UA21436U

UA21436U - Rotary-pulsating apparatus

Info

Publication number: UA21436U
Application number: UAU200610403U
Authority: UA
Inventors: Henadii Henadiiovych Ivanenko; Ihor Petrovych Suslov
Original assignee: Henadii Henadiiovych Ivanenko; Ihor Petrovych Suslov
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2007-03-15

Abstract

A rotary-pulsating apparatus contains stator and rotor disks installed in a housing and branch pipes for supply and removal of mixture. The apparatus is equipped with one or several coaxial cylinders mounted on the stator and rotor disks. Coaxial cylinders of rotor disk are located between coaxial cylinders of stator disk with radial clearance between them. On the turned to each other lateral cylindrical surfaces of the coaxial cylinders of rotor and stator disks longitudinal cuts are made.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до устаткування для змішування, емульгування, гомогенізації і диспергування 2 сумішей рідин з рідинами і рідин із твердими речовинами в хімічній, лакофарбовій, харчовій і інших галузях промисловості.The utility model refers to equipment for mixing, emulsifying, homogenizing and dispersing 2 mixtures of liquids with liquids and liquids with solids in the chemical, paint, food and other industries.

Відомий кавітаційний змішувач, описаний в патенті Російської Федерації Мо2032455 (МІЖ ВОТЕ5/00, пріоритет від 25.04.1990р.) і прийнятий за аналог. Кавітаційний змішувач містить корпус із патрубками підведення і відводу суміші. Ці ознаки збігаються з суттєвими ознаками заявленої корисної моделі. 70 Аналог містить також розміщені в корпусі кавітатори у вигляді радіальне розміщених на рівній відстані один від одного усічених конусів, при цьому кавітатори виконані з різними кутами конусності.The well-known cavitation mixer described in the patent of the Russian Federation Mo2032455 (MIZH VOTE5/00, priority from 04.25.1990) and accepted as an analogue. The cavitation mixer contains a housing with inlet and outlet nozzles for the mixture. These features coincide with the essential features of the claimed utility model. 70 The analog also contains cavitators placed in the body in the form of truncated cones placed radially at an equal distance from each other, while the cavitators are made with different taper angles.

Під впливом набігаючого потоку суміші, що подається через патрубок підведення, кавітатори генерують у суміші різні по структурі й величині нестаціонарні каверни, які розпадаються на кавітаційні пузирці різних розмірів у відносно широкому діапазоні. При цьому в суміші утвориться гідродинамічне кавітаційне поле, що 12 сприяє перемішуванню суміші. Кавітаційний змішувач, прийнятий за аналог, забезпечує певну ефективність перемішування суміші за рахунок виникаючої в ній кавітації.Under the influence of the inrushing flow of the mixture supplied through the supply nozzle, cavitators generate in the mixture non-stationary caverns of different structure and size, which disintegrate into cavitation bubbles of various sizes in a relatively wide range. At the same time, a hydrodynamic cavitation field will be formed in the mixture, which 12 contributes to the mixing of the mixture. The cavitation mixer, taken as an analogue, provides a certain efficiency of mixing the mixture due to the cavitation that occurs in it.

Недоліком аналога є те, що ефективність перемішування суміші залежить від інтенсивності кавітації, що, у свою чергу, залежить від швидкості руху суміші. Оскільки швидкість руху суміші прямо пропорційна кореню квадратному з величини тиску в суміші, то для створення інтенсивної кавітації в суміші в ній необхідно створювати високий тиск. Для цього необхідно використовувати високонапірні насоси й приводи великої потужності, що приведе до високих матеріальних і енергетичних витрат.The disadvantage of the analogue is that the efficiency of mixing the mixture depends on the intensity of cavitation, which, in turn, depends on the speed of movement of the mixture. Since the speed of movement of the mixture is directly proportional to the square root of the pressure in the mixture, in order to create intense cavitation in the mixture, it is necessary to create a high pressure in it. For this, it is necessary to use high-pressure pumps and high-power drives, which will lead to high material and energy costs.

