Роторный аппарат

 

Использование: обработка жидких сред. Сущность изобретения: роторный аппарат содержит патрубки подвода и отвода, ротор и статор с сужающимся кольцевым каналом постоянной ширины. Статор выполнен в виде конуса. На наружной поверхности конуса выполнены спиральные выступы с шагом, уменьшающимся в сторону вершины конуса . Сужающийся кольцевой канал образован между наружной поверхностью статора и внутренней поверхностью корпуса. На внутренней поверхности корпуса выполнены спиральные канавки с шагом, уменьшающимся в сторону сужения и равным шагу выступов статора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 01 F 7/28

ГОСУДАРСТВЕН<ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 3 4

4) ()

О (21) 4820501/26 (22) 26.04.90 (46) 07.11.92. Бюл. М 41 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) М.А.Промтов, В.M.×åðâÿêîâ, Ю.В.Воробьев и В.И.Тебекин (56) Авторское свидетельство СССР

Q 1296232, кл. В 06 В 1/18, 1987 (публ.) (54) РОТОРНЫЙ АППАРАТ (57) Использование: обработка жидких сред.

Сущность изобретения: роторный аппарат

Изобретение относится к устройствам для интенсивной обработки жидких сред и может быть использовано в химической, нефтяной, машиностроительной, биологической и других отраслях народного хозяйства для проведения и интенсификации различных физико-химических, биологических и тепломассообменных процессов в системах жидкость — жидкость.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для физико-химической обработки среды, содержащее корпус с крышкой, установленные в корпусе и имеющие на рабочих поверхностях отверстия статор и полый ротор, установленный на валу со шнеком, конический кольцевой канал, образованный рабочими поверхностями статора и крышки, а также патрубок для отвода среды, выполненный в виде сопла Лаваля и входной патрубок. К недостаткам этого устройства надо отнести малое время обработки среды в устройстве и невысокая турбулиэация потока, . Ж 1773469 А1 содержит патрубки подвода и отвода, ротор и статор с сужающимся кольцевым каналом постоянной ширины. Статор выполнен в виде конуса. На наружной поверхности конуса выполнены спиральные выступы с шагом, уменьшающимся в сторону вершины конуса. Сужающийся кольцевой канал образован между наружной поверхностью статора и внутренней поверхностью корпуса, На внутренней поверхности корпуса выполнены спиральные канавки с шагом, уменьшающимся в сторону сужения и равным шагу выступов статора. 1 ил.

Цель изобретения — интенсификация процессов эмульгирования и тепломассообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в роторном аппарате, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода обрабатывае- . мой среды, внутри которого размещены ротор и статор, выполненный в виде конуса, на наружной поверхности которого выполнены специальные выступы с шагом, уменьшающимся в сторону вершины конуса, сужающийся кольцевой канал, образованный наружной поверхностью статора и внутренней поверхностью корпуса, на которой выполнены спиральные канавки с шагом, уменьшающимся в сторону сужения и равным шагу выступов статора.

При анализе известных технических решений не обнаружены решения, имеющие признаки, сходные с совокупностью отличительных признаков предлагаемого изобретения.

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что заявляемое тех1773469 ническое решение обладает существенными отличиями.

На чертеже изображен роторный BïëBрат, Роторный аппарат содержит корпус 1 с патрубком подвода 2 M отвода 3 среды, соосно расположенные в нем ротор 4 с каналами 5 и статор 6 с каналами 7, Иа внутреннем конусе кольцевого сужающегося канала 8 выполнены спиральные выступы 9, шаг которых уменьшается в сторону вершины конуса, а на наружном конусе кольцевого сужающегося канала 8— идентичные спиральным выступам 9 спиральные KBHBBKM 1О.

Роторный аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая среда под давлением поступает через входной патрубок 2,проходит через каналы ротора 5, каналы ста гара 7, сужающийся кольцевой канал

8 и выводится из аппарата через выходной патрубок 3. При вращении ротора 4 происходит периодическое перекрытие и совпадение каналов ротора 5 с каналами статора

7. Вследствие этого в обрабатываемой среде генерируются пульсации давления и скорости потока, которые инициируют акустическую и гидродинамическую KBBMTBци,о, Спио»альные выст пы 9 и спиральные канавки 10 способству.от турбулизации среды. Следуя закачу сохранения энергии жидKоcTb cTоеMMTcЯ пРОATM»KОHMчgPKMA кольцевой канал по наименьшему пути. Однако этому препятствует спиральная навив; ка, что приводит к повь.шению сдвиговых усилий в потоке, срыву вихрей при обтекаI нии верхней части потока среды спиральной навивки и его турбулизации.

Кроме повышения Скоро»сти истечения, вследствие уменьшения проходного сечения конического кольцевого канала 8 скоропо то» а та к »ке у велич»и вается из а уменьшения шага спиральных выступов 9, так как оасстояние между соседними витками уменьшается по мере уменьшения диаметра конуса.

При увел»ичении скорости ПОтока егО турбулизация увеличивается, что интенси- фицирует процесс теплоотдачи стенкам сужающегося кольцевого канала 8.

Известно, что при увеличении скорости потока давление в немпадает, а увеличение перепада давлений благоприятно сказывается на процессе развития кавитации, как акустический, так и гидродинамической.

Закрученный, вихреобразный поток вь»рывается из кольцевого сужающегося канала 8 и распыляется в выходном патрубке 3.

Практически, выходной участок сужающегося кольцевого канала 8 работает, как форсунка, из-за сильной завихренности потока и срыва с острых кромок, Кроме того, при срыве с острых кромок и при резком изменении проходного сечения, в выходном патрубке 3 развивается интенсивная гидродинамическая кавитация, Общее падение статического давления за счет увеличения пути, пройденного потоком жидкости, и ее турбулизацию, как уже отмечено в прототипе, после воздействия акустическим полем, способствует эффективности процесса кавитации. Образовавшиеся кавитационные пузырьки выносятся в выходной патрубок 3 и там схлопываются, так как проходное сечение патрубка 3 больше, чем проходное сечение выходной части сужающегося кольцевога канала 8, вследствие чего скорость потока падает и давление в выходном патрубке 3 увеличивается.

Турбулизация потока и интенсивная экустическая и гидродинамическая кавитация существенно интенсифицирует процессы массообмена и эмульгирования.

Кавитационные пузырьки в процессе схлопывания и пульсаций, B также турбулентные пульсации скорости способствуют уменьшению диффузионного слоя, развивают поверхность фазового контакта при пооведении массообменных процессов.

При эмульгировании несмешивающихся жидкостей мелкомасштабные пульсации скорости и давления при развитой кавитации и турбулентности потока открывают капельки от диспергируемой жидкости, способствуют их дроблению и равномерному распределению по всему объему.

Формула изобретения

Роторный аппарат, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода Обрабатываемой среды, внутри которого размещены ротор и статор с сужающимся кольцевым каналом постоянной ширины, о т л и ч а юшийся тем, чта, с целью интенсификации процессов змульгиравания и тепламассообмена, статор выполнен в виде конуса, на наружной поверхности которого выполнены спиральные выступы с шагом, уменьшающимся в сторону вершины конуса, а сужающийся кольцевой канал образован между наружной поверхностью статора и внутренней поверхностью корпуса, на которой выполнены спиральные канавки с шагом, уменьшающимся в сторону сужения и равным шагу выступов статора.

1773469

5 8 1 б 5

Составитель M.Ïðîìòîâ

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Мотыль

Редактор

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

Заказ 3884 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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