Двухрежимный кавитационный измельчитель-диспергатор

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(72) Авторы Червяков Александр Викторович Крупенин Павел Юрьевич Червякова Евгения Александровна(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научнопроизводственное предприятие Белама Плюс(57) 1. Двухрежимный кавитационный измельчитель-диспергатор, содержащий корпус,внутри которого концентрично установлены ротор с радиальными каналами в виде сопл и статор с расширяющимися радиальными каналами, отличающийся тем, что статор выполнен в виде двух соосно установленных цилиндров, при этом внутренний цилиндр имеет чередующиеся открытые и разделенные, как минимум, одной перегородкой радиальные щели. 68732010.12.30 2. Двухрежимный кавитационный измельчитель-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что наружный цилиндр имеет возможность поворота вокруг собственной оси с фиксацией в положениях, при которых его каналы располагаются напротив каналов внутреннего цилиндра статора. 3. Двухрежимный кавитационный измельчитель-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что количество каналов в наружном цилиндре статора в два раза меньше количества щелей во внутреннем цилиндре статора.(56) 1. А.с. СССР 1546121, МПК 01 7/28, В 06 В 1/20, 1990. 2. А.с. СССР 1724343, МПК В 01 7/28, 1992. Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для приготовления жидких кормовых смесей. Известен роторный аппарат, содержащий корпус с выходным и входным патрубками. В корпусе концентрично установлены цилиндрические ротор и статор с отверстиями в боковых стенках, причем последний имеет канавки на внутренней поверхности боковой стенки. Отверстия ротора и статора смещены относительно друг друга, а канавки в статоре совпадают с его отверстиями и имеют длину, равную смещению отверстий ротора и статора. Ротор имеет рифления на наружной боковой стенке 1. Недостатком устройства является низкая интенсивность кавитационного воздействия на обрабатываемую среду за счет высокого гидравлического сопротивления каналов статора. Наиболее близким к предлагаемому устройству и принятым в качестве прототипа является роторный аппарат гидроударного действия 2. Указанное устройство имеет корпус с входным и выходным патрубками. В корпусе концентрично установлены ротор и статор, в боковых стенках которых имеются щели(каналы), выполненные в роторе в виде дозвуковых сопл, наклоненных против направления вращения. Щели (каналы) статора выполнены расширяющимися в сторону корпуса и имеют вогнутые поверхности. Недостатком указанного устройства является плохое качество измельчения крупных частиц обрабатываемой среды вследствие того, что значительная их часть проходит через каналы ротора и статора, не подвергаясь механическому воздействию. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества измельчения,диспергирования, экстрагирования повышение производительности оборудования и, как следствие, качества жидких кормов. Поставленная задача решается за счет использования различных режимов работы,имеющих преимущественно гидромеханическое или кавитационное воздействие на обрабатываемую среду, в заявляемом устройстве, содержащем корпус, внутри которого концентрично расположены ротор с радиальными каналами, выполненными в виде сопл с наклоном навстречу движению ротора, статор, состоящий из внутреннего неподвижного цилиндра с чередующимися открытыми и комбинированными, разделенными перегородкой, радиальными щелями и соосно расположенного наружного, имеющего возможность углового перемещения вокруг собственной оси с фиксацией в определенных положениях цилиндра с радиальными, расширяющимися в сторону корпуса каналами, причем количество каналов в наружном цилиндре в два раза меньше количества щелей во внутреннем цилиндре, таким образом, поворот и фиксация наружного цилиндра статора в положениях, когда его каналы совмещены с комбинированными или открытыми щелями внутреннего цилиндра статора, обеспечивает работу устройства в режимах гидромеханического или кавитационного воздействия соответственно. 2 68732010.12.30 На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого устройства на фиг. 2 - разрез - на фиг. 1 на фиг. 3 и 4 - увеличенное изображение областина фиг. 2 при работе измельчителя-диспергатора в режимах гидромеханического и кавитационного воздействия. Измельчитель-диспергатор содержит корпус 1 в форме улитки с входным 2 и выходным 3 патрубками. Внутри корпуса концентрично друг другу расположены ротор 4 и статор, состоящий из неподвижного внутреннего 5 и поворачивающегося наружного 6 цилиндров. Внутренняя поверхность корпуса 1 имеет в поперечном сечении форму витка спирали так, что зазор между нею и наружным цилиндром 6 расширяется в направлении выходного патрубка 3. В полости ротора установлены лопатки 14 для создания центробежной силы в обрабатываемом потоке, позволяющие устройству работать как самовсасывающий насос. В роторе выполнены радиальные каналы 7 в виде сопл с наклоном навстречу движению ротора, сужающихся к статору, что позволяет максимально увеличить скорость движения жидкости на выходе из них. Во внутреннем цилиндре 5 статора выполнены чередующиеся открытые 8 и комбинированные 9, разделенные перегородкой 10, радиальные щели. В наружном цилиндре 6 статора выполнены радиальные каналы 11,расширяющиеся в сторону корпуса 1, образованные вогнутыми поверхностями 12, которые размещены несимметрично относительно оси канала, что в наибольшей степени способствуют возникновению интенсивной гидродинамической и акустической кавитации. Наружный цилиндр 6 статора имеет возможность поворота на величину угла между двумя соседними щелями внутреннего цилиндра 5 статора при помощи винта 13 с фиксацией в положениях, при которых его каналы совмещаются со щелями внутреннего цилиндра статора, причем количество каналов в наружном цилиндре статора в два раза меньше, чем количество щелей во внутреннем цилиндре статора. Позиционирование каналов наружного цилиндра статора напротив открытых 8 или комбинированных 9 щелей внутреннего цилиндра статора обеспечивает изменение режимов работы устройства. Двухрежимный кавитационный измельчитель-диспергатор работает следующим образом. Обрабатываемая среда самовсасыванием по входному патрубку 2 корпуса 1 поступает в полость ротора 4, где ускоряется лопатками 14 и попадает в каналы 7 ротора в виде сопл, где ускорение достигает максимального значения. При работе устройства в режиме гидромеханического воздействия (фиг. 3) каналы 11 наружного цилиндра 6 статора расположены напротив комбинированных щелей 9 внутреннего цилиндра 5 статора и частицы материала обрабатываемой среды разрушаются при защемлении между поверхностью 15, образующей канал 7 в роторе 4, и поверхностями 16,17, образующими комбинированную щель 9 во внутреннем цилиндре 5 статора. Наличие в комбинированной щели 9 перегородки 10 позволяет создать дополнительную измельчающую поверхность 16, что интенсифицирует процесс механического измельчения. Для перевода устройства в режим кавитационного воздействия винтом 13 (фиг. 2) поворачивают наружный цилиндр 6 статора таким образом, чтобы его каналы 11 были расположены напротив открытых щелей 8 внутреннего цилиндра 5 статора (фиг. 4). При перекрытии каналов 7 ротора 4 внутренней поверхностью статора в них происходит резкое повышение давления - прямой гидроудар, а в каналах 11 статора происходит импульсное падение давления до значений, превышающих значения давления разрыва сплошности среды, что вызывает образование и увеличение в объеме кавитационных пузырьков, образующих кавитационную область. В момент совмещения каналов ротора и статора обрабатываемая среда, обладающая высокой кинетической энергией, попадает в расширяющиеся каналы статора, где происходит резкое повышение давления при падении скорости движения среды, что вызывает коллапс кавитационной области. При схлопывании кавитационные пузырьки формируют мелкомасштабные пульсации давления, ударные волны и кумулятивные струйки, совокупное действие которых интенсифицирует процессы диспергирования, растворения, гомогенизации, смешивания, эмульгирования веществ,обеспечивает уничтожение патогенной микрофлоры и разогрев обрабатываемой среды. 3 68732010.12.30 Преимущество предлагаемой полезной модели состоит в том, что приготовление кормовой смеси происходит значительно быстрее по времени и качественнее за счет применения двух режимов работы устройства. На первом этапе приготовления кормосмеси происходит интенсивное механическое измельчение ее компонентов на втором этапе за счет интенсивного кавитационного воздействия производятся диспергирование, гомогенизация, обеззараживание и разогрев кормовой смеси. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4