Пристрій для виробництва високов’язких дисперсних систем

1 Пристрій для виробництва високов'язких дисперсних систем, який складається з корпусу з патрубками вводу грубої і рідкої фракцій та виходу готового продукту, статорів і закріплених на валу роторів, крильчатки і змішувальних елементів, виконаних у вигляді ножів, який відрізняється тим, що він обладнаний роздільником з отворами, розміщеним і закріпленим усередині корпусу, між статорами і виступом у СТІНЦІ корпусу який утворює разом з внутрішніми стінками корпусу кільцеву порожнину, перші ножі розміщені на виході з патрубку вводу грубої фракції, другі - безпосередньо на виході з роздільника і треті - на вході в зону диспергування, а крильчатка виконана у вигляді турбінки закритого типу і встановлена по ходу потоку після зони диспергування, при цьому корпус виконаний знімним, а справа і зліва від робочої зони на ваду закріплені торцеві ущільнення і корпуси опірних ПІДШИПНИКІВ 2 Пристрій по п 1 , який відрізняється тим, що перші ножі виконані такими, що знімаються і закріплені на ступиці під кутом до осі обертання вала і до твірної обертання 3 Пристрій по п 1 , який відрізняється тим, що другі ножі виконані чотирилопатевими і нерознімно закріплені на ступиці під кутом до поверхні пересування суміші, що обробляється 4 Пристрій по п 1 , який відрізняється тим, що треті ножі встановлені під кутом до внутрішньої поверхні роторів 5 Пристрій по п 1 , який відрізняється тим, що вал з боку двигуна обладнаний напівмуфтою обертання 6 Пристрій по п 1-5, який відрізняється тим, що напівмуфта обертання, один з корпусів ПІДШИПНИКІВ та переднє торцеве ущільнення розміщені в опорі пристрою, а решта вузлів, що обертаються, закріплена у вигляді блоків на виступиш з опори частині вала 7 Пристрій по п 1 , який відрізняється тим, що опора і корпус спільно закріплені на центруючому КІЛЬЦІ, розташованому як в опорі, так і в корпусі О і о со Винахід відноситься до змішувальної техніки і може бути використаний у різних галузях народного господарства із метою інтенсифікації технологічних процесів змішування, подрібнення, диспергування і гомогенізації багатокомпонентних сполук і сумішей для одержання високов'язких дисперсних систем, наприклад таких, як маргарин, майонез, суміш для морозива, відновлене сухе молоко, ікра кабачкова і баклажанна, та інших продуктів, що потребують інтенсивного подрібнення та перемішування Відомий роторно-пульсаційний апарат має корпус з вхідними і вихідними патрубками, два комплекти концентричних циліндрів з прорізями і розподільними каналами в стінках, при цьому внутрішній циліндр містить перегородку, установлену у його середній частині, входи в розподільні канали розміщені на внутрішній СТІНЦІ циліндра по черзі над і під перегородкою, а на ЗОВНІШНІЙ поверхні циліндра виконані подовжні пази, сполучені з виходами розподільних каналів [Авторське свідоцтво СРСР №1042789, кл B01F 7/28,1983] Пристрій дозволяє підвищити ефективність процесу змішування і спростити технологію виготовлення апарату Однак при змішуванні високов'язких середовищ ефективність процесу знижується за рахунок утворення у розподільних каналах шарової структури, яка перешкоджає рівномірному змішуванню компонентів, що звужує область застосування відомого пристрою Крім того, розміщення усіх вузлів, що обертаються, на хвостовику, закріпленому на валу двигуна, ускладнює конструкцію, збільшує додаткове навантаження на підшипники двигуна і призводить до приско 44307 реного його спрацювання, внаслідок чого знижується надійність і ефективність роботи апарату Найближчим технічним рішенням до винаходу, що заявляється, є пристрій для диспергування високов'язких гетерогенних середовищ, який має корпус з ротором і статором, крильчатки, патрубки вводу твердої і рідкої фаз і виводу готового продукту Для підвищення