RU168716U1

RU168716U1 - Вертикальный диспергатор-восстановитель

Info

Publication number: RU168716U1
Application number: RU2016118180U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Пономарев; Борис Владимирович Ратинов; Дмитрий Павлович Иванцов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие экспериментальный завод "Молмаш"; Анатолий Васильевич Пономарев; Борис Владимирович Ратинов; Дмитрий Павлович Иванцов
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Вертикальный диспергатор-восстановительРефератПолезная модель предназначена для перемешивания, смешивания, растворения, диспергирования, эмульгирования веществ в жидких фазах. Вертикальный диспергатор-восстановитель содержит электродвигатель, установленный совместно с основанием на столе, на вал которого насажен вал агрегата диспергирующего, на корпус с уплотнительным кольцом установлена камера с напорным патрубком, камераоборудована двойным сильфонным торцевым уплотнением, с водяным охлаждением, которое подводится через нижний и уходит из камеры через верхний штуцеры, на вал агрегата диспергирующего посажены на шпонке ротор и крыльчатка, на камеру с уплотнительным кольцом установлен статор, колесо посажено на валу агрегата диспергирующего и весь пакет: основание, колесо и крыльчатка, стянут гайкой, в шпоночное соединение установлены уплотнительные кольца, камера с уплотнительным кольцом закреплена на статоре с помощью трех шпилек гайками, камере имеется патрубок, посредством которого агрегат соединяется с рабочей емкостью или линией подачи продукта, на камеру с уплотнительным кольцом закреплена крышка, имеющая патрубок для загрузки сухих продуктов, на котором установлена заслонка прямая с воронкой; причем устройство имеет три секции смешивания: первая секция образована крышкой и камерой, снабжена патрубками загрузки сухого продукта и жидкости; вторая секция представляет собой высокоскоростной миксер и образована корпусом статора и колесом; третья секция состоит из крыльчатки, ротора и статора, на которых выполнено по три ряда зубьев, размещенных на чередующихся концентрических окружностях.

Description

B01F 7/28

B01F 3/12

Вертикальный диспергатор-восстановитель

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель предназначена для перемешивания, смешивания, растворения, диспергирования, эмульгирования веществ в жидких фазах. Восстановитель может быть использован в технологических линиях на предприятиях пищевой промышленности: на молочных, маслосыродельных заводах, на фабриках производства мороженного, а также в других отраслях промышленности, где обрабатываются гетерогенные системы с жидкой сплошной фазой.

Уровень техники

Известен роторный смеситель-диспергатор (патент РФ №2174865 на изобретение, кл. МПК B01F7/28, опубл. 20.10.2001), содержащий рабочий орган, состоящий из концентрично установленных ротора и статора, при этом вертикальный вал ротора кинематически связан с приводом вращения, а также загрузочный и выгрузочный патрубки, согласно изобретению на станине размещены емкость и привод вращения, а рабочий орган установлен в корпусе, состоящем из верхней, средней и нижней частей, при этом средняя часть корпуса выполнена в виде улитки с выгрузочным патрубком, соединенным с трубопроводом, верхний конец которого расположен над емкостью с выходным отверстием, которое соединено через отвод, имеющий перепускной кран, с загрузочным патрубком верхней части корпуса, а в рабочем органе статор жестко установлен в пазах верхней и средней частей корпуса, причем ротор выполнен сборным и содержит кольцо и фланец, жестко соединенный с вертикальным валом, при этом кольцо и фланец жестко соединены совочкообразными лопатками, равноотстоящими друг от друга и расположенными по наружному диаметру ротора, а статор выполнен в виде второго кольца с прорезями, размещенными на равном расстоянии друг от друга по всей его окружности, при этом перемычки между прорезями служат отбойными лопатками и имеют криволинейную форму боковых поверхностей, а верхняя и нижняя поверхности второго кольца выполнены с выступами трапецеидальной формы.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции устройства, а также недостаточная эффективность диспергирования.

Известен диспергатор (патент РФ №31991 на полезную модель, кл. МПК B01F7/00, F04D1/00, опубл. 10.09.2003), содержащий корпус, внутри которого расположены ротор и статор со щелями, имеющими криволинейные поверхности стенок, щели ротора выполнены сужающимися в сторону статора, а щели статора - расширяющимися в сторону корпуса, причем каждая щель статора имеет стенки с вогнутой поверхностью, отличающийся тем, что каждая щель ротора имеет одну стенку с выпуклой поверхностью и другую стенку с вогнутой поверхностью.

Недостатком вышеописанного диспергатора является недостаточная степень эффективности технологического процесса.

