RU170192U1

RU170192U1 - Inkjet Dispersant for Food Additives

Info

Publication number: RU170192U1
Application number: RU2016144539U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Валентинович Алексеев; Анатолий Николаевич Пальчиков; Дмитрий Владимирович Карпачев; Алина Александровна Золотарева
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2017-04-18

Abstract

Полезная модель относится к аэромеханическим струйным аппаратам и может быть использована для тонкого измельчения, смешения и гомогенизации в системах «газ - твердое тело» с применением эффектов кавитации и аэродинамических ударов, например при изготовлении мясокостной муки или минерализирующих добавок на основании измельченной яичной скорлупы. Струйный диспергатор пищевых добавок содержит бункеры исходного материала, в которые встроены осевые сопла инжекторов для подачи основного энергоносителя, соединенные с основным воздуховодом, входящие в разгонные трубки, соосно введенные в противоточную помольную камеру, дополнительные воздуховоды и коаксиально разгонным трубкам расположенные подпорные патрубки со встроенными соплами для подачи дополнительного энергоносителя с зазором, образующим канал внешней поверхностью разгонных трубок и внутренней поверхностью подпорных патрубков, сопла которых соединены с дополнительным воздуховодом с обжимными насадками, при этом внутренняя коническая поверхность насадок снабжена волнообразной накладкой, а на внутренней цилиндрической поверхности разгонных трубок выполнена спиральная канавка глубиной 0,2-0,3 их толщины. Технический результат состоит в повышении качества диспергирования пищевых добавок.The utility model relates to aeromechanical jet devices and can be used for fine grinding, mixing and homogenization in gas-solid systems using the effects of cavitation and aerodynamic impacts, for example, in the manufacture of meat and bone meal or mineralizing additives based on crushed egg shells. The spray dispersant of food additives contains hoppers of the starting material into which axial nozzles of injectors for supplying the main energy carrier are integrated, connected to the main duct, entering the booster tubes, coaxially introduced into the counterflow grinding chamber, additional air ducts and coaxially booster tubes located retaining nozzles with built-in nozzles for supply of an additional energy carrier with a gap forming a channel by the outer surface of the booster tubes and the inner surface of the retaining pa tubes, the nozzles of which are connected to an additional duct with crimp nozzles, while the inner conical surface of the nozzles is provided with a wave-like overlay, and a spiral groove with a depth of 0.2-0.3 of their thickness is made on the inner cylindrical surface of the booster tubes. The technical result consists in improving the quality of the dispersion of food additives.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к аэромеханическим струйным аппаратам и может быть использована для тонкого измельчения, смешения и гомогенизации в системах «газ - твердое тело» с применением эффектов кавитации и аэродинамических ударов, например при изготовлении мясокостной муки или минерализирующих добавок на основании измельченной яичной скорлупы.The proposed utility model relates to aeromechanical jet devices and can be used for fine grinding, mixing and homogenization in gas-solid systems using the effects of cavitation and aerodynamic impacts, for example, in the manufacture of meat and bone meal or mineralizing additives based on crushed eggshells.

