Результат интеллектуальной деятельности: ДИСПЕРГАТОР-СМЕСИТЕЛЬ

Изобретение относится к оборудованию химической, фармацевтической, промышленности строительных материалов и других отраслей промышленности, где необходимо получать однородные тонкодисперсные смеси.

Известен центробежный распылитель (Авторское свидетельство СССР №541507, 1974), содержащий приемную камеру с патрубками подвода исходных компонентов, радиальные рабочие цилиндрические камеры, снабженные приводом вращательного движения. К недостаткам данного центробежного распылителя следует отнести то, что с его использованием затруднительно получить качественные дисперсии и эмульсии.

Известно устройство для смешивания жидкостей (Авторское свидетельство СССР №1256778, 1986), содержащее приемную камеру с патрубками подвода исходных компонентов, концентрично размещенные друг за другом рабочие цилиндрические камеры, соединенные между собой, наружные стенки камер выполнены неподвижными, а внутренние установлены с возможностью вращения вокруг оси симметрии и снабжены приводом вращательного движения. К недостаткам данного устройства следует отнести то, что процесс смешения осуществляется только под действием силы тяжести и центробежных сил инерции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является диспергатор (Авторское свидетельство СССР №575122, 1977), прототип, содержащий приемную камеру с патрубками подвода исходных компонентов, концентрично размещенные рабочие цилиндрические камеры, соединенные между собой и снабженные приводом переносного и относительного вращательных движений вокруг пересекающихся осей. Основным недостатком данного диспергатора является то, что его неэффективно применять без использования мелющих тел.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, интенсификация процессов диспергирования и смешения систем жидкость - твердое и жидкость - жидкость.

Указанная задача достигается тем, что рабочие камеры размещены концентрично друг в друге, внутренние стенки камер жестко соединены с приемной камерой, а внешние стенки камер установлены с возможностью вращения вокруг осей относительного движения.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого диспергатора-смесителя.

Диспергатор-смеситель содержит приемную камеру 1 с патрубками 2, 3 подвода исходных компонентов, концентрично размещенные рабочие цилиндрические камеры 4, 5, соединенные между собой кольцевым перетоком 6 и снабженные приводом 7 переносного вращательного движения и приводом 8 относительного вращательного движения, выполненным с помощью зубчатой или фрикционной передачи. Внутренние стенки 9, 10 камер 4, 5 жестко соединены с приемной камерой 1, а внешние стенки 11, 12 камер установлены в подшипниковых узлах 13 с возможностью вращения вокруг горизонтальных осей относительного движения. Приемная камера 1 смонтирована с помощью подшипникового узла 14 на днище 15 цилиндрического корпуса 16. Внутри корпуса 16 размещен приемник 17 с патрубком 18 вывода смеси. Патрубки 2, 3 смонтированы на крышке 19 корпуса 16. Внутренняя стенка 9 между камерой 1 и конусным распределителем 20 выполнена перфорированной 21. В случае необходимости в кольцевом перетоке 6 могут быть установлены направляющие лопасти для обеспечения надежности транспортирования смеси из камеры 4 в камеру 5.

Диспергатор-смеситель работает следующим образом.

Подлежащие диспергированию или смешению компоненты подаются через патрубки 2 и 3 в приемную камеру 1. При вращении камеры 1 вокруг вертикальной оси с помощью привода вращательного движения 7 подлежащие диспергированию или смешению компоненты действием центробежных сил инерции поступают через перфорации 21 в рабочую цилиндрическую камеру 4. В камере 4 внутренняя стенка 9 участвует во вращательном движении, внешняя стенка 11 - в сферическом движении, то есть наружная стенка 11 вращается относительно внутренней стенки 9. При таком движении стенок в камере 4 происходит интенсивное перемешивание и диспергирование компонентов под действием сил тяжести, центробежных и кориолисовых сил инерции. Далее через кольцевой переток 6 смесь подается в камеру 5, в которой воздействие на смесь аналогично процессам в камере 4, и через патрубки 22 выводится в приемник смеси 17. Из приемника 17 смесь выгружают по мере необходимости через патрубок 18.

Указанные преимущества предлагаемого диспергатора-смесителя, по сравнению с известными, обеспечиваются новой совокупностью конструктивных элементов.

Концентричное размещение рабочих камер друг в друге позволяет значительно уменьшить габаритные размеры диспергатора-смесителя.

Жесткое соединение внутренних стенок камер с приемной камерой, а внешних стенок камер с возможностью вращения вокруг осей относительного движения обеспечивает разный характер их абсолютного и относительного движений, что является основой активного силового воздействия на подлежащие перемешиванию и диспергированию эмульсии или дисперсии. Это обусловлено тем, что жидкая смесь в процессе переработки движется в кольцевых каналах, образованных вращающимися в противоположных направлениях стенками, рабочих цилиндрических камер под действием сил тяжести, центробежных и кориолисовых сил инерции, которые обеспечивают активное осевое и радиальное перемешивание в турбулентном режиме с образованием спиральных вихрей.

Применение предлагаемого устройства позволит интенсифицировать процессы диспергирования и смешения систем жидкость - твердое и жидкость - жидкость.