Роторный гидроакустический диспергатор

 

Использование: диспергирование гитерогенных рабочих сред. Сущность изобретения: в корпусе 1 установлен ротор в виде лопаточного диска 7 с коаксиальными цилиндрами 2 с прорезями. В торцах цилиндров выполнены кольцевые проточки 10. 11. На выходе ротора установлен центробежный насос 14. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 01 F 7/28, 11/02

ГОсудАРственныЙ кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4627320/26 (22) 29.12.88 (46) 15.10.92, Бюл, № 38 (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений (72) А. Н, Докучаев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 709152, кл, В 01 F 7/28, В 01 F 11/02„1976, Авторское свидетельство СССР

¹ 335511778899, кл. В 01 F 7/28, 1970.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1088774, кл. В 01 F 11/02, 1986, ... Ы,, 1768267 А1 (54) РОТОРНЫЙ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ

ДИСПЕPГАТОР (57) Использование: диспергирование гитерогенных рабочих сред. Сущность изобретения: в корпусе 1 установлен ротор в виде лопаточного диска 7 с коаксиальными цилиндрами 2 с прорезями. В торцах цилиндров выполнены кольцевые проточки 10. 11.

На выходе ротора установлен центробежный насос 14, 4 ил.

1768267

Изобретение относится к оборудованию по производству минеральных удобрений методом гидроакустического воздействия на гетерогенные рабочие среды типа жидкость — жидкость, жидкость — газ, жидкость — твердое тело.

Изобретение может прлменяться в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности для проведения процессов диспергирования, эмульгирования, смешения, растворения, гомогенизации и: тому подобным физико-химических тепла-массоообменных процессов, Известен роторный аппарат гидроакустического воздействия, предназначенный для проведения указанных процессов, Аппарат содержит набор коаксиальных цилиндров с прорезями статор и ротор, выполненный в виде диска, на котором коаксиально установлены радиальные лопасти и цилиндры, размещенные между цилиндрами статора.

Обработка продукта в этом аппарате происходит в радиальных зазорах между вращающимися и неподвижными поверхностями. Этого недостаточно для интенсификации процесса, увеличения производительности и качества продукции, Известны роторные гидроакустические диспергаторы, которые устраняют частично отмеченные недостатки — см., например, устройства для аэрирования жидкости, выполненное по а. с. СССР М 351789. Данный аппарат-аналог содержит корпус с входными и выходными патрубками, перфорированнь|е ротор и статор с капиллярными каналами для подачи газа (пара) в рабочую зону.

Введение небольших количеств инертного газа позволяет значительно повысить эффективность гидродинамических явлений, возникающих за счет диспергирования и деформации пузырьков газа. Существенное влияние оказывает также подача пара, кавитационное захлопывание (конденсация) пузырьков которого позволяет существенно интенсифицировать тепловые и массообменные процессы. Такие аппараты могут быть успешно использованы не только в жидкостной экстракции, но и в процессах ферментации, хлорирования, удаления растворителей из растворов полимеров и др

Однако, они неприменимы там, где исключается подача газа или пара из-за низкой пропускной способности гидравлического тракта, из-за технологических соображений.

Поэтому более рациональным является повышение эффективности диспергирова5

55 ния путем создания повышенного перепада давлений на рабочих органах ротора-статора; увеличением числа диспергирующих органов ротора-статора; введение различных переточных отверстий в роторе или статоре, или и в роторе и в статоре (для увеличения поверхности контакта фаз).

По наибольшему количеству аналогичных узлов и деталей, масштабам и условиям применения, а также па использованию перспективных средств интенсификации процесса диспергирования, в качестве прототипа принята техническое решение роторного гидроакустического диспергатора, содержащего корпус с набором коаксиальных цилиндров с прорезями и ротор, выполненныл в виде диска с радиальными лопатками и отверстиями, по обе стороны которого укреплены коаксиальные цилиндры с прорезями, размещенными между циллндрами корпуса.

При;>аботе аппарата радиальные лопатки создают необходимый перепад давления на рядах рабочих органов ротора-статора, при перекрытии-совмещении которых возникают пульсации давления и перетоки рабочей среды через отверстия в диске ротора, которые улучшают процесс диспергирования, Основным недостатком прототипа является недостаточная эффективность диспергирования из-за низкой производительности и тонкости диспергирования.

Целью настоящего лзобретения является повышение производительности и качества диспергирования.

