Роторно-пульсационный экстрактор с направляющими лопастями

Изобретение предназначено для интенсификации процесса экстрагирования в системе твердое тело - жидкость и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Роторно-пульсационный экстрактор с направляющими лопастями содержит входной и выходной патрубки, корпус, внутри которого установлены лопасти, ротор, в ступице которого выполнены отверстия, и статор. Ротор и статор выполнены в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями. К внутренней поверхности корпуса приварены прямоугольные лопасти, изогнутые по винтовой линии в сторону вращения ротора. Технический результат: повышение выхода экстрактивных веществ и качества получаемого экстракта. 2 ил.

 

Изобретение предназначено для интенсификации процесса экстрагирования в системе твердое тело - жидкость и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.

Известен роторно-пульсационный аппарат [1], основными его элементами являются ротор, закрепленный на валу, состоящий из венца и ступицы с отверстиями, и два статора - внешний и внутренний. В венцах этих элементов выполнены прямоугольные пазы. Сопрягаемые поверхности ротора и статора выполнены конически. Основной смешиваемый компонент вводится в рабочую полость через входной штуцер, а второй, с более легким удельным весом, через штуцера по каналам в зубьях внутреннего статора поступает в зазор. Достоинством данного аппарата является то, что в зубьях статора имеются каналы, выходящие в центральной части зуба в сторону ротора, благодаря чему один из компонентов непосредственно попадает в рабочую зону. Недостатком является то, что при увеличении частоты вращения ротора циркуляция обрабатываемого материала через отверстия в ступице ротора не происходит.

Известен роторно-пульсационный аппарат с направляющими лопастями [2], содержащий корпус, в котором имеются четыре лопасти полусферической формы, установленные у отверстий ротора. Статор с прорезями жестко закреплен на крышке. Достоинством данного аппарата является то, что за счет установленных на внешней стороне ротора лопастей полусферической формы происходит интенсивная циркуляция потока жидкости через отверстия, расположенные на его основании. Недостатком является то, что в области, ограниченной статором и внутренней стенкой корпуса аппарата, образуется зона, в которой происходит хаотичное взаимодействие двух потоков: смеси материалов, проходящих от центра аппарата через зубья ротора и статора, и потока от стенки корпуса к центру, вызванного инерционными движениями взаимодействующих сред.

Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса экстрагирования и повышение выхода экстрактивных веществ. Технический результат достигается за счет того, что лопасти выполнены прямоугольной формы, изогнуты по винтовой линии в сторону вращения ротора и приварены к внутренней стенке корпуса аппарата (см. фиг.2)

На фиг.1 показана конструкция роторно-пульсационного экстрактора с направляющими лопастями. Он состоит из корпуса 1 с установленным в нем ротором 2, в ступице 3 которого имеются отверстия, и статором 4, выполненным в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями. Статор с прорезями жестко закреплен на крышке 5. В области между зубьями ротора и внутренней стенкой корпуса расположены прямоугольные лопасти 6, изогнутые по винтовой линии в сторону вращения ротора. Экстрактор содержит патрубок 7 для ввода и патрубок 8 для вывода компонентов. Корпус аппарата снабжен тепловой рубашкой 9, куда из штуцера 10 поступает жидкость, а выходит жидкость из штуцера 11. В аппарате имеется рабочая полость 12, которая расположена между стенкой и зубьями, нижняя часть рабочей области 13 и внешняя полость аппарата 14.

Аппарат работает следующим образом. Через входной патрубок 7 подаются компоненты жидкой и твердой фаз в рабочую область 13, где под действием центробежных сил материальный поток движется через зубья ротора 2 и статора 4, при этом твердое тело подвергается измельчению, истиранию и ударным нагрузкам. Затем в рабочей полости аппарата 12 поток прямоугольными лопастями 6 направляется во внешнюю полость 15, где за счет насосного эффекта проходит через отверстия в ступице 3 ротора. При вращении ротора 2 происходит перекрывание прорезей ротора и статора, вследствие чего возникают пульсации потока и кавитационные явления.

Лопасти, закрепленные на внутренней стенке корпуса, предназначены для организации направленного движения материального потока по заданной траектории. Материал, проходя через прорези зубьев ротора и статора, направляется лопастями во внешнюю полость аппарата. Благодаря насосному эффекту поток проходит через отверстия в ступице ротора и попадает в рабочую область, затем движение потока повторяется.

Экспериментальные исследования показали, что при данной конструкции аппарата за счет закрепленных на внутренней стенке корпуса лопастей происходит интенсивная, направленная и многократная циркуляция потока во внешней полости и рабочей области аппарата.

Таким образом, в предлагаемой конструкции роторно-пульсационного экстрактора с направляющими лопастями увеличивается частота циркуляции материального потока, что позволяет интенсифицировать процесс и повысить качество получаемого экстракта.

Источники информации

1. Пат. 2190462 РФ, МКИ ⁷B01F 7/28. Роторно-пульсационный аппарат / Иванец В.Н., Иванец Г.Е., Афанасьева М.М., Сафонова Е.А., Артемасов В.В. // Опубл. 10.10.2002. - Бюл. №28.

2. Пат. 2309791 РФ, МПК B01F 7/00, 7/28. Роторно-пульсационный аппарат с направляющими лопастями / Иванец Г.Е., Светкина Е.А., Грунич С.В., Ядута А.З. // Опубл. 10.11.2007. - Бюл. №31.

Роторно-пульсационный экстрактор с направляющими лопастями, содержащий входной и выходной патрубки, корпус с установленными в нем лопастями, ротор, в ступице которого выполнены отверстия, и статор, выполненные в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями, отличающийся тем, что лопасти выполнены прямоугольной формы, изогнуты по винтовой линии в сторону вращения ротора и приварены к внутренней стенке корпуса аппарата.