Дезінтегратор

Корисна модель належить до пристроїв для перемішування, гомогенізації та диспергування дисперсної фази та мікроскопічних включень у рідких системах і може бути застосований у біотехнології, медичній, мікробіологічній, хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній, харчовій та інших галузях промисловості, наприклад для руйнування мікроорганізмів у культуральній рідині та інших біологічних об'єктів. Відомий дезінтегратор, що містить корпус з патрубками і змонтованим у ньому валом із закріпленими на ньому по його довжині відрізками дроту, об'єднаними в окремі диски, між якими на поздовжніх штирях закріплені нерухомі кільця [а. с. СРСР №1723115, МПК5 С12М1/33, заявл. 08.04.1988, опубл. 30.03.1992]. Цей дезінтегратор досить ефективний, але він забезпечує лише радіальний рух оброблюваної рідини, що не гарантує відсутності застійних зон в апараті і не забезпечує регулювання часу перебування зазначеної рідини в порожнині корпуса. Крім того, періодичний контакт відрізків дроту зі штирями призводить до поступового забруднення рідини продуктами зношування як відрізків дроту, так і штирів. Найбільш близьким за технологічною сутністю до пропонованого технічного рішення є дезінтегратор, що містить корпус з патрубками і змонтованим у його порожнині валом із закріпленими на ньому по його довжині відрізками дроту [а. с. СРСР №1779691, МПК5 С12М1/33, заявл. 28.03.1990, опубл. 07.12.1992]. На відміну від аналога, що розглянуто, цей диспергатор виключає можливість контакту елементів апарата між собою, а отже - і забруднення оброблюваної рідини продуктами зношування елементів апарата. Проте конструкція цього дезінтегратора також забезпечує лише інтенсивний радіальний рух рідини (осьовий рух має бути забезпечений окремим насосом), що не гарантує відсутності застійних зон в апараті і не забезпечує регулювання часу перебування оброблюваної рідини в порожнині корпуса. Крім того, необхідність витрачання додаткової енергії на прокачування рідини крізь апарат збільшує енергоємність дезінтегратора. В основу корисної моделі покладено задачу вдосконалити дезінтегратор, у якому нове розташування відрізків дроту на валу забезпечує гарантований осьовий рух оброблюваного середовища (культуральної рідини) при зменшенні споживання енергії та ефективному обробленні зазначеного середовища, а також дозволяє регулювати час оброблення рідини в апараті. Поставлена задача вирішується тим, що в дезінтеграторі, що містить корпус з патрубками і змонтованим у його порожнині валом із закріпленими на ньому по його довжині відрізками дроту, згідно з пропонованою корисною моделлю новим є те, що відрізки дроту закріплені на валу з утворенням просторової спіралі. У найприйнятніших прикладах виконання дезінтегратора спіраль може бути виконана зі змінним кроком витків; дезінтегратор може містити додатковий вал, розташований паралельно основному, із закріпленими на ньому по його довжині відрізками дроту з утворенням просторової спіралі; спіралі обох валів можуть бути виконані односпрямованими або різноспрямованими; спіраль щонайменше одного вала може бути виконана переривчастою, а в місцях її розриву на корпусі встановлені штирі, заглиблені в порожнину вала; відрізки дроту можуть бути виконані періодичного профілю. Закріпленням відрізків дроту на валу з утворенням просторової спіралі крім інтенсивного оброблення середовища (культуральної рідини) під час обертання вала забезпечується її рух вздовж порожнини корпуса зі швидкістю, яка залежить від напрямку, частоти обертання вала та кроку витків спіралі. Таким чином забезпечується регулювання часу перебування рідини в дезінтеграторі та заощадження енергії (просторова спіраль, яка обертається разом з валом, не тільки руйнує мікроорганізми та інші біологічні об'єкти, а й транспортує оброблюване середовище вздовж корпуса дезінтегратора). Виконання спіралі зі змінним кроком витків забезпечує нерівномірну інтенсивність оброблення середовища під час проходження ним порожнини корпуса, що підвищує е фективність роботи дезінтегратора в цілому; наявність додаткового вала, аналогічного основному, значно підвищує ефективність апарата не тільки за рахунок просто механічного збільшення роторів, а й за рахунок принципової зміни гідродинаміки середовища в апараті. Виконання спіралей обох валів односпрямованими сприяє дуже інтенсивному руйнуванню мікроорганізмів в області між спіралями, а виконання спіралей різноспрямованими при інтенсивному обробленні середовища забезпечує надійне транспортування середовища вздовж корпуса. Виконання спіралі щонайменше одного вала переривчастою і встановлення в місцях її розриву на корпусі штирів, заглиблених у порожнину вала, суттєво інтенсифікує процес руйнування мікроорганізмів у культуральній рідині. Виготовлення же відрізків дроту періодичного профілю ще більш інтенсифікує оброблення середовища за рахунок зміни гідродинаміки навіть поблизу окремого відрізка дроту. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображено: на фіг.1 - поздовжній розріз дезінтегратора, приклад виконання з одним валом; на фіг.2 - виносний А елемент на фіг.1; на фіг.3 - поздовжній розріз дезінтегратора, приклад виконання з двома односпрямованими валами; на фіг.4 - розріз по Б-Б на фіг.3; на фіг.5 поздовжній розріз дезінтегратора, приклад виконання з двома різноспрямованими валами; на фіг.6 - розріз по В-В на фіг.5; на фіг.7 - загальний вигляд відрізка дроту періодичного профілю. Дезінтегратор містить корпус 1 з патрубками входу 2 і ви ходу 3 оброблюваного середовища і змонтованим у його порожнині 4 валом 5 із закріпленими на ньому по його довжині відрізками дроту 6 з утворенням просторової спіралі 7 (фіг.1, 2). Спіраль 7 може бути виконана зі змінним кроком t витків (див. фіг.1). Дезінтегратор може містити додатковий вал 8, розташований паралельно основному валу 5, із закріпленими на ньому по його довжині відрізками дроту 6, закріпленими на ньому з утворенням просторової спіралі 7, при цьому спіралі 7 обох валів 5 і 8 виконані одно- або різноспрямованими (фіг.3-6). При цьому спіраль 7 щонайменше одного вала 5 або 8 може бути виконана переривчастою, а в місцях її розриву 9 на корпусі 1 встановлені штирі 10, заглиблені в порожнину 4 корпуса 1. Відрізки дроту 6 також можуть бути виконані періодичного профілю (фіг.7). Дезінтегратор працює в такий спосіб. Оброблюване середовище, наприклад культуральна рідина, надходить у патрубок 2. За рахунок обертової спіралі 7 вала 5 (або спіралей 7 валів 5 і 8) і за необхідності насоса (не показаний) середовище транспортується до патрубка 3, піддаючись при цьому інтенсивній дії відрізків дроту 6, особливо при виконанні їх періодичного профілю. Інтенсифікації оброблення також сприяють і штирі 10, які безперервно руйнують розподілені в середовищі мікроорганізми. Запропонований дезінтегратор, нескладний у виготовленні та обслуговуванні, забезпечує ефективне оброблення неоднорідних рідких систем (культуральних рідин, колоїдних розчинів, емульсій та суспензій).