Известен высокочастотный многорядный роторно-импульсный аппарат для интенсификации технологических процессов путем воздействия на проточную жидкую среду кавитационно-гидроударными импульсами (Патент РФ №2179895, МПК В06В 1/20, дата приоритета 14.03.2000 г., опубликовано 27.02.2002 г.), содержащий корпус с кольцевой рабочей камерой, в котором концентрично с зазором установлены выполненные в виде тел вращения полые статор и ротор, в боковых стенках которых выполнены сквозные каналы, при этом ряды каналов ротора сдвинуты относительно друг друга на определенную величину, а каналы статора выполнены без сдвига. При этом, когда каналы первого ряда статора и ротора совпадают, каналы других рядов ротора сдвинуты в окружном направлении относительно каналов соответствующих рядов статора на величину, определяемую из заданного соотношения. За счет этого увеличивается частота генерируемых импульсов давления с определенным сдвигом по фазе. Недостатком данного устройства является недостаточная обоснованность величины смещения каналов ротора одного ряда относительно другого, что приводит к смещению фаз излучаемой волны в произвольном виде, взаимному наложению волн и снижению их амплитуды.Known high-frequency multi-row rotary-pulse apparatus for the intensification of technological processes by exposing the flowing liquid medium to cavitation-hydropercussion pulses (RF Patent No. 2179895, IPC VV 1/20, priority date 14.03.2000, published 02.27.2002), containing a housing with an annular working chamber in which hollow stator and rotor are made concentric with a gap in the form of bodies of revolution, through channels are made in the side walls of which, the rows of rotor channels are shifted relative to each other by a definite fief value, and the stator channels are performed without shifting. Moreover, when the channels of the first row of the stator and the rotor coincide, the channels of the other rows of the rotor are shifted in the circumferential direction relative to the channels of the respective rows of the stator by an amount determined from a given ratio. Due to this, the frequency of the generated pressure pulses with a certain phase shift increases. The disadvantage of this device is the insufficient validity of the displacement of the rotor channels of one row relative to another, which leads to a phase shift of the emitted wave in an arbitrary form, the mutual superposition of the waves and a decrease in their amplitude.

Известен диспергатор (Патент РФ №2129912, МПК B01F 7/10, дата приоритета 12.03.1997 г., дата публикации 10.05.1999 г.), состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками и жестко закрепленным в нем статорным кольцом с прорезями, в котором на валу жестко закреплен ротор, снабженный подвижным в осевом направлении роторным кольцом с прорезями, отличающийся тем, что роторное кольцо с прорезями выполнено с цилиндрическим кольцевым выступом, образующим с торцевыми поверхностями роторного кольца и заднего покрывного диска ротора камеру, сообщающуюся с прорезями роторного кольца межлопастными каналами ротора. Недостатком данного аппарата является низкая надежность. Износ поверхностей ротора и статора в процессе работы аппарата приводит к увеличению зазора между ними, в результате чего снижается механическое и гидродинамическое воздействие на обрабатываемую среду.Known dispersant (RF Patent No. 2129912, IPC B01F 7/10, priority date 03/12/1997, publication date 05/10/1999), consisting of a housing with inlet and outlet nozzles and a stator ring with slots rigidly fixed in it, in wherein the rotor is rigidly fixed to the shaft, provided with an axially movable rotor ring with slots, characterized in that the rotor ring with slots is made with a cylindrical annular protrusion, forming a chamber communicating with the slot with the end surfaces of the rotor ring and the rear rotor cover disk and a rotary ring mezhlopastnymi rotor channels. The disadvantage of this device is its low reliability. The wear of the surfaces of the rotor and stator during operation of the apparatus leads to an increase in the gap between them, resulting in reduced mechanical and hydrodynamic effects on the medium being treated.

Наиболее близким к заявляемому является противоточная струйная мельница (Патент РФ №2188077, МПК В02С 19/06, дата приоритета 16.11.2000 г., опубликовано 27.02.2002 г.), содержащая бункеры исходного материала, в которые встроены осевые сопла инжекторов для подачи основного энергоносителя, соединенные с основным воздуховодом, входящие в разгонные трубки, соосно введенные в противоточную помольную камеру, дополнительные воздуховоды и коаксиально разгонным трубкам расположенные подпорные патрубки со встроенными соплами для подачи дополнительного энергоносителя с зазором, образующим канал внешней поверхностью разгонных трубок и внутренней поверхностью подпорных патрубков, сопла которых соединены с дополнительным воздуховодом с обжимными насадками. Недостатком известной конструкции является невысокая эффективность процесса измельчения вследствие рассеивания потока материала на входе в помольную камеру и слабо развиваемой аэродинамической кавитации.Closest to the claimed one is a counter-current jet mill (RF Patent No. 2188077, IPC В02С 19/06, priority date 11/16/2000, published 02/27/2002), which contains the bunkers of the source material into which the axial nozzles of the injectors are built in to feed the main energy carrier connected to the main duct, entering the booster tubes, coaxially inserted into the countercurrent grinding chamber, additional ducts and coaxial booster tubes located retaining nozzles with integrated nozzles for supplying additional energy a carrier with a gap forming a channel on the outer surface of the booster tubes and the inner surface of the retaining nozzles, the nozzles of which are connected to an additional duct with crimp nozzles. A disadvantage of the known design is the low efficiency of the grinding process due to the dispersion of the material flow at the entrance to the grinding chamber and poorly developed aerodynamic cavitation.