Раскрытие полезной модели

Задача полезной модели - создание простого и надежного устройства, позволяющего проводить технологические процессы с высокой степенью эффективности и получать однородный высокодисперсный продукт.

Техническим результатом является повышение эффективности перемешивания, смешивания, растворения, диспергирования, эмульгирования веществ в жидких фазах.

Указанный технический результат достигается тем, что вертикальный диспергатор-восстановитель содержит электродвигатель, установленный совместно с основанием на столе, на вал которого насажен вал агрегата диспергирующего, на корпус с уплотнительным кольцом установлена камера с напорным патрубком, камераоборудована двойным сильфонным торцевым уплотнением, с водяным охлаждением, которое подводится через нижний и уходит из камеры через верхний штуцеры, на вал агрегата диспергирующего посажены на шпонке ротор и крыльчатка, на камеру с уплотнительным кольцом установлен статор, колесо посажено на валу агрегата диспергирующего и весь пакет: основание, колесо и крыльчатка, стянут гайкой, в шпоночное соединение установлены уплотнительные кольца, камера с уплотнительным кольцом закреплена на статоре с помощью трех шпилек гайками, камере имеется патрубок, посредством которого агрегат соединяется с рабочей емкостью или линией подачи продукта, на камеру с уплотнительным кольцом закреплена крышка, имеющая патрубок для загрузки сухих продуктов, на котором установлена заслонка прямая с воронкой; причем устройство имеет три секции смешивания: первая секция образована крышкой и камерой, снабжена патрубками загрузки сухого продукта и жидкости; вторая секция представляет собой высокоскоростной миксер и образована корпусом статора и колесом; третья секция состоит из крыльчатки, ротора и статора, на которых выполнено по три ряда зубьев, размещенных на чередующихся концентрических окружностях.

Диспергатор–восстановитель является устройством, создающим акустические колебания в жидкой проточной среде, и предназначен:

- для высокоэффективного перемешивания жидких сред;

- смешивания сухих компонентов в жидкостях с получением однородных многокомпонентных смесей различной вязкости;

- растворения сухих пищевых компонентов (сухие молочные продукты, сахар, белок и т. д.);

- эмульгирования животных и растительных жиров с получением стойких гомогенизированных эмульсий;

- диспергирования нерастворимого пищевого сырья (творог, какао порошок и т. п.) с получением стойких эмульсий;

- интенсификации процессов тепло и массообмена (проведения реакций в гетерогенных системах, экстрагирования и других физико-химических процессов).

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена конструктивная схема общего вида вертикального диспергатора-восстановителя.

На фиг. 2 представлены детальные изображения поперечных разрезов по сечениям: а) А-А, б) Б-Б, в) В-В, г) Г-Г, отмеченных на общем виде диспергатора.

На фиг. 3 представлено увеличенное изображение вида Д, отмеченного на общем виде диспергатора.

На фигурах обозначены: крышка 1, камера 2, корпус 3, основание 4, колесо 5, крыльчатка 6, статор 7, стол 8 с регулируемыми опорами, воронка 9, ротор 10, вал 11, гайка 12, торцевое уплотнение 13, кольца уплотнительные 14-18, заслонка прямая 19, электродвигатель 20, шпилька 21, напорный патрубок 22, верхний 23 и нижний 24 штуцеры.

Осуществление полезной модели

Вертикальный диспергатор-восстановитель состоит из следующих основных частей: крышки 1, камеры 2, корпуса 3, основания 4, колеса 5, крыльчатки 6, статора 7, ротора 10, вала 11, двойного торцевого уплотнения 13, колец уплотнительных 14-18, стола 8 с регулируемыми опорами, воронки 9, заслонки прямой 19, электродвигателя 20.

Электродвигатель 20 установлен совместно с основанием 4 на столе 8 и закреплен. На вал электродвигателя 20 насажен вал 11 агрегата диспергирующего. На корпус 3 с уплотнительным кольцом 17 установлена камера 2 с напорным патрубком 21 с диаметром 50 мм. Для предотвращения утечек рабочих жидкостей камера 2 оборудована двойным сильфонным торцевым уплотнением 13 (например, фирмы «JOHN CRANE» марки 0400/Т2100/S/AR1C1/М). Охлаждение уплотнений 13 водяное; вода подводится через нижний 24 и уходит из камеры через верхний 23 штуцеры (G1/2”). На вал 11 агрегата диспергирующего посажены на шпонке ротор 10 и крыльчатка 6. На камеру 2 с уплотнительным кольцом 17 установлен статор 7. Колесо 5 посажено на валу 11 агрегата диспергирующего и весь пакет (поз. 4, 6 и 5) стянут гайкой 12. Для предотвращения попадания продукта в шпоночное соединение установлены уплотнительные кольца 14 и 15. Камера 2 с уплотнительным кольцом 17 закреплена на статоре 7 с помощью трех шпилек 21 гайками. В камере 2 имеется патрубок диаметром 50 мм, посредством которого агрегат соединяется с рабочей емкостью или линией подачи продукта. На камеру 2 с уплотнительным кольцом 16 закреплена крышка 1, имеющая патрубок диаметром 80 мм для загрузки порошка (сухих молочных продуктов). На патрубке диаметром 80 мм установлена заслонка прямая с воронкой 9.

