Лабораторный реактор

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному и химическому машиностроению и может использоваться в качестве оборудования для проведения реакций в системах жидкость - жидкость, жидкость - газ, жидкость - твердое тело в нефтепереработке, строительстве, пищевой, парфюмерной, лакокрасочной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: лабораторный реактор представляет собой емкость - мешалку с технологическими штуцерами. В качестве мешалки используется статор с прорезями, в котором коаксиально размещен зубчатый ротор с отверстиями. В статоре расположен золотник, соединяющий верхнюю часть емкости с нижней и наружную окружающую среду с полостью емкости через отверстия в роторе и прорези в статоре. Такая конструкция лабораторного реактора расширяет сферу его применения и интенсифицирует осуществляемый в нем тот или иной технологический процесс. 9 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному и химическому машиностроению, в частности к оборудованию, предназначенному для проведения и активации реакций в системах жидкость-жидкость, жидкость-газ и жидкость-твердое тело.

Изобретение может применяться в качестве тепломассообменного аппарата, смесителя, эмульгатора, суспендиатора, гомогенизатора, диспергатора, газификатора, дегазатора и других гидроакустических устройств, предназначенных для использования как в химии, так и в нефтепереработке, строительстве, пищевой, парфюмерной, лакокрасочной и других отраслях промышленности.

Известен реактор, содержащий корпус, снабженный концентрическими прорезными цилиндрами и втулочной опорой, через которую проходит приводной вал ротора, снабженного крышкой с концентрическими прорезными цилиндрами, диспергирующими телами и лопастями, с помощью которых ротор соединен с приводным валом. При вращении приводного вала обрабатываемая среда проходит через прорези неподвижных и вращающихся цилиндров и диспергирующие тела, которые под действием центробежных сил прижимаются к неподвижному погружному цилиндру, дополнительно измельчают твердые частицы рабочей среды.

Недостатком аналога являются большие потери на трение, потребность в мощной системе охлаждения (за 20 мин 10 л рабочей среды нагреваются до 90^оС), недостаточные диспергирующий и гомогенизирующий эффекты. Кроме того, данный РПА недостаточно многофункционален. В частности, он не может работать как газификатор [1] Известно устройство для диспергирования газа в жидкости, содержащее закрытый центробежный насос с приводом, помещенный в жидкость, нахо- дящуюся в емкости, со всасывающей камерой для подачи газа и жидкости на вход в лопастное колесо центробежного насоса [2] При работе газификатора на входе в лопастное колесо образуются сильные завихрения, вызывающие образование эмульсии газа в жидкости. Эмульсия поступает в лопастное колесо и с силой выбрасывается им в газифицируемую жидкость. Данное техническое решение позволяет диспергировать и смешивать несжимаемую жидкость с разряженным газом, поступающим в большом объеме во всасывающую камеру, а также смешивать жидкости с жидкостью либо с каким-либо порошкообразным веществом.

Недостатком данного аналога является плохая диспергирующая и гомогенизирующая способность.

По наибольшему количеству аналогичных узлов и деталей, масштабам и условиям применения за прототип изобретения принято устройство для перемешивания жидких сред [3] Лабораторный реактор содержит вертикальные, коаксиально расположенные, конусообразные статор с патрубком, переходящим во всасывающую камеру, ротор, снабженный крыльчаткой и продольными зубцами на боковой поверхности и циркуляционную камеру.

Реактор работает как проточный или погружной аппарат. В последнем случае он помещается в емкость с обрабатываемой средой. Обрабатываемая среда поступает по входному патрубку во всасывающую камеру и нагнетается элементами ротора к периферии. Далее поток подхватывается продольными зубцами ротора, подвергается кавитационному воздействию и выбрасывается крыльчаткой к потребителю и на циркуляцию во всасывающую камеру [3] Основным недостатком данного прототипа является узкая сфера применения. Другим недостатком прототипа является неудовлетворительная интенсивность технологического процесса (смешения, диспергирования, суспендирования, гомогенизации, растворения, газификации и т.д.).

Целью изобретения является повышение интенсивности технологического процесса и расширение сферы применения.

