Спосіб обробки матеріалів та пристрій для його здійснення

1 Спосіб обробки матеріалів, який полягає в тому, що оброблюваний матеріал змішують з рідиною, під дією відцентрових сил подають отриману суміш у зону обробки, де здійснюють її обробку різанням, який відрізняється тим, що в зоні обробки створюють зміну тиску в суміші 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що в зоні обробки на шляху переміщення суміші створюють умови для зіткнення її з перешкодами 3 Спосіб за п 1 , який відрізняється тим, що в зону обробки подають повітря 4 Пристрій для обробки матеріалів, який містить корпус з вхідним та вихідним патрубками, в якому СПІВІСНО встановлені з зазором один відносно одного ротор з лопатями та охоплюючий його статор, виконаний у вигляді кільця, привід обертання ро тора та завантажувальний бункер, який відрізняється тим, що ротор виконаний у вигляді кільця з радіально встановленими в ньому лопатями, при цьому в роторі та статорі виконані радіальні наскрізні циліндричні отвори, які в поперечному перерізі мають форму овала, велика вісь якого спрямована в аксіальному напрямку, при цьому площа поперечного перерізу отворів в роторі перевищує площу поперечного перерізу отворів в статорі 5 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що в проміжку між краями сусідніх отворів в статорі виконані глухі отвори 6 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що зазор між ротором та статором складає 0,10,15мм 7 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що відношення великої осі поперечного перерізу наскрізних отворів в роторі та статорі до їх малої осі складає від 1 1 до 3 1 8 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що оснащений вентилем для подання повітря, встановленим на вхідному патрубку (О Винахід відноситься до проведення процесів подрібнення, змішування, емульгування та суспендування в системах «повітря-рідина», «рідина-рідина» та «рідина-твердий матеріал» і може бути використаний в сільському господарстві для подрібнення зерна та кормів, у харчовій промисловості для отримання різних видів олії, обробки молока, соків, фруктових та овочевих паст, пюре, желе, в цукровій промисловості, у виробництві будівельних матеріалів, зокрема для отримання змішуванням таких матеріалів, як ОЛІЙНІ та водоемульсійні фарби, у виробництві цегли, черепиці, плитки, у фармакологи, паперопереробній, целюлозній та інших галузях виробництва Відомий спосіб обробки матеріалів, обраний в якості прототипа, який реалізується в колоїдному млині для тонкого подрібнення харчових продуктів, наведенному у авторському СВІДОЦТВІ СРСР №471900, кп В02с 7/175, 1975р Спосіб полягає в тому, що оброблюваний матеріал змішують, з рідиною, отриману пульпу під дією відцентрових сил, що виникають при обертанні, ротора, подають в зону обробки, де піддають її обробці різанням рифленнями, виконаними на робочих поверхнях СПІВВІСНО встановлених ротора та статора Відомий пристрій для подрібнення полімерів, еластомерів та деревини за патентом Роси №2049550, кп В02С 7/02, 1995р , який за сукупністю спільних ознак обраний в якості прототипа Пристрій містить корпус з вхідним та вихідним патрубками, в якому СПІВВІСНО з зазором один відносно одного розміщені статор та ротор Статор виконаний у вигляді кільця, що охоплює ротор, та має конусну або циліндричну робочу поверхню, на якій виконані клиноподібні пази та насічки Ротор має лопаті і являє собою тіло обертання, робоча поверхня якого виконана конусною або циліндричною, на якій також виконані насічки Насічки рото 5 00 ю pa та статора, що контаїсгують, створюють робочу зону пристрою, де має місце тонке подрібнення матеріалу Крім того, пристрій містить механізм регулювання взаємного положення ротора та статора, який складається з пружного елемента та гвинта, завантажувальний бункер та привід обертання ротора Недоліком наведених способу та пристрою є те, що вони забезпечують тільки процес подрібнення матеріалів, який відбувається за рахунок