Заборное устройство распылителя

Изобретение относится к конструкциям роторных распылительных аппаратов и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности для аппаратурного оформления процессов упаривания, ректификации, дистилляции, абсорбции, мокрой пылеочистки и др. Заборное устройство распылителя содержит приводной вал, два коаксиальных цилиндра, меньший из которых жестко закреплен на валу, а к большему цилиндру посредством кольца прикреплено диспергирующее устройство. Между коаксиальными цилиндрами установлены три заборные лопатки, при этом каждая из лопаток выполнена из трех частей, угол подъема нижней прямой части принят 12°, средняя часть представляет собой дужку круга радиусом 0,01...0,02 м, верхняя прямая часть установлена под углом, принятым 45°, отношение длин нижней и верхней частей принято 1,16...1,42, а отношение суммарной длины частей лопатки к окружному шагу установки лопаток принято 0,5. Изобретение обеспечивает непосредственное увеличение поверхности контакта фаз и кратности циркуляции жидкости на контактном элементе и снижение энергозатрат на работу распылителя и роторного распылительного аппарата в целом. 2 ил.

 

Изобретение относится к конструкциям роторных распылительных аппаратов и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности для аппаратурного оформления процессов упаривания, ректификации, дистилляции, абсорбции, мокрой пылеочистки и др.

Известно /1/ заборное устройство распылителя в многоступенчатом роторном аппарате. Заборное устройство выполнено в виде ступенчатой винтовой втулки, внутри которой укреплена ленточная спираль, ограниченная вращающимся тонкостенным полым цилиндром.

Основным недостатком данного заборного устройства является его невысокая производительность.

Наиболее близким по техническому решению является заборное устройство распылителя /2/, содержащее приводной вал, два коаксиальных цилиндра, меньший из которых жестко закреплен на валу, и диспергирующее устройство, прикрепленное к большему цилиндру посредством кольца, отличающееся тем, что оно снабжено установленными между коаксиальными цилиндрами тремя заборными лопатками. Каждая из лопаток выполнена из двух частей, при этом угол подъема нижней части каждой лопатки составляет 9...12⁰, а угол подъема верхней части - 40...45°, отношение длин нижней и верхней частей лопаток принято 2,13, а отношение суммарной длины частей лопаток к окружному шагу установки лопаток b/t выбрано 0,5.

Недостатками этого заборного устройства являются: несовершенство конструкции заборных лопаток, вследствие чего он имеет недостаточную производительность и высокие удельные энергозатраты на организацию своей работы.

Цель изобретения - повышение производительности и снижение удельных энергозатрат заборного устройства.

Указанная цель достигается тем, что нижняя и верхняя части заборных лопаток соединяются дужкой круга радиусом R=10... 20 мм.

На фиг.1 представлено заборное устройство, вертикальное сечение; на фиг.2 - развертка лопаток по среднему диаметру заборного устройства.

Заборное устройство распылителя содержит приводной вал (не показан), два коаксиальных цилиндра 1 и 2, меньший цилиндр 1 жестко закреплен на валу, а диспергирующее устройство (не показано) с помощью диска 4 крепится к большему цилиндру 2. Между коаксиальными цилиндрами 1 и 2 установлены заборные лопатки - 5, каждая из которых выполнена из трех частей: нижней - 6, средней - 7, верхней - 8.

Нижняя часть лопатки - прямая пластинка длиной b₁, средняя - дужка круга радиусом R, нижняя - прямая пластинка длиной b₂. Нижняя часть установлена под углом α=12°, а верхняя - β=45°.

Заборное устройство работает следующим образом. По мере увеличения глубины h погружения в жидкость (от h₀ до h₃) возрастает запас потенциальной энергии жидкости перед входом в заборное устройство. Угол подъема нижней части лопатки α=12° обеспечивает плавное вхождение жидкости в заборное устройство при минимальном гидравлическом сопротивлении. По мере продвижения жидкости по нижней - 6 части заборной лопатки запас потенциальной энергии уменьшается. Для поднятия жидкости в диспергирующее устройство угол подъема верхней - 8 части лопатки принят β=45°. Для снижения гидравлического сопротивления движению жидкости по лопатке ее средняя - 7 часть выполнена в виде дужки круга радиусом R. Это позволит снизить гидравлическое сопротивление потоку движущейся в заборном устройстве жидкости и тем самым повысить производительность и снизить энергозатраты на организацию его работы.

Окружной шаг установки лопаток - t=π·D_cp/z, где π=3,14; D_cp - средний диаметр заборного устройства; z - число заборных лопаток.

Согласно проведенным испытаниям (см. протокол) заборное устройство с тремя заборными лопатками с b₁/b₂=1,16...1,47; R=0,01...0,02 м; b/t=0,5 (b - суммарная длина частей лопатки); α=12° и β=45° обеспечивает большую производительность при меньших удельных энергозатратах.

Положительный эффект от использования данного технического решения заключается как в непосредственном увеличении поверхности контакта фаз и кратности циркуляции жидкости на контактном элементе, так и снижении энергозатрат на работу распылителя и роторного распылительного аппарата в целом. В результате повышается эффективность проводимых процессов как на контактном элементе, так в аппарате в целом. Повышение производительности заборного устройства позволяет создавать компактные конструкции распылителей, интенсифицирует проводимые процессы за счет увеличения поверхности контакта фаз, плотности орошения и кратности циркуляции в роторном распылительном аппарате. Снижение энергозатрат на работу заборного устройства позволит снизить энергозатраты как на работу распылителя, так и аппарата в целом.

Литература

1. Коган В.Б., Харисов М.А. Оборудование для разделения смесе6й под вакуумом. М.: Машиностроение, 1976. - 376 с.

2. Сорокопуд А.В., Даниленко М.И. Заборное устройство распылителя: Патент № 2092248 - Опубл. в Б.И. 1997, №28.

Заборное устройство распылителя, содержащее приводной вал, два коаксиальных цилиндра, меньший из которых жестко закреплен на валу, а к большему цилиндру посредством кольца прикреплено диспергирующее устройство, снабжено установленными между коаксиальными цилиндрами тремя заборными лопатками, отличающееся тем, что каждая из лопаток выполнена из трех частей, при этом угол подъема нижней прямой части принят 12°, средняя часть представляет собой дужку круга радиусом 0,01...0,02 м, верхняя прямая часть установлена под углом принятым 45°, отношение длин нижней и верхней частей принято 1,16...1,42, а отношение суммарной длины частей лопатки к окружному шагу установки лопаток принято 0,5.