Роторно-пульсационный аппарат

 

Союз Советскик

Соцналистичеснлн

Республмн

ОП ИСАНИЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 03.04 80 (21) 2903488/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 15.08.82 Бюллетень № 30 (5I)M. Кл.

В 01 F 7/28

ВеударственимН кемнтет

СССР во делам изобретений и открытий (53 ) УД К 66.063 (088.8) Лата опубликования описания 19.08.82 а,Ф: - -С 3к

Т. Х. Вильданов и А. А. Муталиб в) - @ 7!Щ :1 т" сне ! 44+/(l7f® д

Ташкентский автомобильно-дорожный институт (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54} РОТОРНО-ПУЛЬСАПИОННЫЙ АППАРАТ оре (21

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности для приготовления водо- топливной эмульсии для тонкого диспергирования угля перед его ожижением и перспективно для диспергирования твердой взвеси, обладающих вы5 соким абразивным свойством.

Известен роторно-пульсационный аппарат, состоящий из вращающегося ротора и неподвижного статора, каждый из которых содержит один или несколько коаксиально расположенных цилиндров с прорезями или отверстиями. При вращении ротора происходит быстрое чередование совмещения или несовмещения прорезей ротора и статора, вследствие чего в обрабатываемой жидкости возникают пульсации давления, сопровождающиеся кавитацией (1) .

Однако эффективность роторно-пульса- го ционных аппаратов этой конструкции является недостаточной для достижения необходимых результатов, что требует многократной цикличности обработки.

Известен также роторно-пульсационный аппарат для диспергирования, эмульгирования и массообмена, содержащий корпус, коаксиально расположенные в нем ротор и статор в виде дисков с цилиндрическими стенками, в которых выполнены прорези, пульсационные камеры с шарами и упругими элементами, закрепленными на стаВ известном устройстве шары находя ся и непосредственном контакте с обрабатываемой жидкостью, что влечет за собой износ шаров при обработке абразивных материалов. Кроме того, в устройстве создаются дополнительно радиальные пульсации, что ограничивает эффективность процесса, а создания осевых пульсаций, вызывающих мощные среэаюшие усилия, более высокие напряжения сдвига, многоочаговую турбулиэашпо и развитую кавитацпю во всем объеме жидкости, находяшейся в полости ротора, такая конструкция не предусматривает.

950422

12 11

31 26

13 22

4 13

12 11

28 27

9 10

Известный 0

7 3

21 13

34 22

48 35

7 3

22 20

33 34

40 57

67

Предлагаемый 0

Белью изобретения является повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в роторно- пульсационном аппарате, содержащем корпус, коаксиально расположенные в нем ротор и статор в виде дисков с цилиндрическими стенками, в которых выполнены прорези, пульсационные камеры с шарами и упругими элементами, закрепленными на статоре, пульсационные to камеры выполнены на дисках роторов и размещены в шахматном порядке.

При этом упругие элементы выполнены в форме плоских колец.

На чертеже изображен роторно-пульса- ционный аппарат, общий вид .

Аппарат состоит из корпуса 1 и выполненных в виде дисков с цилиндрическими стенками статора 2 и ротора 3, снабженных соответственно прорезями 4 и 5.

Кроме того, ротор имеет кольцевую напорную полость 6. На внутренней стенке корпуса 1 установлено упругое кольцо 7 из закаленной стали и на уровне этого кольца на роторе выполнены пульсационные- камеры г .„8, в которых свободно уложены шары 9. Камеры 8 со стороны кольцевой полости 6 завальцованы так, чтобы вальцовка могла служить ограничителем хода для шаров.

Крышка 10 корпуса 1 аппарата внутри также снабжена упругим кольцом 7 и на уровне кольца на диске ротора выполнены пульсационные камеры 8 с шарами 9, При этом камеры 8 на одном диске ротора размещены в шахматном порядке по отно35 шению к камерам 8, выполненным на другом диске.

Аппарат работает следующим образом.

При вращении ротора 3 с высокой частотой шары 9 совместно с ротором вращаются с соответствующей угловой скоростью относительно неподвижного упру гого диска. Так как шары к упругому диску прижимаются переменной силой, изменяющейся мгновенно от минимума до максимума, то при максимуме силы происходит удар шара об упругий диск, который вызывает дополнительное колебание жидкости. При этом колебание каждого шара совпадает по фазе, так как мгновенное прижатие к диску и их удар происходит одновременно в такт с собственной пульсацией аппарата.

Амплитуда и мощность волн, излучаемых шарами принудительно, измеряется массой и угловой скоростью шара, вращающегося совместно с ротором с высокой частотой, и эта мощность во много превышает мощность волн, излучаемых при соответственной пульсации жидкости в аппарате. При этом максимум мощности волн, излучаемых шарами, происходит в момент закрытия прорезей " роторе и статоре, т. е. в момент мгновенного прижатия и удара шара об упругий диск. Таким образом, на обрабатываемую среду, кроме радиальных пульсаций, накладываются мощные осевые пульсации, генерируемые шарами принудительно при их ударе об упругий диск.

Предлагаемый аппарат испытывался в процессе диспергирования многозольного

Ангренского угля. Водная суспензия угольной мелочи крупностью до 1,5 мм в соотношении вода: уголь = 3: 1 обрабатывается в данном и известном аппаратах.

При этом производительность данного и аппарата 5 м-"/ч с потреоляемой мощностью 9 кВт, а известного 400 л/ч с потребляемой мощностью 0,8 кВт.

Результаты испытаний приведены в таблице.

5 950422 6

Анализ результатов, приведеных в таб- расположенные в нем ротор и статор в

1 лице, показывает, что «ыход класса ме- виде дисков с цилиндрическими стенками, нее 10 мкм, по которому пр. водится срав- в которых выполнены прорви, пульсационпение, более чем в 1,5 рха выше B дан ные камеры с шарами и упругими элемен ном аппарате, чем з известном. KpoMe s тами, закрепленными на статоре, о т л итого, приведенные энергозатраты состав- ч а ю UL н и с я тем, что, с целью поляют соответственно 1,8 кВт/1000 л и вышения эффективности процесса, пульса2 кВт/1000л, т. е. на 0,2 кВт/1000 л ционные камеры выполнены на дисках роменьше. торов и размещены в шахматном порядке.

Таким образом, данное изобретение 10 2. Аппарат по и. 1, о т л и ч а юпо качественным показателям обработки шийся тем, что упругие элементы материалов и по экономичности превосхо- выполнены в форме плоских колец. дит известное устройство. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Гершгал Д. A., Фридман B. М.

Формула изобретения Ультразвуковая технологическая аппаратура. М., "Энергия", 1976, с. 129.

1. Роторно-пульсационный аппарат для 2. Авторское свидетельство СССР диспергирования, эмульгнрования и массо по заявке Nз 2759062/23-26, обмена, содержащий корпус, коаксиально zo кл. В 01 г. 7/28, 26.04.79.

Составитель H. Федорова

Редактор Т. Веселова Техред Ж.Кастелевич Корректор Г. Решетник

Заказ 5806/1 1 Тираж 622 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >К-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент r. Ужгород, ул. Проектная, 4