Найбільш близьким до заявленої корисної моделі по технічній сутності і технічному результату, що досягається при його використанні, є роторно-пульсаційний апарат, описаний у патенті Російської ФедераціїThe closest to the declared useful model in terms of technical essence and the technical result achieved when using it is the rotary-pulsation apparatus described in the patent of the Russian Federation

Мо2124935 (МПК ВОТЕ5/06, пріоритет від 17.07.1997р.) і прийнятий за прототип.Mo2124935 (MPK VOTE5/06, priority from 07.17.1997) and accepted as a prototype.

Роторно-пульсаціний апарат містить установлені в корпусі статорний і роторний диски і патрубки підведення (п) і відводу суміші. Ці ознаки збігаються з суттєвими ознаками заявленої корисної моделі.The rotor-pulsation device contains the stator and rotor discs installed in the housing and the supply (n) and outlet nozzles of the mixture. These features coincide with the essential features of the claimed utility model.

У прототипі статорний і роторний диски мають зубчасті елементи, причому осі зубчастих елементів статорного диска збігаються з осями наскрізних прорізів між зубчастими елементами роторного диска. Статорний і роторний диски виконані таким чином, що між їхніми сусідніми рядами зубчастих елементів у радіальному ее, напрямку є технологічні зазори для проходження суміші. соIn the prototype, the stator and rotor disks have toothed elements, and the axes of the toothed elements of the stator disk coincide with the axes of the through slots between the toothed elements of the rotor disk. Stator and rotor disks are made in such a way that between their adjacent rows of toothed elements in the radial direction there are technological gaps for the passage of the mixture. co

У прототипі вісь патрубка підведення суміші збігається з віссю обертання роторного диска, а патрубок відводу суміші виконаний радіальним щодо статорного й роторного дисків. ЗIn the prototype, the axis of the mixture supply pipe coincides with the axis of rotation of the rotor disk, and the mixture outlet pipe is radial in relation to the stator and rotor disks. WITH

Роторно-пульсаційний апарат, прийнятий за прототип, забезпечує певну ефективність його роботи за рахунок /- че пульсацій швидкості потоку суміші.The rotary-pulsation apparatus, accepted as a prototype, ensures a certain efficiency of its operation due to the pulsations of the mixture flow rate.

Зо Однак недоліком роторно-пульсаційного апарата, прийнятого за прототип, є те, що суміш, виходячи з с патрубка її підведення, рухається по радіусу в напрямку до патрубка відводу суміші, тобто по досить короткому шляху, що скорочує час впливу на суміш роторним диском. Це не забезпечує високу ефективність змішування, емульгування, гомогенізації й диспергування суміші. «However, the disadvantage of the rotary-pulsation device, taken as a prototype, is that the mixture, starting from the nozzle of its supply, moves along the radius in the direction of the nozzle of the mixture outlet, i.e. along a rather short path, which reduces the time of exposure to the mixture by the rotary disk. This does not ensure high efficiency of mixing, emulsification, homogenization and dispersion of the mixture. "

