Роторно-пульсаційний апарат

Роторно-пульсаційний апарат, що містить корпус з вхідним та вихідним патрубками, всередині якого розміщені ніж та коаксіальні до осі вала статор і ротор, що виконані у вигляді циліндрів з повздовжніми прямокутними прорізями на бокових поверхнях, який відрізняється тим, що ротор виготовлений з конусоподібною маточиною, на валу апарата перед статором встановлені додатковий ротор у вигляді циліндра з повздовжніми прямокутними прорізями на бокових поверхнях та крильчатка з не менш ніж трьома прямокутними лопатками, ніж виготовлений принаймні з двома прямокутними лезами, причому кількість прорізів на кожному з коаксіальних циліндрів не перевищує 80. Винахід відноситься до теплотехнологій, що призначені для інтенсифікації тепломасообмінних процесів подрібнення, гомогенізації та перемішування компонентів високов'язких сильноконцентрованих продуктів на основі рослинної та тваринної сировини, і може знайти застосування на підприємствах переробної, харчової, фармацевтичної, молочної, м'ясної та кондитерської промисловості. Відомий пристрій для гомогенізації паст та пульп [Пат. України №1496, МПК 5 В01F7/02, 1993], який містить корпус, розміщені із зазором статор та ротор, на поверхнях яких є повздовжні канали змінного перерізу, при цьому перерізи каналів ротора виконано так, що вони рівномірно змінюються по ходу руху матеріалу від максимального значення до мінімального на 0,3-0,7 довжини каналів ротора, а перерізи каналів статора у тому ж напрямку рівномірно змінюються від мінімального значення до максимального на 0,3-0,7 довжини каналів статора. Суттєвими недоліками відомого пристрою є те, що форма перерізів та наявність тільки однієї пари ротор-статор не дозволяє забезпечити створення в міжциліндровому просторі суттєвих повздовжніх градієнтів тиску та не дає можливості досягти досить високого ступеня подрібнення при русі пастоподібного середовища в радіальному напрямку. Це унеможливлює отримання однорідного високодисперсного продукту. Відомий роторно-пульсаційний апарат [Пат. України №55069, А МПК В01F7/02, 2003], що вибраний за прототип, який містить корпус з вхідним та вихідним патрубками, всередині якого розміщені коаксіально до вісі вала з зазором між собою статор і ротор, крім того перед статором встановлений диск із шістьома загнутими під кутом 60° до його поверхні лопатями, за ротором розміщені додатковий статор та П-подібний трикутнозагострений ніж, при цьому статори, ротор та ніж розташовані в нерухомому стакані, а на бокових поверхнях коаксіальних циліндрів ротора та статорів виконано не більш ніж по 36 повздовжніх прямокутних прорізів, при чому радіальний зазор між двома статорами та розміщеним між ними ротором складає 0,15 0,20мм. Суттєвими недоліками відомого пристрою є розміщення двох статорів та ротору в стакані, що створює можливість налипання продукту та ускладнює процес його вилучення з апарата при оброб (19) UA (11) 65400 (13) C2 (21) 2003087257 (22) 01.08.2003 (24) 15.02.2006 (46) 15.02.2006, Бюл. № 2, 2006 р. (72) Долінський Анатолій Андрійович, Басок Борис Іванович, Гартвіг Анатолій Петрович, Піроженко Інна Анатоліївна, Коканова Галина Кузьмінічна, Хоменко Валентина Олексіївна, Нежута Володимир Пантелейович, Ободович Олександр Миколайович (73) ІНСТИТУТ ТЕХНІЧНОЇ ТЕПЛОФІЗИКИ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) UA 55069 A, 17.03.2003 UA 57614 C2, 16.06.2003 UA 1972 C1, 20.12.1994 SU 1741874 A1, 23.06.1992 US 4610548 A, 09.09.1986 3 65400 4 ці високов'язких пастоподібних матеріалів рослинподрібнення сировини та отримання гомогенного ного та тваринного походження. Це призводить до однорідного продукту. зменшення продуктивності апарата. Недоліком є Розташування перед додатковим ротором також незначний гідродинамічний вплив апарата крильчатки з не менш ніж трьома прямокутними на сировину через наявність тільки одного ротора, лопатками забезпечує скидання та транспортуяк головного подрібнюючого елемента, бо диск з вання гомогенізованого середовища у вихідний лопатями, головним чином, створює насосний патрубок по периферії і не дає можливості утвоефект. В результаті цього виникає проблема рення застійних зон продукту. Крім того, це гаранотримання однорідного продукту високого ступеня тує підвищення насосного ефекту апарата, що дисперсності. забезпечує більш інтенсивне перенесення переВ основу винаходу поставлена задача вдоскоробленої сировини з корпусу через вихідний патналення відомого роторно-пульсаційного апарата, рубок, що при рециркуляційній обробці сприяє в якому шляхом виконання ротора з конусоподібприскоренню процесу переробки та зменшенню ною ступицею, виготовлення ножа принаймні з енерговитрат. двома прямокутними загнутими до осі обертання Виготовлення ножа принаймні з двома прямовала лопатями, встановлення на валу апарата кутними загнутими до осі обертання вала лопатяперед статором додаткового ротора та крильчатки ми забезпечує попереднє подрібнення