Роторный аппарат

 

Использование: проведение процессов смешения, диспергирования, классификации , гомогенизации,экстракции в системах жидкость-жидкость, жидкость-газ, жидкость-твердое тело, газ-газ, газ-твердое тело и газ-жидкость-твердое тело. Сущность изобретения: ротор состоит из пакета установленных с осевым зазором дисков 9 увеличивающегося по ходу потока диаметра . Диски 9 выполнены с радиальными прорезями 12 и боковой конической поверхностью 11, расширяющейся по ходу потока. 5 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 01 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТHOE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904106/26 (22) 22,01.91 (46) 15,03.93, Бюл. ¹ 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический и проектный институт гербицидов и регуляторов роста растений с экспериментальным заводом (72) Г.А.Сергеев, А,В.Казачанский, А.П.Щебланов и А,Я,Шмелев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1044826, кл. F 04 D 5/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 860847, кл. В 01 F 7/26, 1979.. .Ю „„1801565 А1 (54) РОТОР НЫЙ АППАРАТ (57) Использование: проведение процессов смешения, диспергирования, классификации, гомогенизации, зкстракции в системах

"жидкость-жидкость", "жидкость-газ", "жидкость-твердое тело", "газ-газ", "газ-твердое тело" и "газ-жидкость-твердое тело". Сущность изобретения: ротор состоит из пакета установленных с осевым зазором дисков 9 увеличивающегося по ходу потока диаметра. Диски 9 выполнены с радиальными прорезями 12 и боковой конической поверхностью 11, расширяющейся по ходу потока. 5 ил.

1801565

25

45

55

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к роторным аппаратам, предназначенным для проведения процессов смешения, диспергирования, классификации, гомогенизации и зкстракции в системах жидкость-жидкость, жидкость-газ, жидкость-твердое тело, гэзгаз, газ-твердое тело и газ-жидкость-твердое тело, может применяться в строительной, пищевой, фармацевтической, лакокрасочной, косметической и других отраслях промышленности.

Целью настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков, то есть повышение эффективности работМ.

На фиг.1 схематически показан роторный аппарат в продольном разрезе; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.,1; нэ фиг.З— сечение Б — Б на фиг.2; (пазы расположены в дисках друг против друга); на фиг,4 — сечение Б — Б на фиг.2 (расположение пазов в дисках со смещением пазов относительно друг друга);на фиг.5- схема .образования гэзодинамической или гидравлической

"псевдолопатки", стрелками показано направление движения потока.

В- — плоскость косого скачка давления; (л — угловая скорость ротора; чд — скорость дисков, чт — тангенциальная скорость потока;

v — скорость скольжения нотока;

vH — скорость нагнетания потока "псевдолопаткой" В-В;

vo — осевая скорость потока.

Роторный аппарат состоит из сборнорэзборного корпусов 1, 2, снабженных входн ым патрубком 3, для подачи обрабатываемой среды, выходным патрубком 4 для отбора тонкодисперсной фракции, патрубком 5 для отбора крупнодисперсной фракции и патрубком 6 для ввода технологических жидких, твердых или газообразных компонентов в обрабатываемую среду. В корпусе 1,2 выполнена кольцевая камера 7 и коническая полость 8, в которой с осевым зазором расположены диски 9 ротора 10 увеличивающегося по ходу потока диаметра. Разновеликие диски 9 снабжены бокоBblMM коническими поверхностями, (боковыми скосами 11), расширяющимися по ходу потока и радиальными прорезями

12. Диски 9 крепятся на приводном валу 13 ротора 10 непосредственно или с помощью дистанционных крепежных элементов 14 так, чтобы радиальные прорези 12 были расположены друг против друга или со смещением относительно друг друга, например на

1/3 ширины паза. Приводной вал 13 снабжен уплотнением 15 и масленкой 16 для принудительной подачи смазки.

Роторный аппарат работает следующим образом.