Решается задача повышения степени диспергирования смесей благодаря турбулизации обрабатываемого потока материала при касании волнообразной поверхности обжимной накладки, а также увеличения степени измельчения минерального сырья.The problem of increasing the degree of dispersion of the mixtures due to turbulization of the processed material flow when touching the wave-like surface of the crimp lining, as well as increasing the degree of grinding of mineral raw materials, is being solved.

Сущность заключается в том, что в струйном диспергаторе пищевых добавок, содержащем бункеры исходного материала, в которые встроены осевые сопла инжекторов для подачи основного энергоносителя, соединенные с основным воздуховодом, входящие в разгонные трубки, соосно введенные в противоточную помольную камеру, дополнительные воздуховоды и коаксиально разгонным трубкам расположенные подпорные патрубки со встроенными соплами для подачи дополнительного энергоносителя с зазором, образующим канал внешней поверхностью разгонных трубок и внутренней поверхностью подпорных патрубков, сопла которых соединены с дополнительным воздуховодом с обжимными насадками, при этом внутренняя коническая поверхность насадок снабжена волнообразной накладкой, а на внутренней цилиндрической поверхности разгонных трубок выполнена спиральная канавка глубиной 0,2-0,3 их толщины.The essence lies in the fact that in the jet disperser of food additives containing hoppers of the source material, in which the axial nozzles of the injectors for supplying the main energy carrier are integrated, connected to the main duct, entering the booster tubes, coaxially inserted into the counterflow grinding chamber, additional ducts and coaxially accelerating tubes located retaining nozzles with integrated nozzles for supplying additional energy with a gap that forms a channel on the outer surface of the booster tubes and Cored oil retaining surface nozzles, the nozzles are connected to additional duct crimp attachments, the inner conical surface of the nozzle is provided with an undulating plate, and the inner cylindrical surface of the accelerating tube formed spiral groove depth of thickness 0.2-0.3.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. представлен общий вид струйного диспергатора пищевых добавок.The utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. presents a General view of the inkjet dispersant food additives.

Струйный диспергатор содержит бункеры исходного материала 1, в которые встроены осевые сопла инжекторов 2 для подачи основного энергоносителя, соединенные с основным воздуховодом 3, входящие в разгонные трубки 4, соосно введенные в противоточную помольную камеру 5. Коаксиально разгонным трубкам 4 расположены подпорные патрубки 6 со встроенными соплами 7 для подачи дополнительного энергоносителя с зазором, образующим канал внешней поверхностью разгонных трубок 4 и внутренней поверхностью подпорных патрубков 6, сопла 7 которых соединены с дополнительным воздуховодом 8, при этом подпорные патрубки 6 на входе в противоточную помольную камеру 5 снабжены обжимными насадками 9, каждая из которых выполнена в виде усеченного конуса с кольцевым элементом на меньшем основании и с кольцевым элементом на большем основании для жесткого закрепления на подпорном патрубке 6, внешняя поверхность кольцевого элемента на меньшем основании опирается по периметру на внутреннюю поверхность противоточной помольной камеры 5, конусность каждой обжимной насадки 9 составляет 0,3-0,45. Внутренняя поверхность обжимной насадки 9 снабжена волнообразной накладкой 10, а на внутренней цилиндрической поверхности разгонных трубок 4 выполнена спиральная канавка 11 глубиной 0,2-0,3 их толщины.The jet disperser contains hoppers of the source material 1, in which the axial nozzles of the injectors 2 for supplying the main energy carrier are integrated, connected to the main duct 3, entering the booster tubes 4, coaxially inserted into the countercurrent grinding chamber 5. Coaxial booster tubes 4 have retaining nozzles 6 with integrated nozzles 7 for supplying an additional energy carrier with a gap forming a channel by the outer surface of the booster tubes 4 and the inner surface of the retaining nozzles 6, nozzles 7 of which are connected to an air duct 8, wherein the retaining nozzles 6 at the entrance to the countercurrent grinding chamber 5 are equipped with crimp nozzles 9, each of which is made in the form of a truncated cone with an annular element on a smaller base and with an annular element on a larger base for rigid fixing on the retaining nozzle 6, the outer surface of the annular element on a smaller base rests around the perimeter on the inner surface of the countercurrent grinding chamber 5, the taper of each crimp nozzle 9 is 0.3-0.45. The inner surface of the crimp nozzle 9 is provided with a wave-like pad 10, and on the inner cylindrical surface of the booster tubes 4 there is a spiral groove 11 with a depth of 0.2-0.3 of their thickness.