механічної дії на подрібнюваний матеріал, а саме, шляхом різання та перетирання ВІДПОВІДНИМИ рифленнями та насічками на поверхнях ротора та статора Така обробка є недостатньою як у випадках, коли треба отримати дуже тонке та якісне подрібнення, так і у випадках коли треба змішати оброблюванні матеріали до отримання гомогенних сумішей, суспензій та емульсій В основу винаходу поставлено задачу створити спосіб та пристрій для обробки матеріалів, які за рахунок одночасного комбінованого впливу на подрібнюваний матеріал, а саме, різанням, пдроударом та кавітацією в пдроповітрянному середовищі, забезпечують можливість виконання як подрібнення так і змішування, емульгування та суспендування оброблюваних матеріалів з отриманням в той же час високої якості подрібнення та однорідності отриманих сумішей Задача досягається за рахунок того, що в способі обробки матеріалів, який полягає в тому, що оброблюваний матеріал змішують з рідиною, під дією відцентрових сил подають отриману суміш у зону обробки, де здійснюють її обробку різанням, в зоні обробки також створюють зміну тиску в суміші При цьому, в зоні обробки на шляху переміщення суміші створюють умови для зіткнення її з перешкодами Крім того, в зону обробки подають повітря В пристрої для обробки матеріалів, який містить корпус, з вхідним та вихідним патрубками, в якому СПІВВІСНО, встановлені з зазором один відносно одного ротор з лопатями та охоплюючий його статор, виконаний у вигляді кільця, привід обертання ротора та завантажувальний бункер, ротор виконаний у вигляді кільця з радіально встановленими в ньому лопатями, при цьому в роторі та статорі виконані радіальні наскрізні циліндричні отвори, які в поперечному перерізі мають форму овала, велика вісь якого спрямована в аксіальному напрямку, при цьому площа поперечного перерізу отворів в роторі перевищує площу поперечного перерізу отворів в статорі В проміжку між краями сусідніх отворів1 в статорі виконані глухі отвори При цьому зазор між ротором та статором складає 0,1-0,15мм Також відношення великої осі поперечного перетину наскрізних отворів в роторі та статорі до їх малої осі складає від 1 1 до 3 1 Крім того, пристрій оснащений вентилем для подання повітря, встановленим на вхідному патрубку Забезпечення можливості зміни тиску в суміші, яка реалізується в пристрою за рахунок виконання, в роторі та статорі ВІДПОВІДНИХ отворів, сприяє виникненню та впливу на оброблювану суміш крім 58416 процесу різання також таких процесів, як кавітація та пдроудар В результаті чого, суміш одночасно подрібнюється, змішується, гомогенізується та емульгується з забезпеченням високої якості вихідного продукту Виконання отворів в роторі та статорі певної форми, з ВІДПОВІДНИМ співвідношенням розмірів, наявність в якості перешкоди глухих отворів в статорі, подання в зону обробки повітря сприяє підвищенню ефективності вказаного вище багатофакторного впливу на суміш Суть винаходу пояснюється кресленням, де зображено на Фіг 1 - загальний вид пристрою для обробки матеріалів, Фіг 2 - розріз В-В на Фіг1, Фіг 3 - вид А на Фіг 2, Фіг 4 - статор в розрізі, Фіг 3 ротор в розрізі, Фіг 6 - ротор та статор в перерізі Пристрій містить раму 1, на якій встановлені двигун 2, підшипникова опора 3, між якими розміщена муфта 4, корпус 5 з вхідним 6 та вихідним 7 патрубками, в якому СПІВВІСНО встановлені з зазором один відносно одного ротор 8 та статор 9 Крім того, пристрій містить завантажувальний бункер 10, вентиль 11 для подання повітря, встановленнюі на вихідному патрубку 7, який шлангом 12 з'єднаний з бункером 10, та пульт керування 13(див Фіг 1) Ротор 8 та статор 9 виконані у вигляді кілець, при цьому статор 9 охоплює ротор 8, в якому радіально встановлені прямі лопаті 14 В роторі 8 та статорі 9 виконані радіальні наскрізні циліндричні отвори 15 та 16, які в поперечному перерізі мають форму овала, велика вісь якого спрямована в аксіальному напрямку Співвідношення площ поперечних перерізів отворів 15 в роторі 8 та