SU1493298A1

SU1493298A1 - Powder dispenser

Info

Publication number: SU1493298A1
Application number: SU874350078A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Александрович Сергеев; Геннадий Александрович Коврижников
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-07-15

Abstract

Изобретение относитс к оборудованию дл проведени диспергировани , эмульгировани , смешени и тому подобных процессов. Устройство включает корпус 1 с торообразной рабочей камерой 2, ротор 5 и статор 6. Корпус имеет входные 7 и выходные 10 патрубки. Ротор 5 снабжен лопаст ми 19, 20, 21 и разделительным диском 16, образующими нагнетательные каналы 18. Статор 6 выполнен S - образной формы, соединен с входными патрубками 10 и установлен с возможностью перемещени вдоль оси 23 ротора дл образовани проточной полости 17. Среда по патрубку 7 поступает в каналы 18 ротора 5 и выбрасываетс из них в торообразную камеру 2. Затем среда поступает в полость 17 и, вытека из нее, воздействует на среду, поступающую из каналов 18, в результате чего происходит интенсивна обработка среды. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.The invention relates to equipment for carrying out dispersing, emulsifying, mixing and the like. The device includes a housing 1 with a toroidal working chamber 2, a rotor 5 and a stator 6. The housing has inlet 7 and outlet 10 nozzles. The rotor 5 is provided with blades 19, 20, 21 and a separating disk 16, forming pressure channels 18. The stator 6 is S-shaped, connected to the inlet nozzles 10 and mounted rotorly along axis 23 to form a flow cavity 17. Medium The nozzle 7 enters the channels 18 of the rotor 5 and is ejected from them into the toroidal chamber 2. Then the medium enters the cavity 17 and, flowing out of it, acts on the medium coming from the channels 18, as a result of which intensive processing of the medium occurs. 1 hp f-ly, 6 ill.

Description

образующими нагнетательные каналы 18. Статор 6 вьтолнен S-образной формы, соединен с входными патрубками 10 и установлен с возможностью перемещени вдоль оси 23 ротора дл образовани проточной полости 17, Среда по патрубку 7 поступает в каналы 18 роА932984forming the discharge channels 18. The stator 6 is S-shaped, connected to the inlet nozzles 10 and mounted for movement along the rotor axis 23 to form the flow cavity 17. The medium enters the channels 7 through the nozzle 7 through the roA932984

тора 5 и выбрасываетс из них в торс- образную камеру 2. Затем среда поступает в полость 17 и, вытека из нее, воздействует на среду, поступающую из каналов 18, в результате чего происходит интенсивна обработка среды. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.torus 5 and is ejected from them into the torso-shaped chamber 2. Then the medium enters the cavity 17 and, flowing out of it, acts on the medium coming from the channels 18, as a result of which the medium is intensively processed. 1 hp f-ly, 6 ill.

Изобретение относитс к сельски- хоз йственному и тракторному машине;- строению, в частности к оборудованию по производству и использованию пестицидов и минеральных удобрений при проведении процессов диспергировани эмульгировани , смешени , растворени , гомогенизации и тому подобных физико-химических тепло-массообмен- ных процессов.The invention relates to an agricultural and tractor machine; - a structure, in particular, equipment for the production and use of pesticides and mineral fertilizers during the dispersing processes of emulsification, mixing, dissolving, homogenizing, and similar physical and chemical heat and mass transfer processes.

Изобретение может примен тьс в химической, фармацевтической, лакокрасочной , пищевой и других отрасл х промьшшенности по своему основному назначению. Изобретение может примен тьс в указанных -област х техники по новому назначению, а именно в качестве центробежного насоса, гидравлического классификатора газового компрессора, гидродинамического излучател звука и энергетического разделител воздуха на гор чий и холодный в потоки.The invention can be applied in the chemical, pharmaceutical, paintwork, food and other industries according to its basic purpose. The invention can be applied in the indicated areas of technology for a new purpose, namely, as a centrifugal pump, a hydraulic gas compressor classifier, a hydrodynamic sound emitter and an energy separator for hot and cold air into streams.

Цель изобретени - повышение долговечности и расширение области применени диспергатора.The purpose of the invention is to increase the durability and expand the scope of application of the dispersant.

