Роторный пленочный аппарат

 

Союз Советски н

Социалнстическнн

Респубики

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<» 965438 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11. 06. 79.(21) 2778178/23-26 (5l )M. Кл. с присоелинением заявки Ж

В 01 0 I/22

9Ьеудеретмнный каинтет

СССР по «елен нзебретеннй и открытиХ (23) Приоритет

Опубликовано 15. 1О. 82. Бюллетень !тЪ 38 (53) УДК 66. 048. .541(088.8) Дата опубликования описания 15. 10. 82

I0. В, Ердяков, В, А. Кроль, А. Б. Мамонтов, В. И. Ульянов, Ю. А. Курицын, И., Д. Афанасьев, Н. А. Конов

В. Л. Золотарев, Ю. А. Полуэктов,-А. В. Тим. !СР(.ОФМ "т ят I и И. А. Лейзерсон 4 Kl "F. | 1т" ю, ТБФ1п > Л .. (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) РОТОРНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к. роторным

1пленочным аппаратам, используемым в нефтехимической промышленности в области концентрирования и сушки высоковязких растворов полимеров таких, как изопреновый, этилен-пропиленовый и т.д.

Известен роторный пленочный аппарат, который включает цилиндрический корпус, рубашку для теплоносителя, штуцеров для отвода и подвода обрабатываемого продукта, сепари- рующее устройство, ротор с жестко" закрепленными и плавно изогнутыми против хода вращения лопастями, на концах которых шарнирно укреплены скребущие гребни, т,е. скребковый элемент установки за лопастью 1 ).

Недостаток аппарата состоит в том, что для высоких коэффициентов тепломассоотдачи в процессах переработки высоковязких растворов по1 лимеров необходимо, чтобы зазоры между зубьями и поперечные размеры самих зубьев были малы, т.е. гребенка-скребок должна быть достаточно частой. Забивка (зарастание) зазоров ,вереточных окон гребенки полимером приводит как бы к появлению "шарнирной лопасти" без наличия переточных окон, установленной следом эа жесткоукрепленной лопастью. С другой

)p стороны увеличение поперечных разме» ров зубьев гребенки и расстояний между ниии ведет к нарушению требуемой турбулизации жидкостного слоя.

Кроме того, если вязкость обрабатываемой среды превышает единицы пауз рабочая поверхность за зубьями гребенки мон ет быть оголена. Проведенные нами дополнительные опыты свидетельствуют, что даже при линейной ско о рости кромки гребенки-скребка, равной 0,9 м/с, оголенная часть тепло- обменной поверхности не успевает закрыться за один оборот ротора об965438

3 рабатываемой средой, несмотря на то, что эта скорость значительно ниже, чем в роторно- пленочных аппаратах с шарнирными лопастями (2,54 мlс).

Растворы полимеров имеют еще большую вязкость и недостатки . конструкций аппарата при этом еще больше сказываются на конечный эффект процесса. Все это снижает возмож- 10 ности использования роторно-пленочных аппаратов .в процессах концентрирования . и сушки растворов полимеров.

Известен роторный пленочный аппарат, содержащий корпус, ротор с жестко укрепленными на нем лопастя" ми,перед которыми по ходу вращения ротора установлены скребковые элементы, жестко укрепленные на подвесках, связанных с ротором посредством шар- 20 нира, установленного на роторе по ходу его вращения перед рабочей кромкой скребковых элементов. Шарнирное крепление подвесок скребковых элементов перед жесткозакрепленной 25 лопастью на роторе дает возможность при обработке неньютовских сред, таких как растворы каучуков СКИ-3, СКЭП, СКД и др., перераспределять продукт, т.е, удалять пленку, обрабатываемого 50 раствора с рабочей поверхностЬ аппарата скребковым ножом и затем вновь возвращать ее отбойной лопастью на теплообменную поверхность за счет центробежной силы f 2 j.

Однако при концентрировании и сушке растворов полимеров средняя толщина пленки жидкости по высоте аппарата падает. Поэтому в нижней части аппа40 рата жидкости может оказаться так weno, что она соберется в валики перед скребковыми ножами и не будет поступать на отбойную лопасть. Сбор обрабатываемой среды в валики ведет к

45 неэффективному использованию .теплообменной поверхности и снижению коэффициентов массоотдачи за счет малой межфазной поверхности (жидкость-пар), Увеличить же нагрузку по обрабатываемой среде на аппарат не представля50 ется возможным, так как в этом случае может не хватить теплообменной поверхности аппарата для подвода необходимого количества тепла.