сировини та виконання на бокових поверхнях коаксіальних при одночасному захопленні та проштовхуванні циліндрів не більш ніж по 80 повздовжніх прямокусировини в порожнину системи подрібнюючих тних прорізів забезпечується високий ступінь диселементів (роторів, статора та крильчатки). персності гомогенного середовища рослинного та Вибрана кількість прорізей повздовжньої прятваринного походження, а також підвищується мокутної форми (не більш 80) на бокових поверхпродуктивність роботи апарата за рахунок ствонях роторів та статора одночасно з великою швидрення додаткового насосного ефекту. кістю обертання коаксіальних циліндрів викликає Поставлена задача вирішується тим, що у ропояву різкої деформації живого перерізу, суттєвої торно-пульсаційному апараті, що містить корпус з нерівномірності розподілу швидкостей по перерізу, вхідним та вихідним патрубками, в середині якого а також високочастотних пульсацій тиску. Всі зарозміщені коаксіально до осі вала із зазором між значені процеси сприяють інтенсифікації ефектів собою статор, ротор та ніж, згідно з винаходом, подрібнення та перемішування до більш однорідротор має конусоподібну ступицю, на валу апараної консистенції оброблюваної сировини. та додатково встановлені перед статором ротор та Виконання ротора з конусоподібною ступицею крильчатка з не менш ніж трьома прямокутними забезпечило надійність конструкції апарата та долопатками, ніж виготовлений принаймні з двома зволило уникнути биття елементів конструкції, що прямокутними загнутими до осі обертання вала обертаються, гарантуючи тим самим незмінність лопатями, а на бокових поверхнях коаксіальних ширини міжциліндрового зазору. Вибрана форма циліндрів виконано не більш ніж по 80 повздовжніх ступиці сприяє більш повному заповненню вхіднопрямокутних прорізів. го патрубка, що, в свою чергу, дозволяє підвищити Враховуючи той факт, що апарат широко випродуктивність апарата. користовується для переробки пастоподібних маВинахід, що заявляється, пояснюється крестеріалів рослинного та тваринного походження, їх ленням, де на фіг.1 показано схематично загальвисока в'язкість майже повністю подавляє вихроуний вид роторно-пульсаційного апарата,на фіг.2 творення і призупиняє існування радіальної транподаний у збільшеному масштабі роторнозитної течії, яка минає міжциліндрові зазори. Тобпульсаційний вузол апарата. то гідродинамічна дія апарата у цьому випадку Роторно-пульсаційний апарат містить вхідний обумовлена, головним чином, дією значних зсувпатрубок 1, ніж з прямокутними загнутими до осі них напружень, швидкостей зсуву та пульсацій обертання вала лопатями 2, ротор з конусоподібтиску. В роторно-пульсаційному апараті виникає ною ступицею 3, статор 4, ротор 5, крильчатку 6, шарова течія з лініями струму, що паралельні проякі встановлені в з'ємному корпусі 7 та вихідний точному контуру, вздовж яких поширюється хвиля патрубок 8. Електродвигун 9 призводить до оберзмінних тисків. При обертанні ротора з кутовою тання вал 12, на якому встановлені ніж 2, ротори швидкістю 298,3рад/с виникають умови повного 3, 5 та крильчатка 6. Апарат розташований на рамі співпадання та перекриття його прямокутних про10 під кожухом 11. різів з прорізями статора, що призводить до ствоРоторно-пульсаційний апарат для перемішурення пульсаційних хвиль тиску, які викликають вання, подрібнення та гомогенізації високов'язких стиснення та розширення трубок струму, при цьосильноконцентрованих середовищ працює настуму часовий масштаб зміни тиску складає 10-5c. пним чином. Таким чином, забезпечення достатньої амплітуди Оброблювана сировина завантажується в копульсуючого тиску в апараті призводить до необенусоподібний бункер 1, захоплюється ножем 2 та ртового стиснення трубок струму та, як наслідок, подрібнюється при обертанні зі швидкістю до їх подрібнення. 2820об/хв подрібнюючих елементів 2, 3, 5, 6. ПроВстановлення на валу апарата перед статоходячи через прямокутні повздовжні прорізі в обером додаткового ротора призводить до посилення ртаючих роторах 3, 5, нерухомому статорі 4 та гідродинамічного впливу апарата на оброблюване через міжциліндрові зазори під дією значних пульсередовище створенням додаткових зсувних насаційних знакозмінних перепадів тиску, високограпружень та пульсацій тиску на зруйновані вже трудієнтних течій в зазорах, а також великих градієнбки струму. Це забезпечує більш високий ступінь тів зсувних напружень, сировина подрібнюється до 5 65400 6 гомогенного пастоподібного стану. Прямокутними підвищити його продуктивність, інтенсифікувати лопатками, що закріплені на крильчатці 6, обробтепломасообмінні процеси диспергування, гомогелюваний продукт вилучається з корпусу через винізації та перемішування високов'язких середохідний патрубок 8. вищ, а також отримати високоякісні пастоподібні Таким чином, застосування запропонованого продукти. роторно-пульсаційного апарату дасть можливість Комп’ютерна верстка M. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601