Поставленная цель достигается тем, что лабораторный реактор, содержащий вертикальные, коаксиально расположенные конусообразные статор с патрубком и кольцевой камерой и ротор, снабженный нагнетательными элементами в виде отверстий и зубьев, имеет золотник, расположенный в патрубке статора.

Снабжение лабораторного реактора золотником само по себе ничего не дает. Снабжение реактора золотником, расположен- ным в патрубке статора, позволяет конструктивно просто соединять циркуляционными каналами нагнетательные и всасы- вающие полости лабораторного реактора с рабочими органами ротора-статора и технологическими штуцерами подвода-отвода рабочих сред. Это расширяет функциональ- ные возможности и позволяет интенcифи-цировать технологический процесс за счет создания линий и полостей циркуляции и настраивать процесс на оптимальный режим.

На фиг. 1 схематически изображен лабораторный реактор в продольном разрезе, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б и В-В на фиг. 1 (позиция 1 положение золотника в сечении Б-Б и В-В при эмульгировании, диспергировании, суспендировании, перемеши- вании, гомогенизации, отгонке, экстракции; позиция 2 положение золотника в сечениях Б-Б и В-В при пеногашении; позиция 3 положение золотника в сечениях Б-Б и В-В при дегазации, деаэрации; позиция 4 положение золотника в сечениях Б-Б и В-В при проведениии процессов аэрации, флотации, отмывке, очистке, вакуумировании, газификации); на фиг. 4 узел ротора-статора фиг. 1, общий вид. на фиг. 5 узел ротора-статора (продольный разрез Г-Г на фиг. 4); на фиг. 6 узел крышки люка фиг. 1, общий вид; на фиг. 7 узел крышки люка фиг. 6 (продольный разрез Д-Д); на фиг. 8 вид по стрелке Е на фиг. 7 (вариант расположения технологических штуцеров и патрубков на крышке люка); на фиг. 9 вид со стороны привода на днище лабораторного реактора (вариант расположения штуцеров на днище).

Лабораторный реактор содержит обогреваемо-охлаждаемую емкость 1 с приводом 2 ротора 3, технологические штуцеры 4-8, патрубок 9, статор 10 и золотник 11. Вал привода 2 соединен с помощью гибкой прорезной промежуточной втулки 12 с ротором 3. Гибкая прорезная промежуточная втулка 12 выполнена в виде прорезной пружины, что позволяет компенсировать все неточности сборки и монтажа привода 2, ротора 3, оси 13 и подшипника 14. Ось 13 выполнена пустотелой, укреплена с помощью резьбового соединения в днище 15 емкости 1 и застопорена гайкой 16. Подшипник 14 стационарно закреплен своим внутренним кольцом на оси 13, а наружным в роторе 3 и снабжен сальниковым уплотнением 17. Регулировку сальникового уплотнения 17 осуществляют путем перемещения оси 13 по своей резьбе до устранения течи через контрольное отверстие 18. Ротор 3 имеет зубчатые конические поверхности 19, 20 и нагнетательные каналы 21, 22, выполненные в виде пазов или отверстий. Последнее предпочтительнее с точки зрения уменьшения энергозатрат и мощности привода.

Статор 10 имеет ответную зубчатым коническим поверхностям 19, 20 ротора 3 конусную часть с пазами 23, кольцевую камеру 24 и резьбовую втулку 25 с верхним 26, нижним 27 отверстиями и переточной трубкой 28, соединяющей кольцевую камеру 24 с внутренней полостью термогильзы 29. Резьбовая втулка 25 герметично и подвижно смонтирована в крышке люка 30 емкости 1, снабжена рисками 31 позиций положения золотника 11 в ней и имеет гайку 32 для фиксации в крышке люка 30 и регулировки величины радиального зазора 33. Золотник 11 выполнен в виде термогильзы 29, снабженной верхним распределительным диском с прорезью 34, нижним распредели- тельным диском с прорезью 35 и каналом 36 под переточную трубку 28 и монтажной пробкой 37 со стрелкой 38 указания позиции золотника 11 в резьбовой втулке 25 статора 10. В монтажной пробке 37 размещается технологический штуцер 4 с регулирующим вентилем 39. Технологические штуцеры 4-8 и патрубок 9 имеют различное назначение и поэтому их целесообразно выполнить в виде кранов с ниппельно-резьбовым разъемом и снабдить заглушками 40.

