Диспергатор

(71) Заявитель Открытое акционерное общество МИСОМ ОП(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество МИСОМ ОП(57) Диспергатор, содержащий статор, установленный в нем на приводном валу ротор, с закрепленными на нем коаксиальными цилиндрическими кольцами, причем между ними с зазором концентрично им установлены цилиндрические кольца, закрепленные на статоре, а в цилиндрических кольцах ротора и статора выполнены окна с одинаковым угловым шагом, причем ширина перемычек между двумя соседними окнами в каждом из цилиндрических колец в сечениях, примыкающих к соседним цилиндрическим кольцам, равна ширине смежного сечения окна в соседнем цилиндрическом кольце, отличающийся тем, что задние по ходу вращения стенки окон цилиндрических колец статора выполнены под прямым углом к направлению вращения, а противоположные им стенки окон цилиндрических колец статора и ротора составляют с первыми острый угол с вершиной к периферии ротора. 4764 1 Изобретение относится к устройствам для диспергирования жидких сред и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, пищевой, лакокрасочной и некоторых других отраслях промышленности. Известно устройство для диспергирования жидких сред, содержащее корпус, размещенное в нем на приводном валу центробежное лопастное колесо с закрепленными на нем с зазором относительно друг друга цилиндрическими кольцами, в которых выполнены окна 1. Передние по ходу вращения лопастного колеса стенки окон выполнены под острым углом к направлению вращения, а противоположные им - предпочтительно под прямым углом к направлению вращения. Такая форма окон обеспечивает интенсивную обработку высокоподвижных жидкостей за счет кавитации срывного типа, формируемой на выходе из окон. Однако с повышением вязкости обрабатываемых жидкостей эффективность обработки снижается, причем тем больше,чем больше вязкость жидкости. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство, содержащее корпус, в котором на приводном валу закреплено центробежное колесо (ротор) с комплектом коаксиально установленных колец (цилиндрических или конических), между которыми с зазором концентрично им установлены кольца (цилиндрические или конические), закрепленные в корпусе (статоре) 2. Во всех кольцах выполнены окна, соотношение между которыми в разных кольцах равно целому числу. Ширина перемычек между двумя соседними окнами в каждом из цилиндрических колец в сечениях, примыкающих к соседним цилиндрическим кольцам, равна ширине смежного сечения окна в соседнем цилиндрическом кольце. При вращении колец ротора относительно колец статора происходит чередование совмещения и несовмещения окон разных колец. При этом обработка жидкости осуществляется в результате механического воздействия на струю жидкости движущихся относительно друг друга колец, разрыва струи в кольцевом зазоре и пульсаций в потоке жидкости. Недостатком известного устройства является его ограниченное применение, так как форма окон, суммарное сечение которых увеличивается от центра к периферии, затрудняет формирование кавитации, снижает интенсивность перемешивания и может быть использовано только при обработке пастовых составов. Задача, решаемая изобретением, - повышение интенсивности перемешивания и расширение номенклатуры обрабатываемых составов. Поставленная задача достигается тем, что в диспергаторе, содержащем статор, установленный в нем на приводном валу ротор, с закрепленными на нем коаксиальными цилиндрическими кольцами, между которыми с зазором концентрично им установлены цилиндрические кольца, закрепленные на статоре, причем во всех цилиндрических кольцах выполнены окна с одинаковым угловым шагом, а ширина перемычек между двумя соседними окнами, в каждом из цилиндрических колец, в сечениях, примыкающих к соседним цилиндрическим кольцам, равна ширине смежного сечения кольца в соседнем цилиндрическом кольце, задние по ходу вращения стенки окон цилиндрических колец статора выполнены под прямым углом к направлению вращения, а противоположные им стенки окон цилиндрических колец статора и ротора составляют с первыми острый угол с вершиной к периферии ротора. Выполнение в цилиндрических кольцах статора и ротора окон с одинаковым угловым шагом, причем задние по ходу вращения стенки окон колец ротора и передние по ходу вращения стенки окон колец статора,выполненные под прямым углом к направлению вращения, способствуют тому, что при совмещении окон наибольшая скорость потока жидкости достигается на выходе в зоне резкого расширения сечения канала,что приводит к возникновению кавитации и способствует обработке всего объема перекачиваемой жидкости. Кроме того, это также приводит к возникновению лобовых ударов жидкости, выходящей из узких сечений окон, и исключает появление сил, направленных против потока жидкости. Выполнение противоположных стенок окон цилиндрических колец статора и ротора под острым углом способствует снижению потерь давления в каналах, что обеспечивает повышение расхода жидкости и увеличивает производительность обработки. В результате совокупного действия кавитации, лобовых ударов, пульсации давления и гидравлических ударов в потоке жидкости, разрыва и перетирания состава повышается интенсивность диспергирования и появляется возможность обработки составов различной вязкости. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен диспергатор, поперечный разрез на фиг. 2 - продольный разрез диспергатора на фиг. 3 - фрагмент поперечного разреза диспергатора при совмещенных окнах в коаксиальных цилиндрических кольцах. Диспергатор содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками, в котором на приводном валу закреплен ротор 2 и статор 3, являющийся частью корпуса 1. На роторе 2 жестко закреплены коаксиальные цилиндрические (или конические) кольца 4, между которыми концентрично им с зазором расположены 2 4764 1 цилиндрические (конические) кольца 5, закрепленные на статоре 3. В цилиндрических кольцах 4 и 5 выполнены окна, расположенные равномерно по окружности с одинаковым угловым шагом для всех цилиндрических колец ротора 2 и статора 3. Задние по ходу вращения ротора стенки 6 окон цилиндрических колец ротора выполнены под прямым углом к направлению вращения ротора. Противоположные стенки 7 окон в цилиндрических кольцах составляют со стенками 6 острый угол с вершиной к периферии ротора. Передние по ходу вращения стенки 8 окон цилиндрических колец 5 статора выполнены под прямым углом к направлению вращения ротора, а противоположные стенки 9 составляют со стенками 8 острый угол с вершиной к периферии ротора. Окна в кольцах отделены друг от друга перемычками 10. Углы наклона стенок окон 7 и 9 выполнены таким образом, чтобы ширина 11 перемычек 10 цилиндрических колец 4 ротора 2 в сечениях,примыкающих к соседним цилиндрическим кольцам 5 статора 3, равнялась ширине 12 смежных сечений окон статора, и, наоборот, чтобы ширина 11 перемычек 10 цилиндрических колец 5 статора 3 в сечениях,примыкающих к соседним цилиндрическим кольцам 4 ротора 2, равнялась ширине 12 смежных сечений окон цилиндрических колец 4 ротора 2. При вращении ротора 2 цилиндрические кольца 4 движутся относительно цилиндрических колец 5 статора 3 и соответственно окна в цилиндрических кольцах 4 и 5 либо совмещаются (фиг. 3), образуя непрерывные каналы для прохода жидкости, либо перекрываются перемычками (фиг. 1). При этом жидкость под воздействием стенок 6 окон цилиндрических колец ротора образует поток, движущийся из всасывающего патрубка через окна в цилиндрических кольцах 5 статора и цилиндрических кольцах 4 ротора в нагнетательный патрубок. Расход жидкости достигает наибольшей величины при совмещении окон цилиндрических колец статора 5 и ротора 4 и наименьшей величины (близкой к нулю) при перекрытии окон перемычками 10. При этом, в первом случае, поток жидкости достигает наибольшей скорости на выходе из окон в зоне резкого расширения сечения канала. Это сопровождается снижением статического напора, а также снижением напора из-за потерь давления при резком расширении канала. Благодаря этому возникает кавитация. Кавитационные пузырьки выносятся потоком жидкости в зону повышенного давления и схлопываются в диспергируемой жидкости, осуществляя обработку прилегаемой к ним жидкости. Таким образом, весь объем перекачиваемой жидкости подвергается обработке. Кроме того, жидкость, вырываясь в виде струи из узких сечений окон, воспринимает плоские лобовые удары от стенок 6 и 8 окон цилиндрических колец статора и ротора. При этом эффективность этого воздействия возрастает благодаря увеличению на выходе из узкой части окна скорости потока и его сконцентрированности в узкую струю, а также благодаря благоприятному расположению наносящих удар стенок 6 и 8 окон цилиндрических колец, образующих с направлением вращения прямой угол. Наклонное расположение противоположных стенок 7 и 9 способствует снижению потерь давления в каналах, что обеспечивает повышение расхода жидкости и производительности обработки. Кроме того, расположение стенок 6 и 8 под прямым углом к направлению вращения ротора исключает появление составляющих сил, направленных против потока жидкости, что также способствует увеличению расхода жидкости через окна. При перекрытии окон перемычками 10 поток через окна прерывается, что сопровождается пульсациями давления в потоке и гидравлическими ударами, также вызывающими интенсивную обработку жидкости. Эти пульсации и гидравлические удары тем интенсивнее, чем уже сечение окон на выходе. Обработке подвергается также жидкость, вовлекаемая в зазоры между цилиндрическими кольцами 4 и 5 ротора и статора за счет разрыва струи и перетира жидкости цилиндрическими кольцами в дисперсных зазорах. Таким образом, в результате совокупного действия кавитации, лобовых ударов, пульсации давления и гидравлических ударов в потоке жидкости, разрыва и перетирания состава в дисперсных зазорах повышается интенсивность диспергирования и появляется возможность эффективной обработки составов, обладающих высокой вязкостью. Источники информации 1. А.с. СССР 1577811, МПК 01 7/26, опубл. 02.06.83. 2. А.с. СССР 127999, кл. 12 е 4.50, опубл.1960 г. (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4