SU1494956A1 - Гомогенизатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гомогенизаторам и позвол ет повысить качество готового продукта, а также снизить энергозатраты. Гомогенизатор содержит корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, в котором соосно установлены диски ротора и статора с отверсти ми. Отверсти  на дисках ротора и статора расположены по противоположно направленным спирал м Архимеда. Шаг спирали Архимеда составл ет 1,1÷1,3 диаметра отверстий. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  обработки гетерогенных сред и может быть использовано в химической , строительной, горно-рудной, пищевой и других отрасл х промышленности .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества готового продукта и снижение энергозатрат.

На фиг. I изображен гомогенизатор , общий ВИД; на фиг. 2 - диск статора; на фиг. 3 - диск ротора.

Гомогенизатор содержит корпус 1, в котором в подшипниковом узле 2 установлен вал 3, на последнем укреплена система роторов, выполненных в виде дисков 4, с помощью шпонки 5. В корпусе 1 на пгпонке 5 установлена система статоров, выполненных в виде дисков 6. На соосньгх дисках статоров и poTopciB выполнены несоосные отверсти  7, которые расположены по

противоположно направленным спирал м Архимеда. На валу укреплены лопатки 8, предиазначенные дл  выгрузки обработанного материала. Корпус 1 имеет загрузочный 9 и разгрузочный 10 патрубки. Шаг спирали Архимеда, по которой расположены отверсти  7 в дисках статора 6 и ротора 4, составл ет 1,1-1,3 диаметра отверсти  7.

Расположение отверстий в дисках статоров и роторов по противоположно направленным спирал м позвол ет повысить качество обрабатьюаемого материала и снизить гидравлическое сопротивление гомогенизатора. Повышение качества готового продукта до- .стигаетс  за счет того, что при таком расположении отверстий на дисках исключаютс  возможность одновременного открыти  всех отверстий и проскок через образовавшиес  каналы не4

Х iU CD

сд

о

обработанных твердых компонентов. Выполнение отверстий на дисках несо- осными позвол ет открьшать их не полностью. При этом открыта примерно половика отверсти  на соседних дисках . По мере вращени  одного диска относительно другого, открыта  часть рассматриваемого отверсти  уменьшаетс  и начинает открьшатьс  нова  часть, в просвет которой устремл етс  обработанный материал. Таким образом , поток движущейс  обрабатываемой массы разбиваетс  отверсти ми в дисках статоров и роторов на множество небольших в диаметре каналов . Частички твердой фазы, движу- по тонким каналам в пастообразном материале, имеют меньше степеней свободы, чем в сплошном потоке. Поэтому твердые компоненты в обрабатываемом продукте, движущемс  тонкими потоками по открытым сечени м отверстий в дисках, наход тс  очень близко к режущим кромкам отверстий, интенсивно измельчаютс  этими кромками даже при небольшой скорости движени  одного диска относительно другого, исключа  при этом проскок необработанных твердых частиц. Отсутствие последних в готовом продукте делает его хорошо гомогенизированным и высокого качества. Вместе

дукте, и повысить его качество. Снижение гидравлического сопротивлени  Наблюдаетс  за счет увеличени  площади свободных сечений отверстий, котора  возрастает при увеличении ко40

с этим резко снижаетс  гидравлическое

сопротивление гомогенизатора, так как 35 личества последних.

Выполнение шага спирали, по которой расположены отверсти  на дисках, менее 1,1 диаметра отверстий не позвол ет получить перфорированный диск необходимой прочности, так как толщина перемычки конструкционного материала между отверсти ми очень тонка . Кроме того, в процессе работы наблюдаетс  некоторый износ режущих кромок отверстий. Если в результате износа отдельные перемычки разрушаютс , то в целом на диске увеличиваетс  свободное сечение (отверсти  как бы сольютс ) при одновременном уменьшении количества

отсутствует в определенные моменты закрытие всех отверстий, что наблюдаетс  в известном устройства. В любой момент времени в предлагаемом гомогенизаторе открыта часть отверстий , через которые проходит обраба- тьшаемый материал.

Расположение отверстий на роторах и статорах по спирал м Архимеда поз вол ет добитьс  расширени  пределов активного участка режущей кромки. Величина режущей кромки, участвующей в измельчении, достигает 1/3 длины окружности отверсти  в диске, а в известном устройстве 1/10. Поэтому из- 50

45

режущих кромок, что влечет за собой снижение интенсивности процесса гомогенизации и отрицательно сказьгеает с  На качестве готового продукта.

нос статоров и роторов, точнее их отверстий, происходит значительно медленнее , режущие кромки остаютс  острыми в течение длительного срока, что способствует интенсивному измельчению 55 твердых компонентов, не допуска  при этом их проскока через зону обработки и исключа  содержание их в гото94956

в ом

продукте. Готовый продукт, таким образом, не содержит твердых частиц , что повышает его качество.

г Кроме того, расположение отверстий в дисках позвол ет хорошо перемещать обрабатьшаемый материал в радиальном направлении, что также по- вьш1ает качество готового продукта,

10 так как хорошо гомогенизированный материал не только не содержит твердых включений, но и имеет одинаковый состав по всему объему, т.е.  вл етс  хорошо перемешанным.

