Роторный эмульгатор – диспергатор

(51) 01 7/00 (2006.01) 06 1/16 (2006.01) 01 11/06 (2006.01) 23 1/035(2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ достигающееся тем, что внутренний и наружный статоры, а также ротор выполнены в виде усеченного кругового конуса, что обеспечивает лучшее измельчение, смешивание смеси и снижение энергозатрат. Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве процесс эмульгации ингредиентов смеси происходит за счт создания дополнительный плоскостей смешивания и измельчения и изменением градиентов скоростей, а также резания со скольжением. Предлагаемое устройство обеспечивает качественное и стабильное проведение процесса эмульгирования и диспергирования. Заявленное устройство позволяет повысить производительность труда, снизить энергозатраты и упростить конструкции. Предлагаемый роторный эмульгатордиспергатор может применяться как в проточных условиях, так и внутри мкостей различных технологических аппаратов. Для пенящихся жидкостей попутно решается также задача снижения пенообразования в процессе обработки.(72) Наметов Аскар Мырзахметович Курманов Аяп 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 эмульгации,диспергации,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. Целью изобретения является повышение эффективности эмульгации и диспергации Изобретение относится к устройствам для эмульгации,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-диспергирующий аппарат,который состоит из установленного на вращающемся валу ротора, имеющего лопатки внутри и обечайку с прорезями, а также из коаксиального ему статора, закреплнного на корпусе между роторными лопатками и роторной обечайкой, имеющего диаметральное сечение трапецеидальной формы, с прорезями 2208472. Роторно-диспергирующий аппарат МПК 017/28, 2002.05.13. Известное устройство обеспечивает размельчение ингредиентов смеси. Недостатком устройства является сложность конструкции и невозможность более тонкого измельчения ингредиентов. Известен роторный аппарат, 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 А.с. СССР 1824227. Роторный аппарат МПК В 01 7/28, 1993.06.15. По сравнению с известным 2208472. Роторно-диспергирующий аппарат МПК 017/28,2002.05.13 он позволяет более тонко измельчать ингредиенты смеси с образованием эмульсии. Недостатком устройства является то, что ротор часто забивается крупными частицами, что ведт к остановке процесса диспергирования. Известно устройство Роторно-пульсационный аппарат,который содержит 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. Патент РФ 2152819. Роторнопульсационный аппарат МПК 01 5/00, 01 7/28,2000 Указанное устройство содержит входные лопатки насоса, жстко прикреплнные к рабочей поверхности ротора, выходные лопатки насоса,являющиеся выступами последнего ряда зубчатого элемента ротора и кольцевых канавок, выполненные между рядами зубчатых элементов статора и ротора,при этом количество выходных лопаток насоса больше количества входных лопаток насоса. Такая конструкция роторно-пульсационного аппарата позволяет применять его в качестве погружного инструмента внутри емкостей, т.к. обеспечивает отсутствие избыточного давления на периферии сосуда, а также постоянство режима 2 обработки смеси и потребляемой эмульгатором мощности. Кроме того, по сравнению с известными 2208472. Роторно-диспергирующий аппарат МПК 01 7/28, 2002.05.13 и А.с. СССР 1824227. Роторный аппарат МПК В 01 7/28, 1993.06.15 он 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 наджность 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 эмульгации и диспергации достигающееся тем, что в заявляемом устройстве внутренняя обечайка и наружная обечайка статора выполнены конусообразно с рифлением, что обеспечивает измельчение смеси с разными скоростями в разных плоскостях, дополнительное резание со скольжением, измельчение рифленной поверхностью,которые позволяют снизить энергозатраты. Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве процесс эмульгации и диспергации ингредиентов смеси происходит за счт резания со скольжением,созданием дополнительных плоскостей измельчения,давлением гидроударного действия и изменением направлений градиентов скоростей смешивания. Это позволяет измельчать и смешивать ингредиенты смеси с меньшими энергозатратами. Общими признаками с известными в А.