Лабораторный реактор подготавливают к работе следующим образом.

Вращение от привода 2 через гибкую прорезную промежуточную втулку 12 передается ротору 3, смонтированному на наружном кольце подшипника 14 с возможностью вращения относительно стационарного внутреннего кольца подшипника 14 и сальникового уплотнения 17, которое закреплено неподвижно на оси 13.

Вращением резьбовой втулки 25 устанавливают оптимальную величину радиального зазора 33-(0,0-3,0 мм). Загрузку емкости 1 осуществляют либо через патрубок 9 и технологические штуцеры 4-8, что предпочтительнее, либо сняв крышку люка 30 вместе со статором 10 и золотником 11, либо через внутреннюю полость статора 10, демонтировав предварительно золотник 11. Разгрузку емкости 1 предпочтительно осуществлять через верхние технологические штуцеры 4 и 5 и патрубок 9 или через нижние технологические штуцеры 7, 8.

Привод 2 целесообразно иметь электрический, коллекторный, например, типа КУВ-071, n 15000 об/мин, ТУ 16.613.245-76, так как его число оборотов легко и просто регулировать.

Лабораторный реактор может работать как в непрерывном, так и в периодическом режиме на жидких, порошкообразных и газообразных средах или их комбинациях. При этом золотник 11 устанавливают в одну из позиций, приведенных на фиг. 3. Штуцеры и патрубки, не участвующие в работе, заглушают. Штуцеры и патрубки, участвующие в работе, соединяют с источником сырья и потребителями продукции.

Типовые примеры работы лабораторного реактора приведены ниже.

Диспергирование проводят следующим образом.

Это основной режим работы лабораторного реактора, так как практически процесс диспергирования имеет место при смешении, эмульгировании, гомогенизации, суспендировании и всех остальных физико- химических процессах.

При диспергировании золотник 11 переводят в позицию 1 (см. фиг. 3). Верхнее отверстие 26 открыто и совпадает с прорезью 34. Нижнее отверстие 27 также открыто и совпадает с прорезью 35. Канал 36 закрыт.

Через штуцеры 5, 7, 8 подают в емкость 1 компоненты рабочей жидкости, подвергаемые обработке. При меньшем количестве компонентов, в частности при диспергировании системы жидкость-твердое тело-газ, через один из технологических штуцеров (например, штуцер 5) емкость 1 заполняют рабочей жидкостью. Твердые порошкообразные продукты загружают при снятой крышке люка 30 или в виде суспензии через штуцер 8. Отвод готовой продукции производят через патрубок 9. А забор газа производится из верхней части емкости 1 через отверстие 26. Вращение от привода 2 через гибкую прорезную промежуточную втулку 12 передается ротору 3. При этом его зубчатые нагнетательные элементы 20, 22 засасывают через верхнее 26 и нижнее 27 отверстия компоненты среды, смешивают и диспергируют их в кольцевой камере 24 и выбрасывают в емкость 1 через радиальный зазор 33. В кольцевой камере 24 создается кольцевой вихрь, который вращается вокруг своей оси одновременно с ротором 3, приобретая тангенциальную скорость. Накладываясь друг на друга, эти две скорости формируют в кольцевой камере 24 поток с ориентацией в различных плоскостях. Это повышает производительность и степень гомогенизации процесса. Кольцевой вихрь постоянно получает импульс напора от нагнетательных элементов 20, 22 ротора 3 и постоянно тратит его на перемешивание и преодоление сопротивления при движении через кольцевой щелевой радиальный зазор 33. Выходя из него, струя потока смешивается с рабочей средой, находящейся в нижней полости емкости 1, закручивая ее и выбрасывая вверх отраженным ударом от поверхности днища 15. Одновременно нижние слои рабочей среды с находящимися в ней твердыми порошкообразными частицами постоянно засасываются через отверстия 21 ротора 3 и при совпадении прорезей 23 с отверстиями 21 выбрасываются в емкость 1 в виде кавитирующей струи. При этом давление в зазоре 33 падает и рабочая среда, находящаяся в кольцевой камере 24, эжектируется в прорези 23 и далее в полость емкости 1. При перекрытых прорезях 23 давление в зазоре 33 поднимается и поток разделяется на два. Один поток движется по зазору 33 к днищу 15 емкости 1, барботируя, перемешивая и диспергируя рабочую среду. Второй поток движется вверх по зазору 33, закрывая выход из кольцевой камеры 24 и создавая в ней гидравлический удар. Далее прорези 23 вновь совпадают с нагнетательными отверстиями 21 ротора 3. Давление в зазоре 33 резко падает. Это вызывает падение давления в кольцевой камере 24 и разрыв жидкости в ней.