В основу заявленої корисної моделі поставлено задачу створення роторно-пульсаційого апарата, який З 70 забезпечує одержання технічного результату, що полягає в суттєвому підвищенні ефективності змішування, с емульгування, гомогенізації й диспергування сумішей. з» Зазначений технічний результат досягається тим, що роторно-пульсаційний апарат, який містить установлені в корпусі статорний і роторний диски і патрубки підведення і відводу суміші, оснащений установленими на статорному і роторному дисках одним або декількома коаксіальними циліндрами на кожному, при цьому коаксіальні циліндри роторного диска розміщені між коаксіальними циліндрами статорного диска з радіальними о зазорами між ними, а на звернених одна до одній бічних циліндричних поверхнях коаксіальних циліндрів - роторного і статорного дисків виконані поздовжні прорізи.The basis of the declared useful model is the task of creating a rotary-pulsation device, which Z 70 provides for obtaining a technical result, which consists in a significant increase in the efficiency of mixing, emulsification, homogenization and dispersion of mixtures. z" The specified technical result is achieved by the fact that the rotor-pulsation apparatus, which contains the stator and rotor disks installed in the housing and the inlet and outlet nozzles of the mixture, is equipped with one or more coaxial cylinders installed on the stator and rotor disks on each, while the coaxial cylinders of the rotary disks are placed between the coaxial cylinders of the stator disk with radial clearances between them, and longitudinal slots are made on the side cylindrical surfaces of the coaxial cylinders facing each other - the rotor and stator disks.

Між сукупністю ознак заявленої корисної моделі, як вона охарактеризована вище й у формулі корисної шк моделі, і одержуваним технічним результатом при її використанні існує причинно-наслідковий зв'язок. со 20 Виключення із зазначеної нової сукупності ознак хоча б однієї ознаки не забезпечує досягнення нового технічного результату, що полягає в суттєвому підвищенні ефективності змішування, емульгування, гомогенізації щи й диспергування сумішей.There is a cause-and-effect relationship between the set of features of the declared useful model, as it is characterized above and in the formula of the useful shk model, and the technical result obtained when using it. со 20 The exclusion of at least one feature from the specified new set of features does not ensure the achievement of a new technical result, which consists in a significant increase in the efficiency of mixing, emulsification, homogenization and dispersion of mixtures.

Отже, зазначені ознаки є суттєвими, тому що кожна з них, окремо взята, необхідна, а всі, разом узяті, достатні для того, щоб відрізнити даний об'єкт корисної моделі від всіх інших об'єктів того ж призначення й 29 одержати новий технічний результат при її використанні. с Сутність корисної моделі пояснюється графічними матеріалами, де: на Фіг. 1 зображений загальний вид роторно-пульсаційного апарата в поздовжньому розрізі; на Фіг.2 - розріз по А-А на Фіг. 1.Therefore, the specified features are essential, because each of them, taken separately, is necessary, and all of them, taken together, are sufficient to distinguish this object of a useful model from all other objects of the same purpose and to obtain a new technical the result of its use. c The essence of the useful model is explained by graphic materials, where: in Fig. 1 shows the general view of the rotary-pulsation apparatus in a longitudinal section; in Fig. 2 - a section along A-A in Fig. 1.

Роторно-пульсаційний апарат містить корпус 1 (Фіг. 1), статорний диск 2, роторний диск 3, патрубок 4 60 підведення суміші і патрубок 5 відводу суміші. На статорному диску 2 установлені коаксіальні циліндри 6 і 7, що утворять між собою порожнину 8. На роторному диску З установлений коаксіальний циліндр 9, розташований у порожнині 8 між коаксіальними циліндрами б і 7 статорного диска 2. На зовнішній циліндричній поверхні коаксіального циліндра б виконані поздовжні прорізи 10 (Фіг. 2) На внутрішній циліндричній поверхні коаксіального циліндра 7 виконані поздовжні прорізи 11. На внутрішній циліндричній поверхні коаксіального бо циліндра 9 виконані поздовжні прорізи 12, а на його зовнішній циліндричній поверхні - поздовжні прорізи 13.The rotary-pulsation apparatus includes a housing 1 (Fig. 1), a stator disk 2, a rotor disk 3, a nozzle 4 60 for the supply of the mixture and a nozzle 5 for the discharge of the mixture. On the stator disk 2, coaxial cylinders 6 and 7 are installed, which form a cavity 8 between them. On the rotor disk C, a coaxial cylinder 9 is installed, located in the cavity 8 between the coaxial cylinders b and 7 of the stator disk 2. Longitudinal grooves are made on the outer cylindrical surface of the coaxial cylinder b slots 10 (Fig. 2) Longitudinal slots 11 are made on the inner cylindrical surface of the coaxial cylinder 7. Longitudinal slots 12 are made on the inner cylindrical surface of the coaxial cylinder 9, and longitudinal slots 13 are made on its outer cylindrical surface.