На фиг. 1 схематически изображен диспергатор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - начало цикла, рабоча ткид- кость нагнетаетс лопатками ротора и поступает в торообразную камеру и под статор в проточную полость; на фиг. 4 - середина цикла, рабоча среда заполнила торообразную камеру и расклассифицировалась по тонкости дисперсного состава, тонка гомогенна фракци отводитс из торообраз- ной камеры по выходному патрубку, крупнодисперсна фракци отбрасываетс центробежными силами на повторное диспергирование; на фиг. 5 - середина цикла, гидравлический удар, движение жидкости в роторе остановилось , движение жидкости в закрученном потоке происходит с разрывом сплошности, а выходной патрубок вы- брасьгаает импульс давлени ; на фиг.6FIG. 1 schematically shows a dispersant, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; FIG. 3 shows the beginning of the cycle, the working disk is injected with rotor blades and enters the toroidal chamber and under the stator into the flow cavity; in fig. 4 - the middle of the cycle, the working medium filled the toroidal chamber and was classified according to the fineness of the dispersed composition, the thin homogeneous fraction was removed from the toroidal chamber along the outlet nozzle, the coarse fraction was rejected by the centrifugal forces to redisperse; in fig. 5 - the middle of the cycle, hydraulic shock, the movement of fluid in the rotor stopped, the movement of fluid in the swirling flow occurs with a discontinuity, and the outlet nozzle ejects a pressure pulse; figure 6

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

конец цикла, движение жидкости в закрученном потоке прекратилось, гидравлическое запирание нагнетательных каналов ротора закончилось, диспергатор готов дл нового цикла,the end of the cycle, the movement of fluid in the swirling flow has ceased, the hydraulic locking of the rotor discharge channels has ended, the dispersant is ready for a new cycle,

Диспергатор состоит из разъемного корпуса 1 с торообразной камерой 2, коллектора 3, приводного вала 4 со смонтированным на нем лопаточным ротором 5 и статора 6. Корпус 1 снабжен входным патрубком 7, воздуховодом 8 и уплотнением 9 приводного вала 4. Коллектор 3 своими выходными патрубками 10 закреплен в муфтах 11.The disperser consists of a split housing 1 with a toroidal chamber 2, a collector 3, a drive shaft 4 with a blade rotor 5 mounted on it and a stator 6. The housing 1 is equipped with an inlet 7, an air duct 8 and a seal 9 of the drive shaft 4. The collector 3 has its own outlet nozzles 10 secured in sleeves 11.

На выходных патрубках 10 смонтирован статор 6. Коллектор 3 вместе с патрубками 10 и статором 6 может герметично перемещатьс и жестко фиксироватьс относительно корпуса 1 известным способом, например с помощью уплотнитепьных колец 12 и накидных гаек 13, навинчиваемых на муфты 11.A stator 6 is mounted on the outlet nozzles 10. The collector 3 together with the nozzles 10 and the stator 6 can be hermetically moved and rigidly fixed relative to the housing 1 in a known manner, for example, using sealing rings 12 and cap nuts 13, screwed onto the couplings 11.

Статор 6 выполнен S-образным в поперечном сечении и имеет козьфек 4, отражающий поток рабочей жидкости на выход из ротора 5, и снабжен радиальными лопатками 15, тормоз щими вращение закрученного в торообразной камере 2 потока.The stator 6 is made S-shaped in cross section and has a goiter 4, reflecting the flow of working fluid to the exit from the rotor 5, and is equipped with radial blades 15 that inhibit the rotation of the flow swirled in the toroidal chamber 2.

Статор 6 монтируетс перед разделительным диском 16 ротора 5 с образованием между ними проточной полости 17 и направлеи козь1рьком 14 в сторону выхода потока из- нагнетательных каналов 18. Нагнетательные каналы 18 образованы основными 19 и дополнительными 20 и 21 лопаст ми ротора 5.The stator 6 is mounted in front of the separation disk 16 of the rotor 5 with the formation between the flow cavity 17 and the direction of the goat 14 toward the outlet of the flow of the discharge channels 18. The discharge channels 18 are formed by the main 19 and additional 20 and 21 blades of the rotor 5.

На входе в ротор 5 установлено эжекторное устройство 22, работающее на утечках рабочей среды из торообразной камеры 2 в зону уплотнени 9. Проточна полость регулируетс перемещением статора 6 вдоль оси 23 ротора 5.At the entrance to the rotor 5, an ejector device 22 is installed, working on leaks of the working medium from the toroidal chamber 2 to the sealing zone 9. The flow chamber is controlled by moving the stator 6 along the axis 23 of the rotor 5.