15 Выполнение шага спирали Архимеда не более 1,3 диаметра отверстий позвол ет получить максимальное количество отверстий на статорах и роторах готового продукта и снизить гидрав20 лическое сопротивление гомогенизатора . Получение на дисках максимального количества отверстий позвол ет получить максимальное количество режущих кромок и разбить поток движущегос  материала на большее количество каналов уменьшенного сечени , что позвол ет интенсифицировать процесс диспергировани  твердых частиц, исключа  их содержание в готовом дукте, и повысить его качество. Снижение гидравлического сопротивлени  Наблюдаетс  за счет увеличени  площади свободных сечений отверстий, котора  возрастает при увеличении ко25

режущих кромок, что влечет за собой снижение интенсивности процесса гомогенизации и отрицательно сказьгеает- с  На качестве готового продукта.

Таким образом, шаг спирали Архимеда , по которой расположены отверсти  на дисках, должен быть более 1,1 диаметра отверстий. При этом шаг

спирали не должен превьппать 1 ,3 диаметра отверстий, так как при этом наблюдаетс  нерациональное использование поверхностей дисков. На них и в этом случае выполн етс  меньшее количество отверстий, что снижает количество режущих кромок, в результате чего снижаетс  интенсивность гомогемешиваетс . Проворачивание дисков статора 6 в процессе работы гомогенизатора исклкчаетс  с помощью шпонки 5, установленной в корпусе 1 . Хорошо гомогенизированный продукт, не содержащий твердых включений и одинакового состава по всему объему, с помощью лопаток 8, укрепленных на ва

низации и ухудшаетс  качество готово-, ю лу 3, выгружаетс  из аппарата через го продукта. Кроме того, в случае ма- патрубок 10. лого количества отверстий на дисках аппарат обладает большим гидравлическим сопротивлением, что ведет к доНар ду с высоким качеством готовог продукта аппарат обеспечивает неболь шое I: дpaвличecкoe сопротивление в

полнительным затратам энергии на nepe-jj процессе его эксплуатации, поскольку

отверсти  7 в дисках статоров 6 и роторов 4 расположены по противоположно направленным спирал м Архимеда исключа  при этом моменты полного закрыти  отверстий. Кроме того, и ра положение отверстий 7 по противоположно направленным спирал м Архимеда способствует более полному и интенсивному перемешиванию обрабатываемомещивание обрабатываемого материала по рабочему объему гомогенизатора.

Гомогенизатор работает следующим образом.

Исходный пастообразный материал, 20 содержащий твердые компонеты, под давлением по патрубку 9, установленному в корпусе 1, подаетс  в рабочий объем гомогенизатора. Отверсти ми 7, выполненными в дисках статоров 6 и ро- 25 го материала, что повьш1ает его каче- торов 4, сплошной поток гомогенизируемого материала разбиваетс  на множество каналов, размеры которых определ ютс  величиной просвета, образованного несоосными отверсти ми 7. ЗО При вращении вала 3 с дисками 4 ротора , укрепленного в корпусе 1 в подшипниковом узле 2, происходит интенсивное измельчение наход щихс  в пастообразном материале твердых компоство .

Ф. о р м у л а

изобретени 

35

1 . Гомогенизатор, содержащий корпу с загрузочным и разгрузочным патрубками , в котором соосно установлены диски ротора и статора с отверсти ми отличающ и и с   тем, что, с целью повьш1ени  качества готового про дукта и снижени  энергозатрат, отверсти  На дисках ротора и статора расположены по противоположно направленным спирал м.

нентов и перемешивание его. Измельчение производитс  острыми режущими кромками отверстий 7 дисков ротора 4 и статора 6. При этом наблюдаетс 

посто нное изменение направлени  дви- Q чающийс  тем, что отверсти 

жени  пастообразного обрабатываемого материала, который движетс  по каналам , образующимс  несоосными отверсти ми 7, в результате чего обраба- тьшаемый материал интенсивно перелу 3, выгружаетс  из аппарата через патрубок 10.

Нар ду с высоким качеством готового продукта аппарат обеспечивает небольшое I: дpaвличecкoe сопротивление в

отверсти  7 в дисках статоров 6 и роторов 4 расположены по противоположно направленным спирал м Архимеда, исключа  при этом моменты полного закрыти  отверстий. Кроме того, и расположение отверстий 7 по противоположно направленным спирал м Архимеда способствует более полному и интенсивному перемешиванию обрабатываемого материала, что повьш1ает его каче-

го материала, что повьш1ает его каче-

ство.

Ф. о р м у л а

изобретени 

20 25 го материала, что повьш1ает его каче- ЗО

35

Claims (2)

1 . Гомогенизатор, содержащий корпу с загрузочным и разгрузочным патрубками , в котором соосно установлены диски ротора и статора с отверсти ми, отличающ и и с   тем, что, с целью повьш1ени  качества готового продукта и снижени  энергозатрат, отверсти  На дисках ротора и статора расположены по противоположно направленным спирал м.

2. Гомогенизатор по п. 1, о т л ирасположены по спирали Архимеда.

3, Гомогенизатор по пп.1 и 2, о т- личающийс  тем, что шаг спирали Архимеда составл ет 1,1.-I,3 диаметра отверстий.