Позиціями 14, 15, 16 і 17 позначені поздовжні виступи між поздовжніми прорізами 10, 12, 13 ї 11 відповідно на коаксіальних циліндрах 6, 7 і 9.Positions 14, 15, 16 and 17 indicate the longitudinal protrusions between the longitudinal slots 10, 12, 13 and 11, respectively, on the coaxial cylinders 6, 7 and 9.

У положенні коаксіальних циліндрів, зображеному на Фіг. 2: поздовжні прорізи 12 перебувають проти поздовжніх прорізів 10; поздовжні прорізи 13 перебувають проти поздовжніх прорізів 11; поздовжні виступи 15 перебувають проти поздовжніх виступів 14, утворюючи радіальний зазор 18; поздовжні виступи 16 перебувають проти поздовжніх виступів 17, утворюючи радіальний зазор 19.In the position of the coaxial cylinders shown in Fig. 2: the longitudinal slots 12 are against the longitudinal slots 10; longitudinal slots 13 are against longitudinal slots 11; longitudinal protrusions 15 are against longitudinal protrusions 14, forming a radial gap 18; longitudinal protrusions 16 are against longitudinal protrusions 17, forming a radial gap 19.

Роторний диск З установлений на валу електродвигуна 20, розміщеному на рамі 21. 70 Позицією 22 позначене ущільнення.The rotor disk Z is installed on the shaft of the electric motor 20, which is placed on the frame 21. 70 Position 22 is marked with a seal.

Позицією 23 позначена порожнина між статорним 2 і роторним З дисками.Position 23 indicates the cavity between the stator 2 and the rotor Z disks.

Роторно-пульсаційний апарат працює в такий спосіб. За допомогою електродвигуна 20 приводять в обертання роторний диск 3, після чого через патрубок 4 підведення суміш під тиском подають у порожнину 23.The rotary-pulsation apparatus works in the following way. With the help of an electric motor 20, the rotor disk 3 is rotated, after which the mixture is fed into the cavity 23 under pressure through the inlet pipe 4.

Під дією тиску й виникаючої при обертанні роторного диска З відцентрові сили суміш перетікає від осі до /5 периферії статорного диска 2 і роторного диска 3. При цьому суміш рухається по лабіринту між коаксіальними циліндрами статорного й роторного дисків. У положенні роторного диска З відносно статорного диска 2, у якому поздовжні прорізи 13 роторного диска З перебувають проти поздовжніх прорізів 11 статорного диска 2, а поздовжні прорізи 12 проти поздовжніх прорізів 10, швидкість руху суміші в прорізах мінімальна, а швидкість руху суміші в радіальних зазорах 18 і 19 максимальна. При повороті роторного диска З відносно статорного диска 2 у положення, при якому поздовжні виступи 15 і 16 роторного диска З розташовуються проти поздовжніх прорізів 10 ії 11 статорного диска 2 відповідно, швидкість руху суміші стає по величині середньою між швидкістю її руху в розташованих один проти одного поздовжніх прорізів роторного і статорного дисків і швидкістю руху суміші в радіальних зазорах 18 і 19. При повороті роторного диска З на один крок, тобто на кут між осями двох його сусідніх поздовжніх прорізів, роторний диск З відносно статорного диска 2 знову стає в об положення, зображене на Фіг. 2. При цьому швидкість руху суміші в розташованих один проти одного поздовжніх прорізів роторного й статорного дисків зменшується, а швидкість руху суміші в радіальних зазорах 18 і 19 т збільшується.Under the action of pressure and the centrifugal force arising during the rotation of the rotor disk Z, the mixture flows from the axis to the /5 periphery of the stator disk 2 and the rotor disk 3. At the same time, the mixture moves along the labyrinth between the coaxial cylinders of the stator and rotor disks. In the position of the rotor disk Z relative to the stator disk 2, in which the longitudinal slots 13 of the rotor disk C are against the longitudinal slots 11 of the stator disk 2, and the longitudinal slots 12 against the longitudinal slots 10, the speed of movement of the mixture in the slots is minimal, and the speed of movement of the mixture in the radial gaps 18 and 19 maximum. When rotating the rotor disk Z relative to the stator disk 2 to the position in which the longitudinal protrusions 15 and 16 of the rotor disk Z are located against the longitudinal slots 10 and 11 of the stator disk 2, respectively, the speed of the mixture becomes the average between the speed of its movement in the positions opposite each other longitudinal slots of the rotor and stator discs and the speed of movement of the mixture in the radial gaps 18 and 19. When rotating the rotor disc Z by one step, that is, by the angle between the axes of its two adjacent longitudinal slots, the rotor disc Z relative to the stator disc 2 again becomes in the opposite position, shown in Fig. 2. At the same time, the speed of movement of the mixture in the opposite longitudinal slots of the rotor and stator disks decreases, and the speed of movement of the mixture in the radial gaps 18 and 19 t increases.