Таким образом, в зазоре 22 и кольцевой камере 24 возникают кавитационные явления, пульсация давления с большими амплитудами, механическое и гидравлическое истирание и разрушение частичек рабочей среды, что интенсифицирует процесс обработки и повышает качество диспергирования.

В положении золотника 11 в позиции 1 можно осуществлять ряд аналогичных указанным процессов обработки рабочей жидкости, например процесс дистилляции воды, нефти и т.п.

Лабораторный реактор в режиме дистилляции работает следующим образом.

Если обезвоженную обессоленную нефть, находящуюся в емкости 1, подвергнуть многократной циркуляции по системе элементов 1-27-20-24-19-33-23-1 и по системе элементов 1-21-33-23-1, то нефть начнет нагреваться и возникнет возможность разделения ее на фракции, разделяющиеся температурными пределами перегонки. Получаемые пары отбираются через штуцер 5 и конденсируются в дистиллят, а остаток сливается через штуцер 7. Необходимую температуру процесса замеряют путем опускания термометра в термогильзу 29, для чего штуцер 4 демонтируют, а регулируют температуру путем пропускания теплохладоагента через рубашку емкости 1. Перегонка (дистилляция) может быть осуществлена однократным, многократным или постепенным испарением.

При диспергировании жидких соединений, некоторых компонентов, например содержащих гидроксильные группы, выделяется большое количество пены. Образующаяся в верхней части емкости 1 пенная шапка (если ее не отводить) постепенно заполняет весь внутренний объем емкости 1. Рабочая среда жидкая превращается в пенный коктейль, который гасит акустические колебания и кавитационные явления. Процесс диcпергирования нарушаетcя. Поэтому диcпергирование cоединений, содержащих гидроксильные группы, рекомен- дуется проводить в режиме пеногашения.

Пеногашение производят следующим образом. Золотник 11 переводят в позицию 2. Отверстие 26 открыто и совпадает с прорезью 34. Отверстие 27 и канал 36 закрыты. Прорезь 35 открыта. В этой позиции золотника 11 можно проводить те же операции, что и в позиции 1, но с гашением пенной шапки. Пенная шапка засасывается через отверстие 26 и циркулирует через слой жидкости, находящийся в емкости 1 по системе элементов 1-26-34-35-22-24-33-23-1. Циркуляция происходит в силу нагнетающего действия зубчатых поверхностей 20, 19 ротора 3 и эжекционного эффекта в зазоре 33 при совпадении отверстий 21 и пазов 23. Т.е. обрабатываемая жидкая среда забирается снизу емкости 1, нагнетается отверстиями 21 и, вылетая из них, эжектирует из зазора 33 пенный коктейль через прорези 23 в емкость 1. При этом зубчатые поверхности 20, 19 разрушают пену механическим путем, затем пена вторично разрушается механически в зазоре 33, далее она разрушается в силу падения давления в зазоре 33, ударов и срезающего действия струи, а также в прорезях 23 и в результате схлопывания пузырьков в силу статического давления жидкости в емкости 1.

