SU1673184A1 - Роторный смеситель-диспергатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к лакокрасочной промышленности, а именно к аппаратам дл  перемешивани  и диспергировани  лакокрасочных материалов, и позвол ет повысить интенсификацию процесса смешивани  и диспергировани  и уменьшить габариты. Аппарат снабжен полой внутренней винтовой колонной с винтовыми поверхност ми различного шага и с различным направлением навстречу друг другу витков, а наружный барабан выполнен в виде винтовой многозаходной конической колонны с разнонаправленными винтовыми поверхност ми равного шага и равным числом направленных навстречу друг другу витков, при этом на рассто нии 2/3 общей длины пути движени  суспензии от загрузки к выгрузке от отверсти  загрузки смонтировано эксцентрично вверх, относительно оси наружного барабана, средство дл  подачи красителей выполнено в виде цилиндрического кожуха. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике диспергировани  пигментов в пленкообразующих веществах и может быть применено в лакокрасочной промышленности.

Цель изобретени  - повышение интенсивности процесса, а также уменьшение габаритов .

На фиг. 1 изображен роторный смеси- тель-диспергатор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 - наружный барабан; на фиг. 5 - внутренн  колонна.

Смеситель-диспергатор состоит из станины 1, на которой смонтирован на четырех роликовых опорах 2 наружный барабан 3 посредством роликовых обечаек 4. Барабан 3 жестко соединен торцовой стенкой 5 с внутренней колонной 6. Вращение внутренней колонны 6 и наружного барабана 3 производитс  от электродвигател  7, редуктора

8 и вала 9. на котором закреплены в подшипниковых опорах приводные роликовые опоры 2, привод щие во вращение роликовые обечайки 4 и с ними наружный барабан 3.

В пространстве между внутренней колонной 6 и наружным барабаном 3 размещен на подшипниковых опорах 10 и 11 ротор 12. Ротор 12 получает вращение от вала 13 не только в направлении, противоположном совместному вращению наружного барабана 3 с внутренней колонной 6, но и по абсолютной величине больше на 0,8-1 рад/с.

Вал 13 покоитс  на опорах 14 и получает вращение от электродвигател  15, закрепленного на станине 1 через шестерню 16 и 17. Шестерн  17 закреплена на валу 13.

На станине 1 закреплено загрузочное устройство 18 дл  подачи пигментов, снабженное дозирующим шнеком 19, вал 20 коо

XI

СО

00

4

торого с помощью стоек 21 жестко прикреплен к внутренней поверхности внутренней колонны 6.

Загрузочное устройство 18 снабжено патрубком 22 дл  подами пленкообразующих .

На станине закреплено средство дл  подачи красителей в виде цилиндрического кожуха 23, ограниченного по торцам двум  парами колец 24, 25 и 26, 27. Кольца 24 и 26 креп тс  к наружному барабану 3, а кольца 25 и 27 - к кожуху 23. Сверху кожух 23 снабжен патрубком 28 дл  подачи в полость кожуха 23 красителей.

В стенках наружного барабана 3, наход щихс  в границах полости кожуха 23 между кольцами 24 и 26, выполнены радиальные отверсти  29 дл  подачи красителей во внутреннюю полость наружного барабана 3.

В стенках внутренней колонны 6 выполнены радиальные отверсти  30 дл  продав- ливани  суспензии из внутренней полости внутренней колонны 6 в полость между наружной поверхностью колонны 6 и внутренней поверхностью.

В стенках ротора 12 выполнены радиальные отверсти  31 дл  продавливани  суспензии из внутренней полости ротора 12 в пространство между наружной поверхностью ротора 12 и внутренней поверхностью наружного барабана 3. На выходе наружного конического барабана 3 смонтирован на станине 1 патрубок 32 дл  выгрузки готовой краски, снабженный установленной на станине 1 емкостью 33 дл  приема готовой краски.