Крім того, при русі суміші по лабіринту між коаксіаальними циліндрами роторного й статорного дисків швидкість руху суміші міняється не тільки по величині, але й по напрямку. Ге зо Таким чином, швидкість руху суміші пульсує не тільки по величині, але й по напрямку. Це приводить до інтенсивної гідродинамічної кавітації. іIn addition, when the mixture moves along the labyrinth between the coaxial cylinders of the rotor and stator discs, the speed of the mixture changes not only in magnitude, but also in direction. Thus, the speed of movement of the mixture pulsates not only in magnitude, but also in direction. This leads to intense hydrodynamic cavitation. and

Оброблена суміш через патрубок 5 відводу суміші відводиться з роторно-пульсаційного апарата. «гThe treated mixture is removed from the rotary-pulsation device through the nozzle 5 of the mixture outlet. "Mr

Завдяки тому що суміш рухається по лабіринту між коаксіальними циліндрами роторного й статорного дисків, тобто по більш довгому шляху, чим у прототипі, збільшується час впливу на неї гідродинамічної кавітації. --Due to the fact that the mixture moves along the labyrinth between the coaxial cylinders of the rotor and stator disks, that is, along a longer path than in the prototype, the time of hydrodynamic cavitation on it increases. --

Таким чином, у заявленому як корисна модель роторно-пульсаційному апараті в порівнянні із прототипом с виникає більше інтенсивна гідродинамічна кавітація й збільшується час впливу її на суміш, що суттєво підвищує ефективність змішування, емульгування, гомогенізації й диспергування сумішей.Thus, in the rotor-pulsation apparatus declared as a useful model, in comparison with the prototype c, more intense hydrodynamic cavitation occurs and the time of its influence on the mixture increases, which significantly increases the efficiency of mixing, emulsification, homogenization and dispersion of mixtures.

Розроблено конструкторську документацію роторно-пульсаційного апарата, виготовлений і випробуваний дослідний зразок. « - сThe design documentation of the rotary-pulsation apparatus was developed, the prototype was manufactured and tested. " - with

Claims

The formula of the invention is a rotor-pulsation apparatus containing stator and rotor disks installed in the housing and nozzles for supply and discharge of the mixture, which is distinguished by the fact that it is equipped with one or more coaxial cylinders installed on the stator and rotor disks on each, while the coaxial cylinders of the rotor disk are placed between the coaxial cylinders of the stator disk with radial gaps between them, and - on the side cylindrical surfaces of the coaxial cylinders of the rotor and stator disks facing each other, longitudinal slots are made. at 50 42)

p. 60 b5