Центробежный аппарат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«i>971401 (6!) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) ЗаЯвлено 1004.81 (21) 3271308/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 07.1182. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 071182 (51) М. Кл.

В 01 Î 11/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

f 53) УДК 66. 061. .5(088.81 ко Г>1::j

t „1 г. cz.. (72) Авторы изобретения

А.Н.Филимонов, P X Çàìàëèåâà и С.С.

Казанский ордена Трудового Красного Знамени химикотехнологический институт им. С.М.Кирова (71) Заявитель (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов в системах жидкость-жидкость, газ-жидкость и может быть применено в различных отраслях промыаленности.

Наиболее близок к предлагаемому устройству центробежный экстрактор, содержащий кожух, ротор с насадкой в виде коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, отверстия которых снабжены соплами и диффузорами, расположенными на соседних цилиндрах в чередующейся последовательности, перегородки, устройства для ввода и вывода фаз 11).

К недостаткам данного аппарата относятся ниэкая эффективность процесса массообмена и производитель-. ность

Целью настоящего изобретения яв- . ляется интенсификация процессов путем увеличения поверхности контакта фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в известном центробежном экстракторе, содержащем кожух, ротор с насадкой в виде коаксиально расположенных цилиндров, отверстия которых снабжены соплами и диффузорами, рас положенными на соседних цилиндрах в чередующейся последовательности, перегородки, устройства для ввода и вывода фаэ, на цилиндрах с соплами установлены переточные патрубки, а перегородки выполнены выпуклой формы и установлены перед каждой парой диффузоров.

На фиг. 1 изображен продольный разрез экстрактора, на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1 ; на фиг. 3 — узел1 (в случае выполнения пары сопло-диффуэор прямоугольной формы), на фиг. 4 — узел 1 (в случае выполнения пары сопло-диффузор цилиндрической формы>, Центробежный аппарат состоит из кожуха 1, ротора 2 с насадкой, камер 3 и 4 для сбора проконтактировавших потоков, соответственно инжектируемого и рабочего. В камеры введены не связанные с ними неподвижные напорные диски 5 и 6 для отвода потоков. Подвод рабочего потока в зону контакта осуществляется по каналу 7 в валу 8 через распределитель 9.

Подвод инжектируемого потока в зону контакта осуществляется по каналу 10 в валу 11 через распределитель 12.

Сепарация проконтактировавших потоЗ0 ков осуществляется в зонах сепера971401 ции 13 и 14, соответственно рабочего и инжектируемого. Отсепарированные фазы выводятся из аппарата с помощью напорных дисков 5 и 6 по межтрубным пространствам 15, 16 приемно-выводного устройства. 5

Рабочее пространство ротора заполнено насадкой в виде коаксиальных цилиндров 17 с соплами 18 и диффуэорами 19, расположенными на соседних цилиндрах в чередующейся последова- 1О тельности. На цилиндрах с соплами установлены переточные патрубки 20, две соседние пары сопло-диффузор на выходе из диффузоров снабжены обцей перегородкой 21 выпуклой формы, )5

Аппарат работает следующим образом. Рабочий поток по каналу 7 и распределитель 9 поступают в сопла 18„ откуда под действием центробежной силы выбрасывается в виде 20 капель и струй в диффузоры 19, играющих роль смесительных камер. При движении с большой cKopocTbK) иэ сопла в диффузор рабочий поток увлекает (э>кектирует) инжектируемый поток из камеры 22 в диффузоры 19, где происходит интенсивное взаимодействие (турбулизация, смещение) рабочего и инжектируемого потоков с образованием высокодисперсной эмульсии.

Проконтактировав, образовавшаяся высокодисперсная эмульсия при своем движении под действием центробежной силы от центра к периферии ротора достигает внутренней поверхности 35 перегородки 21, Выпуклая форма перегородки позволяет с минимальными гидравлическими потерями изменить направление движения потока эмульсии (рабоче-инжектируемого потока) 40 навстречу движущемуся аналогичному потоку эмульсии в соседней паре сопло-диффузор, соединенной с первой перегородкой 21. Движущиеся навстречу друг другу потоки эмульсий, соу 45 даряются, в результате чего происходит интенсивное дробление частиц соударяющихся потоков с образованием высокоразвитой непрерывно обновляющейся поверхности массообмена. 50

Проконтактировав, образовавшаяся высокодисперсная эмульсия при своем движении под действием центробежной силы от центра и периферии ротора достигает внутренней поверхности коаксиальных цилиндров 17 (см.