надійності і продуктивності пристрою, а також для розширення області його застосування, він містить установлений на роторі розподільник, виконаний у формі патрубка з кільцевим ЗОВНІШНІМ виступом В середині розподільника установлені крильчатки, а кільцевий виступ розташований в МІСЦІ сполучення патрубка з ротором Для забезпечення роздільного завантаження декількох видів компонентів, в тому числі і твердих, примусового диспергування їх і примусової подачі в зону гомогенізації розподільник містить ножі-перемички, або гвинтову спіраль [Авторське свідоцтво СРСР №1526795, кл BO1F 7/28,1989] Основний недолік відомого апарату для диспергування високов'язких гетерогенних середовищ полягає в тому, що розміщення розподільного пристрою у вигляді патрубка з крильчаткою і ножами-перемичками безпосередньо на роторі створює підвищений вигинаючий момент на вал двигуна, призводить до прискореного його спрацювання, що знижує надійність апарата і ускладнює його конструкцію і монтаж Крім того, виконання ножів з обмеженою довжиною ріжучої кромки, а крильчаток - відкритого типу знижує ефективність первинного подрібнення грубої фракції і не виключає можливості проскакування неподрібненої і погано змішаної суміші компонентів в зону диспергування, в зв'язку з чим знижується ефективність процесу змішування і якість готового продукту, а застосування звичайного сальникового ущільнення виключає можливість застосування відомого роторно-пульсаційного апарату в харчовій і медичній промисловостях та при виробництві лікарських препаратів, що звужує область його застосування Задача винаходу - удосконалення відомого пристрою для виробництва високов'язких дисперсних систем шляхом розміщення усіх вузлів, що обертаються, на окремому від двигуна валу, виконання корпусу знімним, зміни форми та місця розміщення ножів, а також введення нових елементів, що дозволяє зняти додаткові навантаження з двигуна, спростити зборку і монтаж на валу вузлів, що обертаються, і забезпечити високу ступінь і ефективність диспергування багатокомпонентних сумішей, внаслідок чого спрощується конструкція пристрою, підвищується надійність і ефективність його роботи, підвищується якість готового продукту і розширюється галузь його застосування Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для виробництва високов'язких дисперсних систем, який складається з корпусу з патрубками вводу грубої і рідкої фракцій та виходу готового продукту, статорів і закріплених на валу роторів, крильчатки і змішувальних елементів, виконаних у вигляді ножів, згідно з винаходом обладнаний роздільником з отворами, розміщеним і закріпленим усередині корпусу, між статорами і виступом у стінці корпусу, який утворює разом з внутрішніми стінками корпусу кільцеву порожнину, перші ножі розміщені на виході з патрубку вводу грубої фракції, другі - безпосередньо на виході з роздільника і треті - на вході в зону диспергування, а крильчатка виконана у вигляді турбінки закритого типу і встановлена по ходу потоку після зони диспергування, при цьому корпус виконаний знімним, а справа і зліва від робочої зони навалу закріплені торцеві ущільнення і корпуси опірних ПІДШИПНИКІВ Задача вирішується також тим, що перші ножі виконані такими, що знімаються, і закріплені на ступиці під кутом до осі обертання вала і до твірної обертання Задача вирішується також тим, що другі ножі виконані чатирилопатевими і нерознімно закріплені на ступиці під кутом до поверхні суміші, що обробляється Задача вирішується також тим, що треті ножі встановлені під кутом до внутрішньої поверхні роторів Задача вирішується також тим, що вал з боку двигуна обладнаний напівмуфтою обертання Задача вирішується також тим, що напівмуфта обертання, корпус одного з ПІДШИПНИКІВ та переднє торцеве ущільнення розміщені в опорі пристрою, а решта вузлів, що