Дегазацию осуществляют таким образом. Золотник 11 переводят в позицию 3. Отверстие 27, канал 35 открыты, отверстие 26, канал 36 закрыты. Дегазируемую жидкость подают в емкость 1 через патрубок 9. Отводят газовую продукцию через штуцеры 7 и/или 8. Газы, выделяющиеся из жидкости, отводят через штуцер 5. При непрерывном процессе подачу дегазируемой жидкости в емкость 1 через патрубок 9 и отвод ее через штуцеры 7 и/или 8 осуществляют медленно. Для получения высокого качества дегазации процесс осуществляют периодически, а емкость 1 заполняют до залива патрубка 9.

При дегазации рабочая жидкость циркулирует по двум контурам. Это система элементов 1-27-35-22-24-33-1 и система элементов 1-21-33-23-1.

П р и м е р (работа лабораторного реактора в режиме дегазации). Сырье, подлежащее дегазации, например нефть, подвергаемая стабилизации путем выделения растворенных в ней газов и легких бензиновых фракций, поступает постоянно в емкость 1 через патрубок 9 и отводится через штуцер 7. Проходное отверстие штуцера 7 для получения качества обезгаженной нефти регулируется с учетом всплытия и отвода газовых пузырьков через штуцер 5.

При вращении ротора 3 его нагнетательные каналы 21 засасывают слои нефти, находящиеся у днища 15 емкости 1, и нагнетают их через прорези 23 статора 10 снова в емкость 1. При периодическом перекрытии прорезей 23 и каналов 21 в зазоре 33 возникают пульсации давления от избыточных до разрежения и кавитационные явления. На эти колебания накладывается нагнетающий эффект, создаваемый зубчатыми коническими поверхностями 19, 20 и нагнетательными каналами 22 ротора 3. При этом нефть засасывается из емкости 1 через отверстия 27 и нагнетается в кольцевую камеру 24 и в зазор 33. Здесь при совпадении прорезей 23 и нагнетательных каналов 21 нефть эжектируется из зазора 33 в прорези 23 и далее в емкость 1. При перекрытых каналах 21 и прорезях 23 нефть из придонной части емкости 1, т.е. находящаяся в нагнетательных каналах 21, и из средней части емкости 1 (в кольцевой камере 24) смешивается в зазоре 33 и выбрасывается из него в емкость 1 в виде кавитирующей струи. Пульсации давления и кавитационные явления вызывают выделение растворенных в нефти газов, которые поднимаются и скапливаются в верхнем, свободном от нефти, объеме емкости 1 и отводятся через штуцер 5. Стабилизированная нефть сливается через штуцер 7.

Процесс газификации обратен процессу дегазации. Проводиться он может в периодическом и непрерывном режимах.

Во всех случаях золотник 11 поворачивают в позицию 4. При этом отверстие 26 открыто, т.е. совпадает с каналом 34. Отверстие 27 закрыто. Канал 36 открыт и связывает собой газо-воздушный тракт элементов 39-4-29-36-28-24-33-23-1. Газ подают через штуцер 4. Штуцер 5 соединяют с системой абгаза.Газонасыщенную жидкость подают через штуцер 8 до залива отверстия 26. Готовую газонасыщенную жидкость из емкости 1 отводят при непрерывном режиме через патрубок 9, а при прерывном через штуцер 7, патрубок 9 заглушают.

Лабораторный реактор при положении золотника 11 в позиции 4 можно использовать для мокрой очистки (отмывки) газа. В этом случае продукты загрязнения вместе с промывочной жидкостью отводят через штуцер 7.

