7/28 / Rotary-pulsation apparatus with guide vanes / Ivanets G.E., Svetkina E.A., Grunich S.V., Yaduta A.Z. Applicant: Ivanets G.E., Svetkina E.A., Grunich S.V., Yaduta A.Z., applicant 12.12.2005, publ. 11/10/2007.

2. Пат. №2299091, Российская Федерация, МПК7 B01F 3/08, B01F 7/28 / Роторно-пульсационный аппарат для получения преимущественно систем "жидкость - жидкость" / Сакович Г.В., Василишин М.С, Кухленко А.А., Сысолятин С.В., Карпов А.Г. Заявитель: Сакович Г.В., Василишин М.С., Кухленко А.А., Сысолятин С.В., Карпов А.Г., заявл. 16.11.2005, опубл. 20.05.2007.2. Pat. No. 2299091, Russian Federation, IPC 7 B01F 3/08, B01F 7/28 / Rotary-pulsating apparatus for producing predominantly liquid-liquid systems / Sakovich G.V., Vasilishin M.S., Kukhlenko A.A., Sysolyatin S.V., Karpov A.G. Applicant: Sakovich G.V., Vasilishin M.S., Kukhlenko A.A., Sysolyatin S.V., Karpov A.G., applic. November 16, 2005, publ. 05/20/2007.

3. Пат. №2257257, Российская Федерация, МПК7 B01F 7/00, B01F 7/28 / Многосекционный роторно-пульсационный аппарат / Иванец Г.Е., Грунич С.В., Светкина Е.А., Артемасов В.В., Аверкин С.В. Заявитель: Иванец Г.Е., Грунич С.В., Светкина Е.А., Артемасов В.В., Аверкин С.В., заявл. 15.03.2004, опубл. 27.07.2005.3. Pat. No. 2257257, Russian Federation, IPC 7 B01F 7/00, B01F 7/28 / Multisection rotary-pulsating apparatus / Ivanets G.E., Grunich S.V., Svetkina E.A., Artemasov V.V., Averkin S .AT. Applicant: Ivanets G.E., Grunich S.V., Svetkina E.A., Artemasov V.V., Averkin S.V., applicant. 03/15/2004, publ. 07/27/2005.

Claims (1)

Роторно-пульсационный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками с установленными в нем ротором и статором с рабочими элементами в виде концентрично расположенных зубьев, отличающийся тем, что ротор и статор на периферии имеют кольцевые рифленые рабочие зоны, а в рифленой зоне ротора выполнены радиальные каналы с уменьшающейся к периферии глубиной. A rotary pulsation apparatus comprising a housing with inlet and outlet nozzles with a rotor and a stator installed in it with working elements in the form of concentrically arranged teeth, characterized in that the rotor and stator at the periphery have annular corrugated working zones, and radial in the corrugated zone of the rotor channels with decreasing depth to the periphery.
RU2015104839/05A 2015-02-12 2015-02-12 Rotor-pulsation apparatus RU2591974C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015104839/05A RU2591974C1 (en) 2015-02-12 2015-02-12 Rotor-pulsation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015104839/05A RU2591974C1 (en) 2015-02-12 2015-02-12 Rotor-pulsation apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2591974C1 true RU2591974C1 (en) 2016-07-20

Family

ID=56412785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015104839/05A RU2591974C1 (en) 2015-02-12 2015-02-12 Rotor-pulsation apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2591974C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695193C1 (en) * 2018-10-03 2019-07-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Rotary pulse apparatus and method of its operation
CN113304690A (en) * 2021-06-22 2021-08-27 山东建筑大学 Centrifugal hydrodynamic cavitation reactor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2641453A (en) * 1951-04-21 1953-06-09 Nat Gypsum Co Pin mixer
WO2000001474A1 (en) * 1998-07-02 2000-01-13 Wella Aktiengesellschaft Method for producing aqueous emulsions or suspensions
RU2190462C2 (en) * 2000-11-13 2002-10-10 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Rotary-pulsating apparatus
RU2257257C1 (en) * 2004-03-15 2005-07-27 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Multi-section rotary pulsation apparatus
RU2309791C2 (en) * 2005-12-12 2007-11-10 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Rotary-pulsed apparatus with guiding blades

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2641453A (en) * 1951-04-21 1953-06-09 Nat Gypsum Co Pin mixer
WO2000001474A1 (en) * 1998-07-02 2000-01-13 Wella Aktiengesellschaft Method for producing aqueous emulsions or suspensions
RU2190462C2 (en) * 2000-11-13 2002-10-10 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Rotary-pulsating apparatus
RU2257257C1 (en) * 2004-03-15 2005-07-27 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Multi-section rotary pulsation apparatus
RU2309791C2 (en) * 2005-12-12 2007-11-10 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Rotary-pulsed apparatus with guiding blades

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695193C1 (en) * 2018-10-03 2019-07-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Rotary pulse apparatus and method of its operation
CN113304690A (en) * 2021-06-22 2021-08-27 山东建筑大学 Centrifugal hydrodynamic cavitation reactor
CN113304690B (en) * 2021-06-22 2023-01-17 山东建筑大学 Centrifugal hydrodynamic cavitation reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3072579B1 (en) Cavitation device
RU2438769C1 (en) Rotor-type hydrodynamic cavitator for fluids processing (versions)
RU2591974C1 (en) Rotor-pulsation apparatus
US3533567A (en) Apparatus for simultaneous oscillatory treatment of substances or mixtures thereof
RU2600998C1 (en) Hydraulic jet mixer
RU2309791C2 (en) Rotary-pulsed apparatus with guiding blades
RU2584539C1 (en) Rotor-pulsation apparatus
RU2687418C1 (en) Rotary pulsation apparatus
RU2636486C1 (en) Rotary pulsating machine
RU2639799C1 (en) Rotory pulse apparatus
RU2757743C1 (en) Dispersant
RU2445143C1 (en) Rotary pulsating extractor with intermediate processing of product
RU2433873C1 (en) Rotor universal cavitation generator-disperser
RU2257257C1 (en) Multi-section rotary pulsation apparatus
RU2618078C1 (en) Hydrodynamic mixer
RU2613957C1 (en) Device for preparing firing liquid
RU2397793C1 (en) Rotor-pulsation extractor with guide vanes
RU2625984C1 (en) Rotor-pulse apparatus
RU2335337C2 (en) Rotary-oscillatory device
RU2600049C1 (en) Rotary hydrodynamic apparatus
RU94482U1 (en) HOMOGENIZER FOR HEAVY FUELS
RU2124935C1 (en) Rotor-pulsation apparatus
RU2167704C2 (en) Emulsifier
RU2483794C2 (en) Rotor-type apparatus
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: 20170213