Роторный диспергатор

(51) 01 7/28 (2006.01) 06 1/16 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ что в заявляемом устройстве суммарная площадь отверстий на внутреннем статоре больше суммарной площади отверстий наружного статора, что обеспечивает создание гидравлического подпора. Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве процесс диспергации идет в двух ступенях. Предлагаемое устройство обеспечивает качественное и стабильное проведение процесса диспергирования. Заявленное устройство позволяет повысить производительность труда и упростить конструкцию, имеет признаки новизны, технически осуществимо, и может быть использовано в приготовлении ЗЦМ. Кроме того, в заявленном устройстве отпадает необходимость в лопатках и дополнительного насоса для подачи смеси. Предлагаемый роторный диспергатор может применяться как в проточных условиях, так и внутри емкостей различных технологических аппаратов. Для пенящихся жидкостей попутно решается также задача снижения пенообразования в процессе обработки.(72) Курманов Аян Конлямжаевич Исинтаев Такабай Исинтайулы Рыспаев Куаныш Сабиржанович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к устройствам для диспергации, гомогенизации, измельчения и смешивания материалов. Может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности, животноводстве для приготовления искусственного молока (ЗЦМ) и других отраслях производства для получения однородной смеси. Задачей изобретения является повышение эффективности диспергации достигающееся тем, 27141 Изобретение относится к устройствам для диспергации, гомогенизации, измельчения и смешивания материалов. Может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности, животноводстве для приготовления искусственного молока (ЗЦМ) и других отраслях производства для получения однородной смеси. Известен роторно-пульсационный аппарат,содержащий привод и установленные в корпусе ротор и статор, на рабочих поверхностях которых выполнены зубчатые элементы, представляющие собой концентрично расположенные по окружности ряды, состоящие из выступов и впадин 1. Такая конструкция роторно-пульсационного аппарата позволяет осуществлять интенсивную гомогенизацию жидкости, недостатком является то,что роторно-пульсационный аппарат требует наличия дополнительно насоса для движения материала внутри аппарата. Известен роторный аппарат 2, содержащий ротор, выполненный в виде диска с радиальными лопатками и статор с набором коаксиальных цилиндров с прорезями, расположенными под острым углом по направлению вращения ротора,каждый цилиндр статора снабжен установленным с зазором относительно него дополнительным цилиндром с прорезями,причем прорези дополнительных цилиндров смещены и наклонены в противоположную сторону относительно основных цилиндров. Недостатком устройства является то, что ротор часто забивается крупными частицами, что ведет к остановке процесса диспергирования. Известно устройство Роторный диспергатор 3, который состоит из ротора, выполненного в виде диска с лопатками, образованными прорезями в цилиндре и приводимого во вращение с помощью вала, статор имеет дополнительно внешний концентрический ряд спрямляющих лопаток,охватывающий ротор снаружи, причем ширина радиальных прорезей между спрямляющими лопатками статора в несколько раз меньше их длины. Он пригоден для применения в качестве погружного инструмента внутри емкостей, т.к. обеспечивает отсутствие избыточного давления на периферии сосуда, а также постоянство режима обработки смеси и потребляемой диспергатором мощности. Кроме того, обеспечивает лучшую дисперсность обрабатываемого материала, как в проточной среде, так и в емкостях различных технологических аппаратов. Недостатком данного устройства являются сложность конструкции-наличие большого количества деталей, что снижает эксплуатационную надежность большой размер и масса увеличивают энергозатраты на процесс работы. Данное устройство является наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату(прототип). Задачей изобретения является повышение эффективности диспергации достигающееся тем,что в заявляемом устройстве суммарная площадь отверстий на внутреннем статоре больше суммарной площади отверстий наружного статора, что обеспечивает создание гидравлического подпора. Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве процесс диспергации происходит двухступенчато, с большим перепадом давления за счет гидравлического подпора. Это позволяет рассеивать образующиеся скопления жировых шариков. В каждой ступени имеется место резкого изменения сечения потока на переходе из одной ступени в другую, а следовательно, и место резкого изменения скорости. На подходе к щели скорость потока равна 0, на первой ступени равна 1, а во второй ступени 2, причем первая представляет собой величину порядка нескольких метров в секунду, а вторая - несколько сот метров в секунду. При переходе жировой капли из зоны малых скоростей в зону высоких, передние части капли включаются в поток в щели с огромной скоростью 1, вытягиваются и отрываются от нее, а оставшаяся часть, еще принадлежащая к потоку со скоростью 0, продолжает проходить через пограничное сечение и постепенно отдает свой материал вновь образованным частицам. Всасывание смеси идет за счет центробежных сил, таким образом достигается эффект гидромеханического удара - кавитации, в результате чего происходит мелкодисперсное дробление частиц жира. Общими признаками с известными в 1-3 являются наличие неподвижных статоров и вращающегося ротора. Отличительным от известного в 1-3 отсутствие лопаток и насоса. Сущность изобретения пояснена на чертежах. На фиг.1 изображена общая схема роторного диспергатора, на фиг.2 - вид разреза А-А, на фиг.3 ротор вид по стрелке Б. Роторный диспергатор представляет собой круглый корпус 1 с радиальными отверстиями 2,продолжением которого является статор, состоящий из внутреннего 3 и наружней 4 обечайек. Внутри корпуса расположен ротор 5 с отверстиями 10 и вал 6. Обечайки 3 и 4 статора содержат, соответственно,отверстия 8 и 7 на боковых поверхностях. Ротор 5 расположен между обечайками 3 и 4, для поступления материала имеются торцовые 9 отверстия. Роторный диспергатор работает следующим образом. Исходную смесь помещают в емкость (на фиг. не показана), после чего в не погружают роторный диспергатор так, чтобы уровень исходного материала был выше верхней кромки радиального отверстия 2 корпуса 1 диспергатора. Включается во вращение ротор 5, привод которого осуществляется посредством вала 6,соединнного с электродвигателем (на фиг. не показан). При вращении ротора исходная смесь всасывается через радиальные 2 и торцовые 9 всасывающие отверстия, за счет центробежных сил. При этом создаются перепады давления между вращающимся ротором 5 и неподвижными 2 внутренней 3 и наружной 4 обечайками статора,которые образуют гидроударную поверхность. Гидроударная поверхность представляет собой три цилиндрических кольца, образованных внутренним 3, наружным 4 статорами и ротором 5,расположенных концентрично и образуются в моменты перекрытия ротором 5 отверстий 8 и 7 на боковых поверхностях статоров 3 и 4. Суммарная площадь отверстий 8 на внутреннем статоре 3 больше суммарной площади отверстий 7 наружного статора 4,что обеспечивает создание гидравлического подпора. Ингредиенты исходной смеси, попадая в щель между внутренним статором 3 и ротором 5,вытягиваются и отрываются. При большей разности 1 и 0 капля расчленяется последовательным отрывом частиц без промежуточного растягивания всей капли в цилиндр или шнур. Под механическим действием потока и сил поверхностного натяжения произойдет расчленение капли на более мелкие частицы. Твердые частицы измельчаются твердыми кромками окон. При перекрытии окон происходит гидроудар, при этом частицы жира и твердые включения рассеиваются. Вторая ступень происходит между ротором 5 и наружным статором 4. При этом скорость потока увеличивается с 1 на 2 из-за разности размеров окон 7 и 10,дополнительно измельчает твердые частицы. Таким образом, предлагаемое устройство Роторный диспергатор обеспечивает качественное и стабильное проведение процесса диспергирования. Заявленное устройство позволяет повысить производительность труда и упростить конструкцию, имеет признаки новизны, технически осуществимо, и может быть использовано в приготовлении ЗЦМ. Кроме того, в заявленном устройстве отпадает необходимость в лопатках и дополнительного насоса для подачи смеси. Предлагаемый роторный диспергатор может применяться как в проточных условиях, так и внутри емкостей различных технологических аппаратов. Для пенящихся жидкостей попутно решается также задача снижения пенообразования в процессе обработки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Роторный диспергатор, состоящий из корпуса,ротора и статора, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде цилиндра с боковыми и торцевыми отверстиями. 2. Роторный диспергатор по п.1, отличающийся тем, что статор выполнен в виде концентрически расположенных цилиндров - обечаек, содержащих боковые и торцевые отверстия. 3. Роторный диспергатор по п.п. 1 и 2,отличающийся тем, что суммарная площадь отверстий на боковой поверхности внутренней обечайки статора больше суммарной площади отверстий на боковой поверхности наружной обечайки статора. 4. Роторный диспергатор по п.п. 1-3,отличающийся тем, что ротор размещен между концентрически расположенных обечаек статора.