Внутренн   колонна 6 выполнена в виде пустотелой винтовой колонны, собранной из равносторонних треугольников 34 таким образом, что образуютс  три основные винтовые поверхности с шагом S одного направлени  и две винтовые поверхности с шагом 0,25 S противоположного направлени . Например, на фиг. 5 показана утолщенной линией одна из основных винтовых поверхностей 35-36-37-38-39-40 и одна из двух винтовых поверхностей противоположного направлени  39-41-42-37- 43-44-35. Площадь радиальных отверстий 30 (суммарна ) равна площади проходного сечени  внутренней колонны 6.

Наружный барабан 3 выполнен в виде винтовой многозаходной пустотелой конической колонны, собранной из секции 45, которые в свою очередь, выполнены из равносторонних треугольников 46 и равнобедренных треугольников 47, поочередно соединенных по периметру своими боковыми сторонами 48 и 49 друг с другом. Основани  50 равнобедренных треугольников

47 больше его сторон 48 и 49. Число равносторонних и равнобедренных треугольников в секции 45 равно как минимум 6, должно быть четным числом и не имеет ограничений в сторону их увеличени . На фиг. 4 показана утолщенной линией одна из винтовых поверхностей одного направлени  51-52-53-54-55 и одна из винтовых поверхностей противоположного направлени 

56-57-53-58-59.

Роторный смеситель-диспергатор работает следующим образом.

Через загрузочное устройство 18 с помощью дозирующего шнека 19, который

вращаетс  совместно с внутренней колонной 6, подаютс  непрерывным потоком пигменты. Одновременно в полость внутренней колонны 6, через патрубок 22 в трубу загрузочного устройства 18 подаютс  пленкообразующие вещества, например, олифа, перемешиваютс  с помощью шнека 19 и в виде суспензии подаютс  в полость винтовой колонны (внутренней) 6.

При вращении винтовой внутренней колонны 6 суспензи  совершает сложное пространственное движение, в результате наличи  взаимонаправленных винтовых поверхностей , при этом образуютс  встречные потоки суспензии, которые ввиду наличи  расположенных под разными углами друг к другу и к оси вращени  граней - равносторонних треугольников, соудар ютс  с большей энергией, мощностью и частотой . В результате происходит интенсивное перемешивание и суспензи  подвергаетс  различным интенсивным макро- и микротурбулентным процессам и кавитационному воздействию, что приводит к дальнейшему

диспергированию и гомогенизации, так как число заходов винтовых поверхностей основного направлени  и их шаг больше, чем число заходов и их шаг винтовых поверхностей противоположного направлени , то

суспензи  при этом транспортируетс  все же по ходу основного направлени , преодолева  встречные потоки, созданные винтовыми поверхност ми противоположного направлени . Под действием давлени  подаваемой непрерывным потоком, создаваемого шнеком и винтовыми поверхност ми основного направлени  внутренней винтовой колонны, суспензи  продавливаетс  через радиальные отверсти  30 и попадает в

полость зазора между наружной поверхностью внутренней винтовой колонны 6 и внутренней цилиндрической поверхностью ротора 12. При проходе через отверсти  30 происходит дальнейшее диспергирование и гомогенизаци  сред.

После прохода через отверсти  30 суспензи  подхватываетс  винтовыми поверхност ми основного направлени , а точнее, ребрами тетраэдальных пустот, образующими винтовые линии, например, 35-36- 37-38-39 и размазываетс  в виде тонкой пленки на внутренней цилиндрической поверхности ротора, причем перед ребрами винтовых линий образуютс  валики жидкости , За счет вращени  внутренней винтовой колонны б суспензи  из валиков переходит в пленку и при этом проходит через клиновой зазор между ребром винтовой колонны б и цилиндрической поверхностью ротора 12. При этом,, в отличие от известных, зазор имеет форму круглого сегмента, а точнее, эллиптического сегмента, так как одной стороной зазора  вл етс  внутренн   цилиндрическа  поверхность ротора, рассеченна  плоскостью наклонной к оси цилиндра, а второй стороной зазора  вл ютс  ребра колонны 6. Образование зазора в виде эллиптического сегмента, форма которого создает дополнительно сдвиговые касательные напр жени  за счет разности мак- симальных и минимальных размеров зазора, интенсифицирует процесс диспергировани .