П р и м е р (работа лабораторного реактора в режиме жидкость-газ в процессе очистки дымовых газов от твердых частиц и газификации (газонасыщения, аэрации) жидкости). Газы, подлежащие очистке, подают через штуцер 4 во внутреннюю полость термогильзы 29 и через канал 36 в переточную трубку 28. Выходное отверстие переточной трубки 28 (для эжектирования загрязненного газа) должно располагаться не в зоне кольцевой камеры 24, где повышенное давление, а в зоне разряжения, т.е. между коническими поверхностями ротора 3 и статора 10. Для этого статор 10 перемещают в крышке люка 30 вверх так, чтобы зазор 33 увеличился (до размеров 1-3 мм). При этом выходное отверстие переточной трубки 28 из зоны кольцевой камеры 24 перемещается в зону зубчатой конической поверхности 20 ротора 3, т.е. попадает в зону разряжения. Внутреннюю полость емкости 1 заполняют через штуцер 8 промывочной жидкостью, которую по мере загрязнения сливают через штуцер 7. При вращении ротора 3 промывочная жидкость поступает сверху емкости 1 через верхнее отверстие 26 на нагнетательные элементы 20, 22, 19 и снизу емкости 1 через нагнетательные элементы 21 в зазор 33. Загрязненный газ (задымленный, запыленный) эжектируетcя в кольцевую камеру 24, cмешиваетcя с засасываемым из верхней части емкости 1 потоком и поступает в зазор 33. В зазоре 33 происходят интенсивное вихреобразование, турбулизация, кавитация и пульсация давления. Это ведет к диспергированию газа в жидкости, перемешиванию газа с жидкостью, насыщению жидкости газом и промывке газа жидкостью. Очищенные газы отводят из верхней части емкости 1 через штуцер.

В случае образования в верхней части емкости 1 пенной шапки количество газа, поступающего на очистку, уменьшают. В этом случае образующаяся в верхней части емкости 1 пенная шапка засасывается через отверстие 26 и циркулирует по системе элементов 1-26-34-35-24-33-23-1 до максимального газонасыщения промывочной (или газонасыщаемой) жидкости.

Газонасыщенную жидкость отводят через патрубок 9 к потребителю. Пенная шапка в верхней части емкости 1 разрушается за счет постоянного отсоса пены через отверстие 25 на циркуляцию и диспергирование. Таким образом, качеством газификации и отмывки газов можно управлять регулирующим вентилем 39. Если пенную шапку отводить, например, через штуцер 5, то можно осуществлять процесс флоации. Пенную шапку можно использовать и непосредственно, например, в виде пенного пищевого коктейля. При положении золотника в позиции 4 можно осуществлять ряд аналогичных описанному процессов, например обезвоживания и обессоливание нефти.

В этом случае поступают следующим образом.

Нефтяную эмульсию или сырую нефть подают через штуцер 4 по системе элементов 29-36-28-24 в радиальный зазор 33. Промывочная вода поступает через штуцер 8 в емкость 1. Водная дисперсная фаза, выделенная из нефтяной эмульсии, промывочная вода и соли, растворенные в ней, отводятся из емкости 1 через штуцер 7. Обезвоженная и обессоленная нефть отводится через патрубок 9, а газы и легкие бензиновые фракции отводятся через штуцер 5. При работе реактора промывочная вода поступает в нагнетательные отверстия 21 и далее в зазор 33 на смешение с нефтяной эмульсией и эжекцию ее через прорези 23 статора 10 в емкость 1. В зазоре 33 и прорезях 23 нефтяная эмульсия подвергается механическому разрушению, кавитационному воздействию и пульсациям давления. Это ведет к столкновению глобул (частиц) эмульсии, диспергированию их, т. е. дроблению на очень мелкие частицы, слияние глобул в более крупные капли однородной жидкости, выпадению капель воды на дно емкости 1 и всплытию капель нефти вверх. Процессу обезвоживания и обессоливания нефтяной эмульсии способствуют уменьшение ее вязкости, поверхностного натяжения и термический подогрев из-за кавитационного воздействия, а также обильное газовыделение. При этом образующася в верхней части емкости 1 пена засасывается через верхнее отверстие 26 и вместе с нефтяной увлекается за счет нагнетания в кольцевую камеру 24 и в зазор 33 на повторную очистку и диспергирование. Величину отсасываемой на рециркуляцию пены регулируют поворотом золотника 11. При этом проходные сечения верхнего 26 и нижнего 27 отверстий изменяются от нуля до максимальных значений, что вызывает изменение расхода нефтяной эмульсии и качества ее обработки, т.е. обезвоживания и обессоливания.

Вакуумирование интенсифицирует многие технологические процессы в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Для его осуществления статор 10 путем вращения резьбовой втулки 25 перемещают вниз до получения зазора 33 минимальной величины. При этом выходное отверстие передаточной трубки 28 располагается в зоне кольцевой камеры 24, т. е. переносится из зоны разряжения в зону повышенного давления. Резьбовую втулку фиксируют гайкой 32. Далее процесс вакуумирования (или дегазации) нефти, полученной, например, вышеописанным процессом обезвоживания и обессоливания с целью ее стабилизации, осуществляют следующим образом.