Диспергатор работает следующим образом. Из бункеров 1 происходит подача исходного материала, который захватывается истекающим из сопл 2 основным энергоносителем, подаваемым из воздуховодов 3, и направляется в разгонные трубки 4, на внутренней поверхности которых выполнена спиральная канавка 11. Увлекаемые потоком основного энергоносителя частицы исходного материала разгоняются вдоль разгонных трубок 4, закручиваясь и уплотняясь. Одновременно с этим дополнительный энергоноситель, поступающий из дополнительных воздуховодов 8 в сопла 7, попадает в каналы, образованные внутренней поверхностью подпорных патрубков 6 и внешней поверхностью разгонных трубок 4. Сопла могут быть встроены под любым углом, но наиболее оптимальным расположением сопл 7 к горизонтальной оси является угол в пределах 30-90°, в нашем случае он составляет 45°, а величину зазора, образованного внутренней поверхностью подпорных патрубков 6 и внешней поверхностью разгонных трубок 4, которая обеспечивает эффективное измельчение, рекомендуется выбирать в пределах 0,1-0,35 внутреннего диаметра разгонной трубки, в нашем случае она равна 0,2 внутреннего диаметра разгонной трубки. На входе в противоточную помольную камеру 5 подпорные патрубки 6 снабжены обжимными насадками 9, снабженными волнообразной накладкой 10, внутри которых происходит соединение двух потоков: потока основного энергоносителя с частицами исходного материала, выходящего из разгонных трубок 4, и потока дополнительного энергоносителя, выходящего из каналов. При этом поток дополнительного энергоносителя обжимает основной двухфазный поток, придавая ему повышенную концентрацию в ограниченном объеме и увеличивая скорость частиц исходного материала на входе в противоточную помольную камеру 5. Частицы материала, двигаясь в потоке с большой скоростью и высокой турбулентностью, выбрасываются в противоточную помольную камеру 5, где в результате соударения и трения с частицами материала, движущимися во встречном потоке, удара о торцевые поверхности кольцевых элементов на меньших основаниях обжимных насадок 9, выполняющих роль отбойных плит, происходит измельчение материала, в том числе и за счет возникающих кавитационных эффектов. Измельченный материал, подхваченный потоком воздуха, поступает на сепарацию и далее на осаждение или на повторное измельчение. Как показали эксперименты, оптимальному режиму работы струйного диспергатора удовлетворяют обжимные насадки, конусность которых находится в пределах 0,3-0,45.Dispersant works as follows. From the bunkers 1, the feed material is supplied, which is captured by the main energy source flowing out of the nozzles 2 and supplied from the air ducts 3 and sent to the acceleration tubes 4, on the inner surface of which a spiral groove 11 is made. The particles of the source material carried away by the main energy carrier flow are accelerated along the acceleration tubes 4 spinning and tightening. At the same time, additional energy coming from the additional ducts 8 to the nozzles 7 enters the channels formed by the inner surface of the retaining nozzles 6 and the outer surface of the booster tubes 4. The nozzles can be built in at any angle, but the most optimal location of the nozzles 7 to the horizontal axis is the angle is between 30-90 °, in our case it is 45 °, and the gap formed by the inner surface of the retaining nozzles 6 and the outer surface of the booster tubes 4, which provides ffektivnoe grinding, it is recommended to choose within the inner diameter of 0.1-0.35 accelerating tube, in this case it is equal to the inner diameter of 0,2 accelerating tube. At the entrance to the countercurrent grinding chamber 5, the retaining nozzles 6 are equipped with crimp nozzles 9, equipped with a wave-like pad 10, inside which two flows are connected: the main energy carrier flow with particles of the starting material coming out of the accelerating tubes 4, and the additional energy carrier flow coming out of the channels. At the same time, the additional energy carrier stream compresses the main two-phase stream, giving it an increased concentration in a limited volume and increasing the speed of the source material particles at the inlet to the counterflow grinding chamber 5. Particles of material moving in the flow with high speed and high turbulence are discharged into the counterflow grinding chamber 5 where, as a result of collision and friction with particles of material moving in the oncoming flow, impact on the end surfaces of the ring elements on smaller bases is crimped s of nozzles 9, performing the role of baffle plates, there is a grinding material, including the expense arising from cavitation effects. The crushed material, caught in a stream of air, enters the separation and then to the deposition or re-grinding. As experiments showed, the optimal operating mode of the jet dispersant is satisfied by crimp nozzles, the taper of which is in the range of 0.3-0.45.