Принципиально устройство диспергатора-восстановителя состоит из трех секций смешивания.

Первая секция образована крышкой 1 и камерой 2, снабжена патрубками загрузки порошка и жидкости (воды). В трубе-диффузоре жидкие и сухие ингредиенты подаются раздельно до тех пор, пока они не достигнут лопастей колеса 5.

Вторая секция смешивания представляет собой высокоскоростной миксер и образована корпусом статора 7 и колесом 5. Во второй секции начинается процесс смешивания (растворения). Вода и порошок отбрасываются лопатками колеса к стенкам корпуса, где изменяют направление и движутся снизу шайбы к центральному отверстию. Далее продукт подхватывается лопатками крыльчатки 6 и направляется на лопасти ротора диспергирующего колеса.

Третья секция смешивания состоит из крыльчатки 6, ротора 10 и статора 7. Рабочими органами диспергатора являются ротор 10 и статор 7, на которых выполнено по три ряда зубьев. Зубчатые элементы ротора 10 и статора 7, размещены на чередующихся концентрических окружностях. При вращении ротора продукт под действием центробежной силы продавливается через периодически совмещающиеся и перекрывающиеся каналы ротора 10 и статора 7.

Продукт подвергается обработке за счет следующих форм воздействия: взаимодействие частиц с потоком жидкости и друг с другом, соударение с вращающимися и неподвижными элементами ротора 10 и статора 7.

Геометрические размеры каналов, их количество, расположение их относительно друг друга в сочетании со скоростью вращения ротора и возникающих при этом центробежных сил, создают условия получения в нестационарно текущей жидкости прямого гидравлического удара, способствующего усилению акустических колебаний в герметичных полостях ротора, зазоре между ротором и статором и камере озвучивания. Кроме того при такой организации течения продукта интенсифицируются кавитационные процессы, т.е. происходит разрыв сплошности продукта на множество отдельных потоков и образование в нем полостей, или кавитационных пузырьков, заполненных смесью газа и пара. Поэтому после такой обработки продукт принимает вид однородной высокодисперсной эмульсии.

Все детали, соприкасающиеся с продуктом, изготовлены из стали, допущенной для контакта с пищевыми продуктами Минздравом РФ (например, стали марки 12Х18Н10Т).

Таким образом, в результате реализации заявленного устройства обеспечивается повышение эффективности технологических процессов диспергирования и эмульгирования веществ в жидких фазах.

Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».

Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного устройства для перемешивания, смешивания, растворения, диспергирования, эмульгирования веществ в жидких фазах, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Claims

Вертикальный диспергатор-восстановитель, содержащий электродвигатель, установленный совместно с основанием на столе, на вал которого насажен вал агрегата диспергирующего, на корпус с уплотнительным кольцом установлена камера с напорным патрубком, камера оборудована двойным сильфонным торцевым уплотнением, с водяным охлаждением, которое подводится через нижний и уходит из камеры через верхний штуцеры, на вал агрегата диспергирующего посажены на шпонке ротор и крыльчатка, на камеру с уплотнительным кольцом установлен статор, колесо посажено на валу агрегата диспергирующего и весь пакет: основание, колесо и крыльчатка, стянут гайкой, в шпоночное соединение установлены уплотнительные кольца, камера с уплотнительным кольцом закреплена на статоре с помощью трех шпилек гайками, в камере имеется патрубок, посредством которого агрегат соединяется с рабочей емкостью или линией подачи продукта, на камеру с уплотнительным кольцом закреплена крышка, имеющая патрубок для загрузки сухих продуктов, на котором установлена заслонка прямая с воронкой; причем устройство имеет три секции смешивания: первая секция образована крышкой и камерой, снабжена патрубками загрузки сухого продукта и жидкости; вторая секция представляет собой высокоскоростной миксер и образована корпусом статора и колесом; третья секция состоит из крыльчатки, ротора и статора, на которых выполнено по три ряда зубьев, размещенных на чередующихся концентрических окружностях.