Коллектор 3 может соедин тьс одним или несколькими отвод щими штуцерами с потребител ми. ДиспергаторManifold 3 may be connected by one or several outlet fittings to consumers. Dispersant

имеет многофункциональное использование , т.е. помимо основного назначени - диспергировани , он может работать в различных других It has multifunctional use, i.e. In addition to its main purpose, dispersing, it can work in various other

Работа торового диспергатора по основному назначению, т.е. в режиме диспергировани , эмульгировани ,, су пендировани , смешени , гомогенизации , растворени гетерогенных сред.The operation of the tore disperser for the main purpose, i.e. in the mode of dispersing, emulsifying, suspending, mixing, homogenizing, dissolving heterogeneous media.

Рабоча среда, например, суспензи , состо ща из жидкости и порошкообразных твердых тел, подлежащих .тонкому диспергированию, поступает по входному патрубку 7 на вход в ротор (фиг.З и 6).The working medium, for example, a suspension consisting of a liquid and powdered solids to be finely dispersed, enters through the inlet nozzle 7 at the entrance to the rotor (Figs. 3 and 6).

При вращении ротора 5 его основные 19 и дополнительные лопасти 20 и 21 нагнетают суспензию в каналы 18.During the rotation of the rotor 5, its main 19 and additional blades 20 and 21 inject the suspension into the channels 18.

Площадь выходных сечений каналов 18 вьтолнена меньше площади проходных сечений ротора 5, поэтому суспензи находитс в нем под посто нным избыточным давлением и вытекает из каналов 18 Б торообразную камеру 2 с высокой скоростью и кавитацион- ным распылом струи. При этом твердые частицы с-успензии частично разрываютс внутренним избыточным давлением . Соприкаса сь со CTenKat m торо- образной камеры 2, частички твердой фазы снова разрушаютс за счет удара о стенки. Далее они закручиваютс с вытекающими стру ми суспензии в то- рообразный вихрь и поступают в проточную полость 17, а из нее одна часть - на динамический запор проходных сечений каналов 18 а друга часть поступает по выходным патрубкам 10 в коллектор 3 и из него к потребителю .The area of the output sections of channels 18 is less than the area of flow areas of the rotor 5, therefore the suspension is under it under constant overpressure and flows out of channels 18 of the B-shaped chamber 2 at high speed and with a cavitational spray of a jet. At the same time, solid C-particles are partially broken by internal overpressure. In contact with CTenKat m of the toroidal chamber 2, the particles of the solid phase are again destroyed due to impact against the walls. Then they twist with flowing out streams of suspension into a toroidal vortex and enter the flow cavity 17, and from it one part goes to the dynamic locking of passage sections of channels 18 and the other part enters through the outlet nozzles 10 to the collector 3 and from it to the consumer.

В торообразном вихревом потоке осуществл етс центробежное разделение суспензии на крупиодисперсную фракцию, отбрасываемую к периферии и на разделительный диск 16 ротора 5, и мелкодисперсную фракцию, отбираемую из-под статора 6 на выходные патрубки 10 и далее в коллектор 3. Попадающа на разделительньй диск 16 крупнодисперсна фракци вторично разрушаетс за счет больших сдвиговых напр жений, возникающих из-за разности окружных скоростей торооб- разного вихр и вращающегос ротора. Радиальные лопасти 15 статора 6 под- дерлсивают разницу окружных скоростей вихр и ротора 5 посто нной, что гарантирует посто нное качество диспергировани .In the toroidal vortex flow, the centrifugal separation of the suspension is carried out into a large dispersed fraction thrown to the periphery and onto the separator disk 16 of the rotor 5, and the fine fraction taken from the stator 6 to the outlet pipes 10 and further into the collector 3. Falling onto the separator disk 16 is large. the fraction is again destroyed due to large shear stresses due to the difference in peripheral speeds of the toroidal vortex and the rotating rotor. The radial blades 15 of the stator 6 maintain the difference in the peripheral velocities of the vortex and the rotor 5 constant, which guarantees a constant quality of dispersion.

Нагнетательные каналы 18 создают с струю со множеством центров разрыва сплошностей, т.е. со множеством ка- витационных пузьгрьков. Пузырьки быстро растут, сливаютс с другими пузырьками , скапливаютс в центре торо0 образной камеры 2 и отвод тс через воздуховод 8.Injection channels 18 create a jet with a plurality of discontinuity centers, i.e. with a multitude of cavitation puzzles. The bubbles quickly grow, merge with other bubbles, accumulate in the center of the toroidal chamber 2 and are discharged through the duct 8.