отворів 16 в статорі 9 складає 4 3, в проміжку між краями сусідніх отворів 16 статора 9 виконані глухі отвори 17 При цьому зазор між ротором 8 та статором 9 складає 0,1-0,15мм Крім того, відношення великої осі поперечного перетину наскрізних отворів 15 в роторі 8 та отворів 16 в статорі 9 до їх малої осі складає від 1 1 до 3 1 Нижче буде розкрито принцип роботи пристрою, в якому реалізується також спосіб обробки матеріалів Перший приклад стосується випадку, коли обробці піддають суміш твердого матеріалу та рідини Рідину подають у завантажувальний бункер 10, вмикають пристрій, після чого крізь шланг 12 і впускний патрубок 6 рідина потрапляє у порожнину ротора 8 В результаті обертального руху ротора 8 з прямими лопатями 14 виникають відцентрові сили, які приводять у рух рідину, і, завдяки замкнутому циклу роботи пристрою, що реалізується тим, що вихідний 6 та вихідний 7 патрубки з'єднані з бункером 10, вона крізь випускний патрубок 7 знову потрапляє у бункер 10, у який після цього завантажують оброблюванням матеріал, наприклад зерно, та одержану суміш знову подають в порожнину ротора 8, звідки вона під дією відцентрових сил під тиском до ЗОМпа крізь отвори 15 у роторі 8 потрапляє у зону обробки, а саме, у зазор між ротором 8 та статором 9 У зоні обробки зерно подрібнюється краями отворів 15 та 16 Крім того, під час обертання ротора його отвори 15 періодично співпадають з отворами 16 у статорі 9, 58416 при цьому у момент їх часткового співпадання, вання та гомогенізацію тобто коли отвір 15 перекриває отвір 16 лише часЗаявлений винахід може бути також ефективтково та різко зменшується прохідна можливість, но використаний у випадках, коли необхідно обровідбувається різке стиснення суміші, а після її вибити суміш «рідина-рідина», наприклад, для приходу з отвору 16 - різке розширення, що призвоготування охолоджуючої рідини для токарного дить до вивільнення енергії, розриву молекул суверстата, яка складається з масла, води та присаміші, що також забезпечує подрібнення матеріалу док Складність приготування такої суміші полягає При цьому частина рідини переходить у пару, що в тому, що вона швидко розшаровується і тому приводить до виникнення пузирів повітря та до їх при її отриманні необхідно добитися максимальної лопання, що є так званим процесом кавітації однорідності Крім того, коли суміш проходить крізь отвори Як і в наведеному вище прикладі рідину пода15 в роторі та б'ється в частково відкриті отвори в ють у завантажувальний бункер 10, вмикають пристаторі 16, вона різко стискається і виникає ефект стрій, після чого крізь шланг 12 і впускний патрубок пдроудару, який найбільш сильно виявляється в 6 рідина потрапляє -у порожнину ротора 8 В реглухих отворах 17 в статорі 9 в результаті оберзультаті обертального руху ротора 8 з лопатями тання ротора 8 та зміни відносного положення 14 виникають відцентрові сили, які приводять у рух отворів Це також забезпечує додаткове подрібрідину, і, завдяки замкнутому циклу роботи принення матеріалу строю вона крізь випускний патрубок 7 знову потрапляє у бункер 10, у який після цього завантаУ випадку, коли технологія передбачає обмежують ІНШІ компоненти суміші Процес обробки жену КІЛЬКІСТЬ рідини, у процесі роботи пристрою проходить таким же чином, як було вже описано, відкриттям вентилю 11 у робочу зону подають поза винятком того, що відсутній процес різання За вітря, яке затягується за допомогою розрядження рахунок впливу на суміш процесів кавітації та пдвсередині пристрою Це приводить до розріджуроудару , відбувається максимально однорідне вання суміші, поліпшення її, можливості обробки змішування компонентів, з утворенням гомогенної більш густих сумішей та поліпшенню процесів суміші, яка має стійкий стан на протязі довгого змішування та подрібнення часу Всі вище наведені процеси забезпечують поряд з якісним подрібненням суміші також и змішу 58416 7 Ви?/I 58416 Комп'ютерна верстка Т Чепелєва 10 Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна