UA141748U - Роторно-пульсаційний апарат - Google Patents

Abstract

Роторно-пульсаційний апарат містить корпус, усередині якого концентрично розташовано ротор, який має лопаті, та статор, що складається з двох частин з подвійною конічною робочою поверхнею із отворами, та електромагніт змінної напруги. При цьому отвори статора виконані конічної форми і розташовані під кутом таким чином, що їх осі перетинаються із зовнішнього боку статора.

Description

Корисна модель належить до пристроїв для інтенсифікації процесів змішування, емульгування, гомогенізації, диспергування гетерогенних систем, і може бути використана в харчовій, переробній, фармацевтичній, хімічній і іншій галузях промисловості.

Відомий роторно-пульсаційний апарат, що містить корпус, усередині якого концентрично розташовані ротор і статор із прорізами, зовнішню камеру та електромагніт змінної напруги.

ІПат. Мо 47806 Україна, МПК ВОТЕ 7/12, Роторно-пульсаційний апарат. / Івженко А.О., Гвоздєв

О.В., Івженко О.В., опубл. 25.02.2010. Бюл. Мо 4).

Робочі поверхні ротора і статора являють собою дві кільцеві конічні поверхні з прорізами, а в корпусі виконані порожнини для відводу тепла. Оброблюване середовище через вихідний патрубок надходить у центральну частину пристрою із двох сторін і під дією віддентрових сил проходить у зазор між ротором і статором. За рахунок удару часток потоку об лопаті ротора, а також напружень зсуву, що виникають у зазорі, відбувається їх подрібнення. При подачі змінної напруги на котушку електромагніта виникають двосторонні осьові переміщення ротора, що дозволяє істотно підвищити величину напружень зсуву часток. Таким чином на оброблюване середовище одночасно діють пружні коливання, осьові вібрації та явище кавітації, що руйнує жирові кульки.

Недоліком даного апарата є те, що струмені, які виходять з прорізів статора, мають високу швидкість, а отже і значну кінетичну енергію, яка не використовується для руйнування жирових кульок. Це призводить до зниження якості диспергування жирової фази емульсії.

Вибраним як найближчий аналог є роторно-пульсаційний апарат, що містить корпус, усередині якого концентрично розташовані ротор і статор з прорізами та електромагніт змінної напруги, вмонтований в корпус апарата поза робочою зоною. Статор складається з двох частин з подвійною робочою поверхнею з прорізами, а ротор забезпечений лопатями. (Пат. Мо 41129

Україна, МПК" ВО1Е 7/12. Роторно-пульсаційний апарат. / Івженко А.О., Гвоздєв О.В., Івженко

О.В., опубл. 12.05.2009. Бюл. Мо 9.

У такому апараті за рахунок застосування електромагніта виникає вібрація ротора, яка узгоджена з пульсаціями оброблюваного середовища у прорізах статора, за рахунок чого виникають резонансні явища, що інтенсифікують процеси диспергування оброблюваних середовищ. Наявність лопатей, які обертаються разом з ротором, підвищує насосний ефект

Зо апарата та дозволяє йому працювати без додаткових зовнішніх насосів.

Недоліком даного апарата є недостатній ступінь диспергування оброблюваного середовища (наприклад молочної емульсії), що є наслідком неповного використання кінетичної енергії струменів емульсії, які утворюються при проходженні прорізів статора роторно-пульсаційного апарата.

В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення роторно-пульсаційного апарата, що містить корпус, усередині якого концентрично розташовані ротор і статор з отворами, шляхом виконання отворів статора конічної форми, при цьому покращується якість диспергування та підвищується надійність роботи пристрою за рахунок більш повного використання кінетичної енергії струменів.

Поставлена задача вирішується тим, що в роторно-пульсаційному апараті, що містить корпус, усередині якого концентрично розташовані ротор, що має лопаті та статор, який складається з двох частин з подвійною конічною робочою поверхнею із отворами, та електромагніт змінної напруги, згідно з корисною моделлю, отвори статора виконані конічними і розташовані під кутом таким чином, що їх осі перетинаються із зовнішнього боку статора.

Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображений заявлений роторно-пульсаційний апарат, поздовжній розріз, на фіг. 2 - розріз по А-А на фіг. 1.

Роторно-пульсаційний апарат складається (фіг. 1| з корпуса 1, у який коаксіально валу 2 ротора З вмонтований електромагніт з котушкою змінної напруги 4. Частини статора 7 і 8 з конічними робочими поверхнями 14 містять отвори 5 і б, які мають конічну форму і розташовані під кутом таким чином, що їх осі перетинаються із зовнішнього боку статора. Частина статора 7 жорстко закріплена на корпусі 1, а конічна частина 8 на кришці 9 корпуса. Вал з ротором установлений у корпусі статора на підшипниках 10 зі спеціальним ущільненням 11. Ротор з обох сторін має спіралеподібні ребра жорсткості 12 (фіг. 2), які одночасно є і лопатями, а також має робочу поверхню 13 (фіг. 1), що складається із двох співвісних конусів обертання (прямий і зворотний). Між робочими поверхнями 14 статора і робочою поверхнею 13 ротора виставлений мінімальний зазор, що регулюється прокладками 15 і 16. До складу апарата також входять вхідний патрубок 17 і вихідний патрубок 18 для виводу компонентів оброблюваного середовища. Між статором і ротором знаходиться центральна частина 19 пристрою.

Роторно-пульсаційний апарат працює таким чином.

Оброблюване середовище через вхідний патрубок 17 надходить у центральну частину 19 пристрою із двох сторін і під дією віддентрових сил проходить у зазор між ротором З і частинами статора 7 і 8 (поверхнями 13 і 14). За рахунок високих градієнтів швидкості, а також напруг зсуву, що виникають у зазорі між ротором і статором при обертанні ротора, відбувається подрібнення часток дисперсної фази. При подачі змінної напруги на котушку електромагніта 4 виникають двосторонні осьові переміщення ротора 3, що дозволяє істотно підвищити величину напруг зсуву дисперсних часток. У момент переміщення ротора вліво робоча поверхня 13 ротора й робоча поверхня 14 статора зближаються, і відбувається роздавлювання й перетирання компонентів оброблюваного середовища. У процесі обертання ротора відбувається періодичне перекривання прорізів, внаслідок чого виникає гідравлічний удар і пульсації. За рахунок підбору частоти вібрації електромагніта з котушкою змінної напруги двосторонньої дії, рівної частоті перекриття отворів ротора і статора (пульсацій середовища у отворах статора і ротора), забезпечується обробка середовища в умовах резонансу. Внаслідок дії відцентрової сили та наявності лопатей ротора при проходженні конічних отворів 5 і б частин статора 7 і 8 утворюються струмені робочого середовища. В місці зіткнення струменів відбувається додаткове диспергування за рахунок виникнення відносної швидкості дисперсної і дисперсійної фаз |11). Після проходження активної зони суміш надходить у вивідний патрубок 18.

Застосування корисної моделі, за рахунок однорідного дроблення і рівномірного розподілу диспергуючого компонента та більш повного використання кінетичної енергії руху оброблюваного середовища в активній зоні апарата, дозволяє інтенсифікувати протікання технологічних процесів та підвищити якість диспергування та гомогенізації оброблюваних середовищ.

Джерело інформації

Обгрунтування параметрів та режимів роботи протитечійно-струменевого гомогенізатора молока |Текст|: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.12 Самойчук Кирило Олегович; Донецький національний ун-т економіки і торгівлі ім. Михайла Туган-Барановського. - Донецьк, 2008. - 20 с.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Зо Роторно-пульсаційний апарат, що містить корпус, усередині якого концентрично розташовано ротор, який має лопаті, та статор, що складається з двох частин з подвійною конічною робочою поверхнею із отворами, та електромагніт змінної напруги, який відрізняється тим, що отвори статора виконані конічної форми і розташовані під кутом таким чином, що їх осі перетинаються із зовнішнього боку статора.