Вытекающие с высокой скоростью из нагнетательных каналов 18 кавита- ци. жные струи закручиваютс стенками18 cavitations flowing out of high speed from the discharge channels. Wall jets spin the walls

5 торообразной камеры 2 в торообразный вихрь и движутс : частично над статором 6, а частично под ним, по проточ-- ной полости 17. Движущийс по проточной полости 17 поток отражаетс ко-5 of the toroidal chamber 2 into the toroidal vortex and move: partially over the stator 6, and partially beneath it, along the flow cavity 17. The flow moving along the flow cavity 17 is reflected

0 зьгрьком 14 статора 6 на выход из каналов 18, запирает их за счет динамического напора и создает в зоне выхода струй из каналов 18 гидравлический удар. Возникающее при гидрав-0 zigrkom 14 of the stator 6 at the exit of the channels 18, locks them due to the dynamic pressure and creates in the zone of the exit of the jets from the channels 18 a hydraulic shock. Occurs with hydraulic

5 лическом ударе высокое давление осуществл ет принудительное охлопывание кавитационных пузырьков в локальной жидкостной зоне на выходе из ротора 5, т.е. осуществл ет основной про0 цесс разрушени твердых компонентов без разрушени стенок рабочих органов и создает импульсный выброс рабочей жидкости в выходной патрубок ТО, Поток, движущийс над статором 6,With a high impact stroke, a high pressure forces the cavitation bubbles to collapse in the local liquid zone at the exit of the rotor 5, i.e. performs the main process of destruction of solid components without destroying the walls of the working bodies and creates a pulsed ejection of working fluid into the outlet port TO, the Flow moving over the stator 6,

5 срываетс с козырька 14 и осуществл ет дополнительный запор струй, истекающих из каналов 18, и создает дополнительный разрушающий эффект за счет соударени струй. При запертых5 breaks from the visor 14 and provides additional blockage of the jets flowing out of the channels 18 and creates an additional destructive effect due to the impact of the jets. When locked

0 каналах 18 вращающийс в торообраз- ной камере 2 поток постепенно тер ет СБОЮ кинетическую энергию. Это происходит из-за посто нного вытеснени массы готового продукта в выходныеThe 0 channels 18 rotating in the toroid-shaped chamber 2 the stream gradually loses the KNOWLEDGE of kinetic energy. This is due to the constant displacement of the mass of the finished product on weekends.

5 патрубки 10 и снижени скорости потока из-за гидравлических потерь,5 nozzles 10 and lower flow rates due to hydraulic losses,

При этом наступает момент, когда энергии вращающегос потока становитс недостаточно дл запора каналовIn this case, a moment comes when the energy of the rotating flow becomes insufficient to close the channels.

0 18 и из них вновь выбрасываютс струи жидкости в освобожденную торообразную камеру 2. Рабочий цикл повтор етс . Настройку торового диспергатора на оптимальный или новьй режим рабо5 ты осуществл ют путем осевого перемещени выходных патрубков 10 коллекторов 3 в муфтах 11. Дл этого накидные гайки 13 ослабл ютс и положение козырька 14 относительно распыливающих насадок 18 выбираетс таким, чтобы обеспечить максимальную производительность , тонкость диспергировани , стойкость эмульсии и гомоген- ность готового продукта,18 and from them the jets of liquid are again thrown into the released toroid-shaped chamber 2. The working cycle repeats. Adjusting the tore disperser to the optimum or new mode of operation is carried out by axial movement of the outlet nozzles 10 of the collectors 3 in the couplings 11. For this, the cap nuts 13 are loosened and the position of the visor 14 relative to the spray nozzles 18 is selected so as to ensure maximum performance, dispersion fineness, the stability of the emulsion and the homogeneity of the finished product,

В настроенном положении торовый диспергатор фиксируетс путем закручивани накидных гаек 13 до отказа. При этом уплотнительные кольца 12 сжимаютс и жестко фиксируют выходные патрубки 10 от перемещени .In the set position, the tore disperser is fixed by tightening the flare nuts 13 to failure. In this case, the sealing rings 12 are compressed and the outlet pipes 10 are rigidly fixed against movement.

Диспергатор может работать в качестве центробежного насоса и компрессора . Дл этого статор 6 отво- дитс от диска 16 ротора 5 влево до упора в сменки торообразной камеры 2. При этом основные 19 и дополнительные 20 и 21 лопасти ротора 5 нагнетают рабочую среду, котора исте- кает через каналы 18 в торообразную камеру 2, заполн ет ее и удал етс через выходные патрубки 10 в коллектор 3 и далее к потребителю.The disperser can operate as a centrifugal pump and compressor. For this, the stator 6 is moved away from the disk 16 of the rotor 5 to the left up to the stop in the changes of the toroidal chamber 2. At the same time, the main 19 and additional 20 and 21 rotor blades 5 force the working medium, which flows through the channels 18 into the toroidal chamber 2, filling em it and is removed through the outlet nozzles 10 into the collector 3 and further to the consumer.