обертається, закріплена у вигляді блоків на виступиш з опори частині вала Задача вирішується також тим, що опора і корпус спільно закріплені на центруючому КІЛЬЦІ, розташованому як в опорі, так і в корпусі Наділення пристрою для виробництва високов'язких дисперсних систем роздільником з отворами для вводу рідкої фракції і розміщення його усередині корпусу між статорами і виступом в стінці корпусу, який утворює кільцеву порожнину, дозволяє розділити потоки грубої і рідкої фракцій до моменту їх змішування і створити ефективне зрошення рідкою фракцією попередньо подрібненої грубої фракції, яка проходить поміж валом і роздільником, що сприяє рівномірному змочуванню компонентів, що змішуються, і збільшує поверхню зіткнення та рівномірність розподілу взаємодіючих компонентів Через те що перші ножі призначені для попереднього подрібнення грубих твердих компонентів, внаслідок чого вони швидко затуплюються, виконання їх знімними забезпечує зручність загострювання і заміни, а закріплення їх на ступиці під кутом до осі обертання вала та твірної обертання дозволяє розсікати і транспортувати частково подрібнену грубу фракцію Розміщення других ножів безпосередньо на виході з роздільника під кутом по відношенню до поверхні суміші, що обробляється, і виконання їх чотирилопатевими дозволяє перекрити вільний вихід суміші компонентів, які обробляються, з роздільника, що сприяє більш повному подрібненню і змішуванню грубої та рідкої фракцій в роздільнику і забезпечує примусове транспортування суміші компонентів в наступні зони обробки Розміщення третіх ножів на вході в зону диспергування забезпечує остаточне подрібнення суміші компонентів, а розміщення їх під кутом до внутрішньої поверхні роторів утворює клин, що створює додаткові зусилля при продавлюванні суміші через щілини роторів та статорів 44307 Таким чином, ножі виконують подвійну функцію вони не тільки багаторазово подрібнюють і ефективно змішують грубу і рідку фракції, а й забезпечують примусове подання суміші компонентів з одної зони обробки в іншу, що в значній мірі підвищує якість готового продукту і знижує енерГОМІСТКІСТЬ процесу і розширює галузь застосування пристрою Виконання крильчатки у вигляді турбінки закритого типу дозволяє спростити конструкцію роторної частини і внутрішньої поверхні корпусу в зоні диспергування, створити більш високий тиск на виході готового продукту із пристрою і виключити можливість повернення готового продукту в зону диспергування, Виконання корпусу знімним забезпечує зручність монтажу і регулювання усіх елементів, що обертаються, на валу, їх наладку, тим самим спрощується технологія виготовлення пристрою і підвищується надійність його роботи Розміщення елементів, що обертаються, на окремому від двигуна валу дозволяє зняти всі додаткові навантаження на вал двигуна, що підвищує надійність роботи двигуна й пристрою в цілому На фіг 1 показано загальний вид пристрою у робочому стані, на фіг 2 - компоновка елементів, що обертаються, на валу, без корпусу, на фіг 3 компоновка елементів, що не обертаються, в середині корпуса, на фіг 4 - розріз по А-А на фіг 2, на фіг 5 - розріз по Б-Б на фіг 2 Пристрій для виробництва високов'язких дисперсних систем складається знімного корпусу 1 з патрубками 2, 3 і 4 для вводу грубої і рідкої фракцій і виводу готового продукту ВІДПОВІДНО, щільових статорів 5, роздільника 6 і закріплених на окремому від двигуна валу 7 щільових роторів 8, виконаної у вигляді турбінки закритого типу крильчатки 9 і змішувальних елементів, виконаних у вигляді ножів 10, 11 і 12 Роздільник обладнаний отворами 13 для подання рідкої фракції, розміщений і закріплений всередині знімного корпусу 1 поміж статорами 5 і виступом в СТІНЦІ корпусу 1 і утворює разом з внутрішніми стінками корпусу 1 кільцеву порожнину 14 для розподілу в ній рідкої фракції Для