Применение струйного диспергатора такой конструкции позволяет, расположив коаксиально разгонным трубкам подпорные патрубки со встроенными соплами для подачи дополнительного энергоносителя с зазором, образующим канал внешней поверхностью разгонных трубок, на внутренней поверхности которых выполнена спиральная проточка, и внутренней поверхностью подпорных патрубков, входящих в противоточную помольную камеру, обжимные насадки с внутренней волнообразной поверхностью, за счет обжатия основного потока материала дополнительным энергоносителем в обжимной насадке создать повышенную концентрацию потока в ограниченном объеме и увеличить скорость частиц материала на входе в противоточную помольную камеру, что существенно повышает эффективность процесса измельчения за счет увеличения удельной поверхности получаемых порошков в 1,1-1,2 раза, снижения удельного расхода энергии до 12-15% по сравнению с традиционными струйными мельницами.The use of a jet dispersant of this design allows coaxial booster tubes to have retaining nozzles with built-in nozzles for supplying an additional energy carrier with a gap forming a channel on the outer surface of the booster tubes, on the inner surface of which there is a spiral groove, and the inner surface of the retaining nozzles included in the counterflow grinding chamber, crimp nozzles with an internal wave-like surface due to compression of the main material flow with additional energy the carrier in the crimp nozzle to create an increased concentration of flow in a limited volume and increase the speed of the material particles at the inlet to the countercurrent grinding chamber, which significantly increases the efficiency of the grinding process by increasing the specific surface area of the obtained powders by 1.1-1.2 times, reducing the specific energy consumption up to 12-15% compared to traditional jet mills.

Claims

An inkjet dispersant of food additives containing feed hoppers into which axial nozzles of injectors for supplying the main energy carrier are integrated, connected to the main duct, entering the booster tubes, coaxially inserted into the counterflow grinding chamber, additional air ducts and coaxially booster tubes located retaining nozzles with integrated nozzles for supplying additional energy, with a gap forming a channel by the outer surface of the booster tubes and the inner surface of the retaining nozzles, which nozzles are connected to additional duct crimp attachments, characterized in that the inner conical surface is provided with a wavy crimp nozzle plate, and on the inner cylindrical surface of the main duct is formed a spiral groove depth of 0.2-0.3 of its thickness.