Работа торового диспергатора в качестве классификатора.Work tore disperser as a classifier.

Торовый диспергатор может работат в качестве гидравлического классификатора . Дли этого статор 6 отводитс The torus disperser can work as a hydraulic classifier. For this purpose, the stator 6 is retracted.

от диска 16 ротора 5 влево от центраfrom disc 16 of the rotor 5 to the left of the center

торообразиой камеры 2 и фиксируетс . Возд тсовод 8 выводитс до внутренних стенок торообразной камеры 2 и тагоке фиксируетс . Среда подаетс на вхоД в ротор 5, нагнетаетс основными 19 и дoпoлнитeльнымli 20 и 21 лопаст ми, выбрасываетс через каналы 18 в торо образн то камеру 2, закручиваетс ее стенками в торообразный зихрь и классифицируетс в центробежном поле. Крупна фракн 1 отбрасываетс к периферии и отбираетс через воздуховод 8 к потребителю, а мелкодисперсна фракци скапливаетс в центре и выводитс по выходным патрубкам 10 и коллектору 3 к своему потребителю.toroidal chamber 2 and is fixed. The air guide 8 is led out to the inner walls of the toroidal chamber 2 and the tagoka is fixed. The medium is fed to the inlet of the rotor 5, injected by the main 19 and additional 20 and 21 blades, ejected through the channels 18 into the torus shaped chamber 2, twisted by its walls into a toroidal zihr and is classified in a centrifugal field. The coarse fraction 1 is dropped to the periphery and taken out through the duct 8 to the consumer, and the fine fraction accumulates in the center and is discharged through the outlet nozzles 10 and the collector 3 to its consumer.

Работа торового диспергатора в качестве акустической сирены.Work tore disperser as an acoustic siren.

Торовый диспергатор может работат в качестве гидродинамического излучател звука (акустической сирены). Дл этого его настраивают на работу в качестве воздушного компрессора, а затем, перемеща статор 6 относительно ротора 5, добиваютс звукового воздействи газовых струй с отра- жающим козырьком 14.The torus disperser can operate as a hydrodynamic sound emitter (acoustic siren). To do this, it is adjusted to work as an air compressor, and then, by moving the stator 6 relative to the rotor 5, sound effect of gas jets with a reflecting visor 14 is achieved.

Работа торового диспергатора в качестве вихревого энергоразделител .Work tore disperser as a vortex energy separator.

Торовый диспергатор может работать в качестве энергетического разделител воздуха на гор чий и холодный потоки . Дл этого он настраиваетс в режим воздушного компрессора или гидродинамического излучател звука. При этом выход щие из каналов 18 воздушные струи расшир ютс и закручиваютс в торообразной камере 2 в торообразный вихрь. В торообразном вихре происходит энергетическое разделение воздуха на гор чие периферийные слои, которые отвод тс по патрубкам 10 к потребителю и холодные центральные слои, которые отвод тс по воздуховоду 8 к своему потребителю , например, во входной патрубок 7 самого диспергатора, эжектиру поток на вход в ротор 5, охлажда его и тем самым повыша напор и про- У1зводительность диспергатора.The torus disperser can work as an energy separator for hot and cold streams. For this, it is tuned to the air compressor or hydrodynamic sound emitter mode. At the same time, the air jets emerging from the channels 18 expand and twist in the toroidal chamber 2 into the toroidal vortex. In the toroidal vortex, air is divided into hot peripheral layers that are diverted through pipes 10 to the consumer and cold central layers that are diverted through the duct 8 to their consumers, for example, into the inlet 7 of the dispersant itself, ejecting the flow at the entrance to rotor 5, cooling it and thereby increasing the pressure and pro- duction of the dispersant.

Использование изобретени обеспечивает повьш1ение долговечности и расширение области применени диспергатора .The use of the invention provides increased durability and expansion of the field of application of the dispersant.

Claims

1. A disperser comprising a housing with a toroidal working chamber, having inlet and outlet nozzles, a stator and a rotor coaxial with it in the form of a disk with blades fixed on it, forming 1 m; Injection channels, characterized in that, in order to increase durability and expand the field of application of the dispersant, the rotor is equipped with a separating disk fixed on opposite sides of the blades, and the stator is made in an S-shaped cross section movable along the axis of the rotor to form a flow chamber with the latter.

2. A disperser in accordance with claim 1, wherein the rotor is provided with additional blades installed between the main ones on the periphery of the rotor disk.

Fig.Z

Put.lt

Pta. $