Обрабатываемая среда, например, суспензия подается во входной патрубок 3 и по радиальным прорезям 12 распределяется между дисками 9 и в конической полости 8, Ротор 10 приводится во вращение от приводного вала 13, За счет трения обрабаты-. ваемой среды о поверхность дисков 9 и эффекта Бернулли при течении жидкости в каналах, имеющих различную площадь проходного сечения (17 — между дисками 9; 18 — между боковыми скосами 11 дисков 9 и поверхностью конической полости 8, 19— между поверхностью конической полости 8 и радиальными пазами 12 дисков 9) возникают пульсации давления от вакуума до избыточног0 и центробежное поле. В частности, в полости 17 между дисками 9 возникает зона разрежения, В зазорах 18 между боковыми скосами 11 дисков 9 и внутренней поверхностью конической полости 8 возникает зона разрежения. В полостях 19 между внутренней поверхностью конической полости 8 и стенками радиальных прорезей 12 дисков 9 возникает зона повышенного давления, Т.к. ротор 10 вращается, а стенки внутренней конической полости 8 неподвижны, то возникают бегущие волны разряжения-сжатия, Эти волны периодически воздействуют на обрабатываемые частицы суспензии, создавая в них пульсации давления с большой амплитудой — от положительного до разряжения. Суспензия, проходя через диски 9 подвергается механическому истиранию, срезу и удару, диспергируется. Далее она подвергается пульсационной обработке и гидроакустическому воздействию (последнее наступает, при окружных скоростях ротора 10 более 21 м/с) и выбрасывается в кольцевую камеру 7, За счет инерции потока и его нагнетания, в кольцевой камере 7 обрабатываемая суспензия закручивается в торообразный вихрь. B центре вихря возникает зона пони женного давления (а для газов и пониженной температуры), вплоть до разрывов жидкости и кавитационного схлопывания ее, а на периферии — зона повышенного давления (а для газов и повышенной температуры). Крупные и более плотные частицы суспензии отбрасываются к периферии и выносятся потоком вновь в зону механического действия дисков 9 на повторное диспергирование или отводятся из кольцевой камеры 7 по патрубку 5 к потребителю. Мелкие частицы собираются в центре торообразного вихря, откуда отводятся через

1801565 патрубок 4 — к потребителю тонкодисперсной суспензии.

При необходимости смешать суспензию с другими компонентами (реагентами), их вводят через патрубок 6. Компоненты попадают на диски 9, разбиваются ими и разбрасываются. Поток обрабатываемой среды подхватывает их, смешивает и нагне, тает в кольцевую камеру 7 - на многократную циркуляцию. Готовые продукты, сырье и полуфабрикаты отводятся через соответствующие патрубки 4 и/или 5.

Если роторный аппарат работает на средах .газ-газ или газ-твердое тело, то в уплотнении 15 через масленку 16 принудительно подают смазку.

Технико-экономическая эффективность роторного аппарата заключается в его широких функциональных возможностях. В частности роторный массообменный аппарат можно использовать для размельчения взвешенных частиц при их проходе через рабочие органы ротора до определенной заданной зернистости: перемешивания веществ плохо поддающихся смешению при нормальных условиях; управления химическими реакциями, например, путем регулируемой подачи самых небольших примесей; увеличения скорости регулирования за счет резкого увеличения поверхности раздела фаз; изменения формы, структуры и состояния веществ, например за счет расплавления их при циркуляции в замкнутом контуре кольцевой камеры; проведения взаимоисключающих технологических операций в одном аппарате, например газификации жидкости путем подачи газа через патрубок

5 6 и дегазации жидкости путем отвода газа через патрубок 4, а жидкости через патрубок 5; для обработки газообразных,жидких и твердых сред или их различных соотношений; для обработки сред, загрязненных ино10 родными механическими включениями, например, использование аппарата в качесгае насоса-очистителя; для обработки сред в условиях высокой надежности: ибо в заявляемом роторном массообменном аппарате

15 нет статора, шнеков, и других устройств, поэтому число возможных поломок снижается, Изобретение просто в изготовлении и надежно.

Формула изобретения

20 Роторный аппарат, содержащий корпус с конической полостью, в которой соосно расположен ротор, состоящий из пакета ди- сков увеличивающегося по ходу потока диаметра, боковая поверхность которых

25 образует зазор со стенкой полости, сопряженной с кольцевой камерой, сообщенной со средством вывода потока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, диски установлены

30 с осевым зазором относительно друг друга и выполнены с радиальными прорезями и боковой конической поверхностью, расширяющейся по ходу потока.

1801565

1801565

17 12

В Vñ Vp бФ

Составитель А.Мазгаров

Техред М.Моргентал Корректор М.Керецман

Редактор В.Трубченко

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

Заказ 809 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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