Роторный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для создания акустической и гидродинамической кавитации в проточной среде, и может быть использовано в химической, биологической, пищевой и других отраслях промышленности. Роторный аппарат содержит корпус с выходным и входным патрубками, а также статор 3 и ротор 6 с прорезями. Прорези ротора снабжены криволинейными пластинами 10, при этом кромки 8 выполнены скругленными и расположены концентрично пластинам 10, образуя каналы 14. Среда поступает в ротор через входной патрубок и продвигается по каналам 14 в прорези ротора и далее в прорези статора, подвергаясь при этом обработке. Прорези ротора выполнены наклонными, при этом угол наклона может быть различным. Данная конструкция обеспечивает интенсификацию процесса, повышает качество обработки и улучшает эксплуатационные характеристики роторного аппарата. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4271383/31-26 (22) 29.06.87 (46) 23.07.90. Бюл. № 27 (71) Московский институт химического машиностроения и Всесоюзный научно-исследовател ьски и би оте х нически и и нститут (72) Д. О. Иванов, Е. А. Мандрыка, В. С. Шубин, В. Л. Коленков, В. С. Молочков, А. К. Докин и В. Л. Накисько (53) 66.063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 789147, кл. В 01 F 7/28, 1980. (54) РОТОРНЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение . относится к аппаратам, предназначенным для создания акустической и гидродинамической кавитации в проточной среде, и может быть использовано в химической, биологической, пищевой и дру„„SU„„1579549 а1 . (51) 5 В 01 F 7/28

2 гих отраслях промышленности. Роторный аппарат содержит корпус с выходным и входным патрубками, а также статор 3 и ротор 6 с прорезями. Прорези ротора снабжены криволинейными пластинами 10, при этом кромки 8 выполнены скругленными и расположены концентрично пластинам 10, образуя каналы 14. Среда поступает в ротор через входной патрубок и продвигается по каналам

14 в прорези ротора и далее в прорези статора, подвергаясь при этом обработке. Прорези ротора выполнены наклонными, при этом угол наклона может быть различным. Данная конструкция обеспечивает интенсификацию процесса, повышает качество обработки и улучшает эксплуатационные характеристики роторного аппарата.

2 з. и. ф-лы, 3 ил. до направления, параллельного осям прорезей статора на выходе из прорезей ротора. Абсолютная скорость смеси полностью определяется скоростью течения смеси в прорезях ротора (V ) и тангенциальной скоростью вращения ротора (WR) в каждой точке его прорези. Проведенные исследования показали, что минимальное сопротивление истечения смеси приходится на диапазон углов между осями отверстий ротора и статора 91 — 135 . При этом увеличение производительности аппарата смещает оптимум к а=135, а увеличение произведения угловой скорости ротора на его радиус смещает оптимум к а=91 . Смещение величин угла от оптимума ведет к увеличению сопротивления аппарата.

Интенсификация процесса кавитации в предлагаемом аппарате путем увеличения ускорения импульса и модулируемой жидкости в прорезях ротора, достигаемого за счет скругления на входе смеси передних кромок, продолжения задних стенок ротора изогнутыми пластинами и наклона прорезей ротора, приводит к увеличению амплитуды отрицательного импульса давления.

Уменьшение сопротивления аппарата на входе обрабатываемой смеси в канал ротора, которое связано с относительным вращением смеси у внутренней поверхности ротора у известного и «нанизыванием» смеси на отверстия ротора в предлагаемом устройстве, приводит к увеличению положительного ускорения и скорости истечения обрабатываемого потока в каналах.

1579549

И зоб рете ние о тиос ится к а п па рата м, предназначенным для создания акустической и гидродинамической кавитации и высокочастотных механических колебаний в проточной среде, и может быть использовано в химической, биологической, пищевой нефтя1 p нои, машиностроительной, авиационной и в ряде других отраслей народного хозяйства для интенсификации различных физико-химических тепломассообменных, биологических и других процессов, протекающих в системе 10 жидкость-газ, жидкость-жидкость, жидкостьтвердое тело.

Цель изобретения — повышение производительности, качества обработки и улучшение эксплуатационных характеристик аппарата.

На фиг. 1 изображен роторный аппарат, разрез; ьа фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема скоростей течения смеси в аппарате.

Роторный аппарат содержит корпус 1 с выходным патрубком 2, цилиндрический или конический статор 3 с прорезями 4, входной патрубок 5, цилиндрический или конический ротор 6 с наклонными прорезями 7, имеющими передние 8 и задние 9 кромки по ходу вращения ротора 6. На зад25 них кромках 9 расположены криволинейные пластины 10, а передние кромки 8 выполнены скругленными и расположены концентрично пластинам 10. При этом отношение длины l прорезей к толщине b ротора 6 составляет!,4 — 4,0, а,угол а между осями 11 и 12 статора 3 и ротора 6 равен 91—

135 .

Корпус I и статор 3 образуют озвучиваемую зону 13, а пластины 1О и скруглен- З5 ные передние кромки 9 — изогнутые каналы 14.

Роторный аппарат работает следующим образом.

Обрабатываемая смесь из двух и более 40 компонентов поступает через патрубок 5 в ротор 6. В полости ротора 6 среда двигается к каналам 14. В момент совпадения прорезей 4 и 7 смесь захватывается криволинейными пластинами 10, двигается с ускорением, постоянно изменяя направления дви- 45 жения. По мере открывания прорезей 4 скорость смеси резко возрастает. При закрывании прорезей 4 статора 3 расход смеси достигает максимального значенйя, затем поток получает большое отрицательное ускорение, что вызывает отрицательный импульс давления, сопровождающийся явлением акустической и гидродинамической кавитации.

После обработки смесь выводится через патрубок 2, При совпадении отверстий ротора и статора обрабатываемая смесь движется по каналам ротора, плавно изменяя напра вление абсолютной скорости движения (V) от тангенциального на входе в прорези ротора

Уменьшение сопротивления аппарата при истечении смеси из отверстий ротора в отверстия статора, которое достигается путем создания угла между осями отверстий ротора и статора, равного углу поворота смеси, связанного с инерционностью среды при ее вращении в каналах ротора, приводит к увеличению отрицательного ускорения смеси при закрывании каналов, а следовательно, и к увеличению амплитуды импульсов давления.

Формула изобретения

1. Роторный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и коаксиально расположенные в нем ротор и статор в виде тел вращения с прорезями в боковых стенках, имеющими передние и задние кромки по ходу вращения ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, качества обработки, улучшения эксплуатационных характеристик, ротор с внутренней стороны снабжен криволинейными пластинами, расположенными на задних кромках прорезей, при этом прорези выполнены наклонными, а передние кромки скруглены и расположены концентрично пластинам.

1579549

Составитель И. Шеротнева

Редактор Л. Гратилло Техред А. Кравчук Корректор Л. Бескид

Заказ 1972 Тираж 517 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета flo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что отношение длины прорезей ротора к его толщине составляет -1,4 — 4,0.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что угол между осями прорезей ротора и статора,при совмещении прорезей в их поперечном сечении равен 91 — 135 .