Значительные скорости сдвига при боль- ших абсолютных угловых скорост х вращени  поверхностей винтовых наружных и внутренней колонн, относительно поверхностей ротора в противоположных направлени х , ведут к возникновению в зазоре больших сдвиговых усилий, что приводит к ускорению процесса диспергировани . Так как углова  скорость ротора больше угловой скорости внутренней винтовой колонны на 0,8-1 рад/с, то при этом происходит транспорти- ровка суспензии в направлении, обратном ее движению внутри винтовой колонны б, т.е. в обратном направлении к радиальным отверсти м 31, при продавливании через которые жидкость вновь подвергаетс  ежа- тию и происходит процесс дальнейшего диспергировани .

При этом через патрубок 28, кожух 23, отверсти  29 подаютс  в полость наружного барабана 3 красители, которые при движе- нии по барабану 3 смешиваютс  с суспензией и транспортируютс  к патрубку 32 и в емкость 33 готовой краски. В процессе перемещени  внутренние ребра многозаход- ной винтовой конической поверхности наружного барабана 3 размазывают красочную суспензию по гладкой конической поверхности ротора и происходит дальнейшее диспергирование, смешивание красителей и суспензии.

В предлагаемой конструкции разрушение агрегатов (диспергирование) и смешивание происходит вследствие касательных напр жений, возникающих при течении суспензии через каналы отверстий посто нного сечени  периферийной поверхности внутренней винтовой колонны 6 через зазоры переменного сечени  между наружной винтовой поверхностью винтовой внутренней колонны б и цилиндрической поверхностью ротора 12, через каналы отверстий посто нного сечени  периферийной поверхности ротора 12, через зазоры переменного между наружной конической поверхностью ротора 12 и внутренней винтовой конической поверхностью наружного барабана 3.

Технико-экономические преимущества изобретени  возникают за счет сокращени  габаритов подлине, увеличени  производительности в результате интенсификации процесса смешивани  и диспергировани  при увеличении частоты взаимодействи  циркул ционных потоков обрабатываемых сред.

Claims (3)

1.Роторный смеситель-диспергатор со- дерхащий наружный барабан, размещенный в нем конический ротор и патрубки загрузки и выгрузки, отличающийс  тем, что. с целью повышени  интенсивности процесса и уменьшени  габаритов, аппарат снабжен полой внутренней винтовой колонной с винтовыми поверхност ми различного шага и различным числом направленных навстречу друг другу витков, а наружный барабан выполнен в виде многозаходной винтовой конической колонны с разнонаправленными ЕИНТОВЫМИ поверхност ми равного ш;га и равным числом направленных друг навстречу другу витков, при этом оараог.н жестко соединен с внутренней винтовой ;слл;кной посредством глухой торцевой сгенки.

2.Смеситель-диспергатор, по п. 1, о т- личающийс  тем, что барабан и внутренн   винтова  колонна выполнены секционными, при этом секци  барабана изготовлена из поочередно соединенных по периметру равносторонних и равнобедренных треугольников, стороны которых равны одна другой, основани  равнобедренных треугольников больше длины их боковой стороны, а секци  внутренней винтовой колонны - из равносторонних треугольников.

3.Смеситель-диспергатор, по п. 1. отличающийс  тем, что ротор выполнен полым и размещен коаксиально между наружным барабаном и внутренней винтовой колонной.

It С

ог

91 91 К

/ 2Пф В L I

К

v-v

Јff.

LI % К 8

9 Si

U

№1ЕЛ91

45

29

49 46 its

5-6

Фиг. J

47 50

ФигЛ

W

фиг. 5