<Циг. 2),где происходит расслаивание потоков с образованием двух слоев 23, 24 в соответствии c óäåëüíûìè весами взаимодействующих потоков. Слой рабочего потока, имеющего большую плотность, является гидрозатрором для инжектируемого потока, имеющего меньшую плотность. Последний, увеличиваясь, достигает высоты переточных патрубков 20 и по ним перетекает на 65 следующую ступень контакта, расположенную к периферии ротора. На следующей ступени весь процесс повторяется, пока контактируемые потоки не достигнут периферии ротора. Достигнув периферии ротора, рабочий поток поступает в сепарационную зону 13, где из него отделяется частично уносимый им инжектируемый поток.

Отсепарированный рабочий поток поступает в камеру 4, откуда с помощью напорного диска 5 по ме>ктрубному пространству 15 выводится из аппарата.

Инжектируемый поток, достигнув периферийной эоны сепарации 14, отделяется от частично уносимого им рабочего потока и по переточным путрубкам .20 поступает в камеру 3, откуда с помощью напорного диска 6 по межтрубному пространству 16 через штуцер 25 выводится из аппарата.

При движении контактируемых потоков в насадочной части аппарата, выполненной в виде набора коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, отверстия которых снабжены соплами и диффузорами, расположенными на соседних цилиндрах в чередующейся последовательности, на цилиндрах с соплами установлены переточные патрубки, две соседние пары сопло-диффузор на выходе из диффузоров снабжены общей перегородкой выпуклой формы, оптимальным образом используется эффект инжекции в сочетании с полем центробежных сил. Это приводит к резкому увеличению производительности аппарата и интенсификации физических, химических, физико-химических, биологических, тепло- и массообменных процессов.

Интенсивная турбулизация взаимодействующих потоков способствует многократному слиянию и распаду струй и капель и, следовательно, интенсифицируются процессы, происходящие в аппарате. Двигаясь с большой скоростью в смесительных камерах (диффуэорах), потоки эмульсии при выходе иэ последних движутся навстречу друг другу вдоль перегородки выпуклой формы 21 и соударяются. В зоне соударения происходит интенсивное обновление межфазной поверхности, увеличение времени контакта фаз и относительных скоростей их движения.

К достоинствам данного аппарата следует отнести также: а) отсутствие продольного перемешивания потоков фаэ при их движении по аппарату, б) высокие скорости потоков в аппарате; в) высокая дисперсность распыла, г) малое гидравлическое сопротивление движению потоков, д) многоцелевое назначение аппарата;

971401

ЙАний литию

Унхеитируепий поток

Д.1 е) широкий диапазон режимов устойчивой работы аппарата.

Аппарат практически может работать как при нулевом расходе одного иэ взаимодействующих потоков, так и при нагрузках, превышающих пропускную способсность инжекционной пары сопло-диффузор. В этом случае взаимодействующие потоки будут двигаться не только в системе сопло-диффузор, но и через переточные патруб- 0 ки 20, которые в данном случае будут работать в режиме истечения одновременно как смесительные элементы и как переточные патрубки.

Использование данного изобретения позволит интенсифицировать процессы, увеличить производительность и улучшить качество продукта, расширить диапазон устойчивой работы и возможность использования в различных химико-технологических процессах.

Формула изобретения центробежный аппарат, содержащий кожух с размещенным в нем ротором с насадкой, выполненной в виде коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, отверстия которых снабжены соплами и диффузорами, расположенными на соседних цилиндрах в чередующейся последовательности, перегородки, устройства ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью инетнсификации процесса за счет увеличения поверхности контакта фаэ, аппарат снабжен переточными патрубками, установленными на цилиндрах с соплами, а перегородки выполнены выпуклой форьы и установлены перед каждой парой диффузоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 611330, кл. В 01 D 11/04,12.11.76.

971401

;".: . - Инжектируенши папин

4ы .4 .

Составитель A.Миронов

Редактор Б.Федотов Техред N.Teïåð Корректор И.Ватрушкин:

Заказ 878б/14 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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