Поставленная цель достигается тем, что роторный гидроакустический диспе ргатор, содержащий корпус с набором коаксиальныx цилиндраB с прорезями и ротор, выпоR ненный в виде диска с радиальными лопатками и отверстиями, па обе стороны которого укреплены коаксиальные цилиндры с прорезями, размещенные между цилиндрами корпуса, имеет на роторе с торцев коакслальных цилиндров кольцевые проточки и дополнительную центробежную насосную ступень на выходе.

Новые признаки позволяют увеличить число рабочих органов, в частности, путем последовательного расположения роторстаторных элементов с обоих торцев ротора (что известно) плюс кольцевые канавки (что является новым), Однако, в одной рабочей паре теряется в среднем 1l,5 — 2 атмосферы давления, Типовые центробежные насосы развивают 4 — б атм, давления. Следовательно, чтобы все ступени рабочих органов работали эффектлвно. необходимое и

1768267 достаточное число их должно быть не более

2 — 4. Нашими экспериментальными дан ными установлено, что если тот же типовой центробежный насос, развивающий 4 — 6 атм, давления расположить на выходе из ротора (а не на входе), то на всех рядах рабочих органов возникает разряжение до

0,5 атм„а на выходе из насоса — напор до

2,5 атм. Этого разряжения (0,5 там,) вполне достаточно для интенсификации кавитационнь:х явлений, равнозначных по всей эффективности перепаду избыточного давления в 1,5 — 2 атм, А избыточно развиваемый напор (2,5 атм,) полезно использовать для осуществления "схлопывающейся" кавитации и транспортирования рабочей среды от диспергатора к потребителю.

В торцевых кольцевых канавках ротора происходит вихревое течение, разрываемое затопленными струями при совпадении роторно-статорных прорезей и "схлопывающаяся" ка вита ция при перекрытии роторно-статорных прорезей и повышение давления из-за этого в кольцевых канавках.

На фиг. 1 схематически изображен роторный гидроакустический диспергатор, продольный разрез; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг, 4 — разрез  — В на фиг. 1.

Роторный гидроакустический диспергатор состоит из корпуса 1, снабженного переднерасположенным набором прорезных коаксиальных цилиндров 2 с входным патрубком 3, заднерасположенного набора коаксиальных прорезей цилиндров 4, цилиндрической прорезной вставки 5 и ротора 6, выполненного в виде лопаточного диска 7, по обе стороны которого укреплены коаксиальные цилиндры 16 с прорезями 8, 9 и выполнены кольцевые прорезные проточки 10, 11. Ротор 6 может иметь радиальные лопатки 12, Ротор 6 монтируется на приводном валу 13 перед центробежным насосом 14, снабженным выходным патрубком 15.

Рабочая среда, например, суспензия подается во входной патрубок 3. Далее рабочая среда радиальными лопатками 12 и за счет разряжения, создаваемого центробежным насосом 14, прокачивается через переднерасположенный набор прорезных коаксильных цилиндров 2, заднерасполо5 женный набор коаксиальныx прорезных цилиндров 4, через цилиндрическую прорезную вставку 5 и центробежным насосом 14 выбрасывается через выходной патрубок 15 к потребителю, 10 При этом в кольцевых проточках 10, 11 при переменном совпадении — перекрытии прорезей 8, 9 ротора с прорезями коаксиальных цилиндров 2, 4 и вставки 5 возникают попеременно вихреобразования, 15 пульсации давления и кавитационные явления, вызывающие тонкое измельчение твердых компонентов рабочей среды. Причем, твердые компоненты задерживаются в проточке 11 и в полости корпуса 1 до полного

20 измельчения, точнее до размеров характеризуемых их скоростью витания в центробежном поле.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается B высокой произ25 водительности и хорошем качестве продукции. Опытные, сравнительные с прототипом, испытания роторного гидроакустического диспергатора на органическом красителе показали, что при

30 производительности 7 м /ч, п = 3000 об/мин; з

N = 7 кВт тонкость диспергирования менее

3 мкм достигалась за 2 ч, Прототип обеспечивал данную тонкость диспергирования при этих условиях за 10 ч.

Формула изобретения

Роторный гидроакустический диспергатор, содержащий корпус и установленный в нем ротор в виде лопаточного диске с коак40 сиальными цилиндрами с прорезями, установленными между коаксиальными цилиндрами корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества диспергирования, ро45 тор снабжен а выходе дополнительным центробежным насосом, а в коаксиальных цилиндрах лопаточного диска с торцов вы полнены кольцевые проточки.

1768267

1768267

Составитель А. Докучаев

Техред М.Моргентал Корректор Н. Милюкова

Редактор B. Фельдман

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3603 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5