Кроме того, конструкция этого ап - парата сложнее в изготовлении и эксплуатации по сравнению с аппаратом, имеющим гребенчатые лопасти.

Целью изобретения является повышение коэффициента тепломассоотдачи за счет турбулизации рабочей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в роторном пленочном аппарате, содержащем корпу с рубашкой, установленный в нем по оси ротор с лопастями, перед которыми по ходу вращения установлены скребковые элементы, жестко укрепленные на подвесках, связанных с ротором посредством шар ниров, установленных перед рабочей кромкой скребковых элементов, лопасти укреплены на роторе или подвесках посредством шарниров, при этом скреб ковые элементы выполнены в виде гребенки, а рабочие кромки лопастей - с волнообразным профилем.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг;2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид

Б на фиг. 2.

Аппарат содержит вертикальный ци линдрический корпус 1 с рубашкой 2 для теплоносителя, установленный по оси ротор 3 с лопастями 4 и скребковыми элементами гребенчатого типа 5, укрепленными на подвесках 6, штуцеры 7 и 8 соответственно для подвода и отвода обрабатываемого продукта, штуцер 9 для отвода вторичного -пара, Лопасти 4 укреплены на роторе 3 или подвесках 6 подвижно относительно скребковых элементов 5 посредством шарниров t0.

При работе обрабатываемый раствор, например, полимера, подают через штуцер 7 в. корпус 1, где,двигаясь вдоль теплопередающей поверхности корпуса аппарата, проходит между зубьями скребковых элементов 5 и наталкивается на лопасти 4, которые создают подпор жидкости за скребковыми элементами.При таком исполнении теплообменная поверхность успевает закрыться обрабатываемой средой за один оборот ротора и за зубьями скребков гребенчатого типа поверхность не оголена, как было в известных аппаратах, С помощью гребенчатого скребка происходит разделение пленки жидкости на отдельные потоки по всей длине гребенчатогоо скребка, что обле гчает выход легколетучих. компонентов из раствора полимера, а затем лопастью 4 обеспе чи ва ется полна я сма чи ва емос т ь теплообменной поверхности аппарата.

Таким образом, в предлагаемом аппарате независимо от параметров процес5 96543 са (расхода, вязкости жидкости и т.д,) обеспечивается периодическое обновле,". ние пристеночных слоев жидкости, что позволяет существенно турбулизовать пленку жидкости и облегчить выход па- 5 ровой фазы. Все это исключает недос" татки описанных аппаратов даже при малой нагрузке по раствору полимера.

Это резко интенсифицирует процесс тепломассообмена, особенно для продуктов с низкой теплопроводностью.

Кроме того, волнообразный профиль рабочей кромки вторых дополнительных лопастей, установленных непосредственно за скребками гребенчатого типа, позволяет усилить турбулизацию обрабатываемой среды и увеличить поверх ность контакта жидкость-пар, что дополнительно усиливает процесс тепломассопереноса. го

Исключается вторая прогонка .полимеризата через аппарат и этим сокращается расход пара и улучшается качество готового продукта. Опытная проверка показала, что в предлагаемом аппарате в 1,5 раза выше коэффициенI ты теплоотдачи от корпуса аппарата к обрабатываемой среде, по сравненнию с известными. 30

8 d

Формула изобретения

Роторный пленочный аппарат, содержащий корпус с рубашкой, установленный в нем по оси ротор с попа» стями, перед которыми по ходу вращения ротора установлены скребковые элементы, жестко укрепленные на под" весках, связанных с ротором посредством шарниров, установленных перед рабочей кромкой скребковых элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента тепломассоотдачи за счет турбулизации рабочей среды, лопасти укреплены на роторе или подвесках посредством шарниров.

2. Аппарат по и. 1, отличаю шийся тем, что скребковые элементы выполнены в виде гребенки.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся ем, что рабочие кромки лопастей выполнены с волно.образным профилем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США и 2564381, кл. 159-6, 1951

2. Авторское свидетельство СССР и 789123, кл. 8 01 0 1/22,1977.