с. СССР 1824227. Роторный аппарат МПК В 01 7/28,1993.06.15 Патент РФ 2152819. Роторнопульсационный аппарат МПК 01 5/00, 01 7/28,2000 являются наличие неподвижного статора и вращающегося ротора. Отличительным от известного в А.с. СССР 1824227. Роторный аппарат МПК В 01 7/28,1993.06.15 Патент РФ 2152819. Роторнопульсационный аппарат МПК 01 5/00, 01 7/28,2000 отсутствие лопаток и насоса и то, что внутренняя и наружная обечайка статора, а также ротор выполнены конусообразно. Сущность изобретения пояснена на чертежах. На фиг.1 изображена общая схема роторного эмульгатора - диспергатора, 2 - вид разреза А-А, на фиг. 3 - ротор вид по стрелке Б. Роторный эмульгатор- диспергатор представляет собой корпус в виде усеченного кругового конуса 1 с радиальными отверстиями 2, продолжением которого является статор, состоящий из внутренней 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. Образующие поверхности статоров 3 и 4,обращенные к ротору 5, а также образующие поверхности ротора 4 имеют рифления (на фиг. не показаны) Роторный эмульгатор - диспергатор работает следующим образом. Исходную смесь помещают в мкость (на фиг. не показана), после чего в не погружают роторный эмульгатор так, чтобы уровень исходного материала был выше верхней кромки радиального отверстия 2 корпуса 1 эмульгатора. 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 внутренней 3 и наружней 4 обечайки статора, которые образуют гидроударную поверхность. Гидроударная поверхность представляет собой три цилиндрических кольца, образованных внутренней 3 и наружней 4 обечайками статора и ротора 5,расположенных концентрично и образующих в моменты перекрытия ротором 5 отверстий 8 и 7 на боковых поверхностях обечайек 3 и 4 статора. Суммарная площадь отверстий 8 на внутренней обечайке 3 статора больше суммарной площади отверстий 7 наружней обечайки 4 статора, что обеспечивает создание гидравлического подпора. Ингредиенты исходной смеси, попадая в щель между внутренней обечайкой статора 3, ротора 5 и наружней обечайкой 4 статора, вытягиваются,отрываются и измельчаются и, перемещаясь по рифленой конусной поверхности, дополнительно измельчаются и смешиваются вследствие изменения градиентов скоростей. Процесс измельчения ингредиентов может происходить при вращении ротора, как по часовой, так и против часовой стрелки. В каждой ступени имеется место резкого изменения сечения потока на переходе из одной ступени в другую и, следовательно, место резкого изменения скорости. На подходе к щели скорость потока равнаи за счет конусности окон скорость изменяется на 2 и 3. Всасывание ингредиентов смеси идт за счт центробежных сил, таким образом достигается эффект гидромеханического удара - кавитации, в результате чего происходит мелкодисперсное дробление частиц ингредиентов. Таким образом, предлагаемое устройство Роторный эмульгатор- диспергатор обеспечивает качественное и стабильное проведение процесса эмульгирования. Заявленное устройство позволяет повысить производительность труда, уменьшить энергозатраты 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 эмульгатордиспергатор может применяться как в проточных условиях, так и внутри мкостей различных технологических аппаратов. Для пенящихся жидкостей попутно решается также задача снижения пенообразования в процессе обработки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Роторный диспергатор, состоящий из круглого корпуса, ротора и статора отличающийся тем, что статор выполнен в виде концентрически расположенных усеченных конусов с боковыми прорезями. 2. Роторный эмульгатор - диспергатор по п.1 отличающийся тем, что ротор выполнен в виде усеченного конуса с прорезями. 3. Роторный эмульгатор - диспергатор по пп.1 и 2 отличающийся тем, что угол наклона образующей усеченного конуса равен или больше коэффициента динамического угла трения ингредиентов исходного сырья о материалы ротора и статора 4. Роторный эмульгатор - диспергатор по пп.1-3 отличающийся тем, что углы наклона прорезей внутреннего и наружного статоров равны или неколько превышают угол защемления ингредиентов смеси с материалами статора и ротора. 5. Роторный эмульгатор - диспергатор по пп.1-4 отличающийся тем, что поверхности статора и ротора, обращенные друг к другу снабжены рифлением. 6. Роторный эмульгатор - диспергатор по пп.1-5 отличающийся тем,что вращение ротора происходит как по часовой, так и против часовой стрелки.