зручності заточування і заміни ножі 10 виконані знімними, розміщені на виході з патрубку 2 вводу грубої фракції і закріплені на ступиці 15 під кутом до осі обертання вала 7 і до твірної обертання, що дозволяє розсікати і транспортувати частково подрібнену грубу фракцію Ножі 11 виконані чотирилопатевими, розміщені безпосередньо на виході із роздільника 6 і нерознімно закріплені на ступиці 16 під кутом по відношенню до поверхні руху суміші, що обробляється Ножі 12 розміщені на вході в зону диспергування і встановлені під кутом до внутрішньої поверхні роторів 8 Справа і зліва від робочої зони на валу 7 закріплені торцеві ущільнення 17 і 18 і корпуси опірних ПІДШИПНИКІВ 19 і 20 Знімний корпус 1 і опора 21 спільно закріплені на цетруючому КІЛЬЦІ 22, розташованому як в опорі 21, так і в корпусі 1 Вал 7 з боку двигуна обладнаний півмуфтою обертання 23, з'єднаною з півмуфтою двигуна (на кресленні не показано) Півмуфта обертання 23, корпус опірного під шипника 19 і передає торцеве ущільнення 17 розміщуються усередині центруючого кільця 22, а на частині валу 7, що виступає з опори 21, встановлюються у вигляді блоків крильчатка 9, ротори 8, ножі 12, 11 і 10, заднє торцеве ущільнення 18 і корпус опірного підшипника 20 Після остаточного закріплення на валу 7 усіх вищеназваних елементів на них насувається корпус 1 з закріпленими в ньому статорами 5 і роздільником 6 Корпус закріплюється за допомогою болтів і фіксуючих гвинтів ( на кресленні не показані) Такий монтаж пристрою дай виробництва високов'язких дисперсних систем забезпечує вільний доступ і якісну регуліровку всіх елементів, які знаходяться на валу, що підвищує надійність і довготривалість роботи пристрою Пристрій для виробництва високов'язких дисперсних систем працює наступним чином При включенні двигуна через напівмуфту 23 приводиться в рух вал 7 і разом з ним обертаються всі елементи, що закріплені на ньому Груба фракція через патрубок 2 подається на першу ступінь подрібнення ножами 10, закріпленими на валу 7 під кутом до ВІСІ обертання вала до твірної обертання, що дозволяє не тільки подрібнювати компоненти грубої фракції, а й примусово транспортувати їх в наступну зону обробки Попередньо подрібнені в першій зоні компоненти грубої фракції проходять поміж валом 7 і роздільником 6 і при цьому рівномірно зрошуються з кільцевої порожнини 14 рідкою фракцією, що поступає до неї через патрубок 2 і отвори 13 у роздільнику 6, інтенсивно змішуються і просуваються на вихід з роздільника 6, після чого суміш компонентів попадає під чотирилопатеві ножі 11, котрі перекривають вільний вихід з роздільника 6, що сприяє більш тонкому подрібненню та інтенсивному змішуванню грубої і рідкої фракцій Підготовлена таким чином суміш компонентів надходить до зони диспергування та гомогенізації, на вході в яку встановлені під кутом до внутрішньої поверхні роторів ножі 12, які остаточно подрібнюють суміш компонентів і проштовхують її в зону диспергування Проходячи через щілини роторів 8 та статорів 5, суміш диспергується та гомогенізується, після чого готовий продукт з допомогою крильчатки 9 виводиться з пристрою через патрубок 4 Внаслідок послідовного примусового просування через усі зони обробки компоненти грубої і рідкої фракцій багаторазово та інтенсивно подрібнюються і змішуються, досягають в кожній наступній зоні обробки більш високої ступені дисперсності, що дозволяє одержувати високов'язкі дисперсні суміші і системи, наприклад такі, як маргарин, майонез, суміш для морозива, продукти дитячого харчування, відновлене сухе молоко, ікра кабачкова та баклажанна та ІНШІ продукти, і тим самим розширити галузь—застосування пристрою, що пропонується І. " З 14 3. /в 20 5-3 Фіг.2 Фіг.5 Фіг.З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім'ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90