Золотник 11 переводят путем поворота его в статоре 10 в позицию 4. При этом нижнее отверстие 27 закрывается, а верхнее отверстие 26 соединяет свободный верхний газовый объем емкости 1 по системе элементов 1-26-34-35-24-28-36-29-4 с регулирующим вентилем 39 и вакуумированным приемником газа (не обозначено). Емкость 1 заполняется нефтью через патрубок 9 на 0,7-0,8 объема. При вращении ротора 3 придонные слои нефти засасываются и выбрасываются нагнетательными каналами 21 через прорези 23 в емкость 1. Нагнетательные элементы 19, 20, 22 засасывают газы из верхней полости емкости 1 по системе прорезей 34, 35 и нагнетают их в кольцевую камеру 24. Из кольцевой камеры 24 часть газов эжектируется через прорези 23 в емкость 1, интенсифицируя процесс кавитации, и, следовательно, выделение газов из нефти в верхнюю часть емкости 1, а оставшаяся избыточная часть по системе элементов 24-28-36-29-4 и регулирующий вентиль 39 поступает в приемник газа. Изменяя площадь проходного сечения регулирующего вентиля 39, изменяют степень разряжения в верхней части объема емкости 1 и, следовательно, интенсифицируют процесс дегазации нефти. Обезгаженная стабилизированная нефть сливается через штуцер 7, а емкость 1 наполняется новой порцией сырой нефти. По предлагаемому способу можно вакуумировать и дегазировать любую жидкость, содержащую растворенные в ней газы.

Лабораторный реактор в режиме механического диспергатора, работает следующим образом.

Лабораторный реактор настраивают на работу в режиме гидроакустического диспергатора. Кольцевую камеру 24 заполняют дополнительными мелющими телами: шарами, бисером. Размеры дополнительных мелющих тел должны быть больше проходных сечений рабочих органов ротора 3 и зазора 33. Дополнительные мелющие тела разгоняются в кольцевой камере 24 тангенциальной составляющей окружной скорости ротора 3. При этом кольцевого вихря в кольцевой камере не образуется, так как его образованию препятствует искаженная дополнительными мелющими телами форма кольцевой камеры 24. Следовательно, в ней будет действовать только поле центробежных сил, обусловленных тангенциальной скоростью ротора 3 и осевой скоростью потока. При этом дополнительные мелющие тела прижимаются центробежными силами к периферийной стенке кольцевой камеры 24, перекатываются по ней и раздавливают твердые частицы до размеров, обеспечивающих их витание и вынос через зазор 33 в емкость 1.

Дополнительные мелющие тела резко увеличивают производительность диспергирования и отчасти гасят кавитационные явления в рабочей зоне. Это создает возможность безокислительной обработки различных компонентов лаков, красок, паст и т.п. Если в процессе диспергирования этих сред необходимо еще повысить их качество, то производят дополнительно вакуумирование внутренней полости емкости 1.

Если необходимо повысить роль кавитационной составляющей в процессе механического диспергирования, т.е. наоборот, окислить продукт, то через штуцер 4 в кольцевую камеру 24 подают воздух.

Через 2-4 цикла рециркуляции суспензия приобретает готовый вид с тонкостью дисперсных твердых частиц 10-20 мкм.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в универсализации лабораторного реактора, т.е. в широких его возможностях, в интенсификации технологических процессов смешения, диспергирования, тепломассообмена, а также в повышении качества продукции, т.е. эмульсий, суспензий, паст, растворов, кремов, лаков, красок и т.д.

Формула изобретения

ЛАБОРАТОРНЫЙ РЕАКТОР, содержащий вертикальные коаксиально расположенные конусообразные статор с патрубком и кольцевой камерой и ротор, снабженный нагнетательными элементами в виде отверстий и зубьев, отличающийся тем, что, с целью интенсификации технологического процесса и расширения сферы применения, реактор снабжен золотником, расположенным в патрубке статора.