Роторно-пульсационный аппарат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о>988322 (61) Дополнительное к авт. свмд-вуи841664 (22) Заявлено 19 . 02. 81 (21) 325 3588/23-26

Р1 М g+ з с присоединением заявки М

В 01 Р 7/28 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР. но делам изобретений н открытий (ЩУДК 541.18.053 (088.8) Опубликовано 15.0133. Бюллетеиь М 2

Дата опубликования описания 15 ° 01 ° 83

В.P.Áîðoâcêèé, В.В.Лопатин и Э.К.Жукотский (72) Авторы изобретения

Институт технической теплофизики AH украиКской CCP (71) Заявитель (54 ) РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к конструкции устройств, используемых в химической фармацевтической, пищевой промышленностях для проведения гетерогенных процессов: диспергирования, эмульгирования и т.д. По основному авт. св. 9 841664 известен роторно-пульсационный аппарат, содержащий корпус,со штуцерами ввода и вывода компонентов, ко-, аксиально установленные ротор в .ви-. де закрепленного на валу диска с перфорированными цилиндрами и статор в виде стакана, донная часть которого и стенки снабжены отверстиями.. При этом на валу ротора под статором смонтирован дополнительный перфорированный диск, отверстия которого совпадают с отверстиями в донной части статора (1).

При прохождении компонентов че рез дополнительный перфорированный диск и отверстия в донной части статора (одна система, генерирукв ая колебания ) и через отверстия в роторе и статоре (другая система, генерирующая колебания) возникают колебания, которые способствуют интенсивному тепломассопереносу от поверхности частиц (,1 3.

Однако частоты колебаний, генерйруемые обеими системами, могут не совпадатьв что.вызывает ослабление, а иногда даже затухание колебаний.

При этом вокруг частиц образуется насыщенный растворенными компонентами неподвижный слой, который тормозит тепломассообменные процессы.

Цель изобретения - повьхаение. производительности аппарата и эффективности процесса тепломассообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в роторно-пульсационном аппарате, содержащем корпус со штуцерами ввода и вывода компонентов, коаксиально установленные ро.тор в виде закрепленного на валу диска с перфорированными цилиндрами и статор в виде стакана, донная часть которого и стенки снабжены отверстиями, а также смонтированный на валу ротора под статором дополнительный пеРФОрирОванный диск, Отверстия кОторого совпадают с отверстиями в донной части статора, число отверстиЯ в дополнительном перфорированном диске и в донной части статора равно или кратно целому числу отверстий в стенках ротора и статора, при этом

988322 отверстия в диске, донной части статора и стенках ротора и статора размещены в плане по оси симметрии, проходящей через центр вала.

Кратность отверстий в перфорированном диске в донной части стато- 5 ра отверстиям в роторе и статоре, позволяет поддерживать колебания диспергируемых частиц благодаря совпадению (резонансу ) генерируемых частот обеих систем, тем самым пре- 14 пятствуя образованию вокруг частиц неподвижного слоя, тормозящего тепломассоперенос. Более того, при совпадении генерируемых частот колебания обеих систем складываются и 15 усиливаются, интенсифицируя тепломассообмен. Такое взаимное расположение отверстий обеспечивает одновременное их перекрывание в обеих системах, а следовательно, согласованность воздействия колебаний. Если это условие не будет соблюдено, то несмотря на одинаковые частоты колебаний в обеих системах, они будут сдвинуты по фазе по отношению друг к другу. И резонансное совпадение частот не произойдет.

На фиг. 1 представлена схема роторно-пульсационного аппарата на фиг. 2 — аппарат, разрез.

Аппарат состоит из корпуса 1, 30 штуцеров ввода 2 и вывода 3 компонентов. В корпусе 1 коаксиалью установлены ротор 4 в виде диска с цилиндрами, имеющими отверстия 5.

Ротор 4 закреплен на валу 6. Кроме З5 того, в корпусе 1 смонтирован статор 7, выполненный в виде стакана, в донной части которого имеются отверстия 8, а стенки снабжены.отверстиями 9. Под статором 7 на валу 6 40 смонтирован дополнительный перфорированный диск 10,,отверстия 11 которого совпадают с отверстиями 8 в донной части статора 7, причем число отверстий 11 и 8 в дополнитель-45 ном перфорированном диске 10 и в донной части статора 7 соответствен» но равно или кратно целому числу отверстий 5 и 9 в роторе и статоре 7.

Отверстие 11 в диске и отверстие 8 в донной части ствтора и стенках ротора и статора размещены в плане по оси симметрии, проходящей через центр вала.

Устройство работает следующим образом.

Различные компоненты подаются в водные штуцеры 2 аппарата, и, проходя через отверстия 11 дополнительного перфорированного диска 10 и отверстия 8 в донной части стато- 0 ра 7, диспергируются на мельчайшие частицы. Предварительно диспергированные частицы компонентов через отверстия 8 и 11 попадают во внутреннюю камеру аппарата. Поскольку 65 число отверстий 8 и 11 в перфорированном диске 10 и в донной части статора 7, соответственно, равно или кратно целому числу отверстий 5 и 9 в роторе 4 и статоре 7, то ïðîисходит одновременное перекрывание отверстий в обеих системах ° При этом возникают колебания одинаковой частоты, которые складываются и интенсифицируют тепло- и массообменные процессы в аппарате. Все компоненты, участвующие в процессе, непрерывно подаются в аппарат и выводятся через штуцер 3. Были проведены серии опытов, в которых меняется соотношение отверстий в системах. Для этого в нижней части аппарата меняются донная часть статора с крышкой и диски с различным числом отверстий.

В цилиндрическом роторе и статоре число прорезей-щелей (n ) остается постоянным и равным 40. В системе с дисковым ротором число отверстий (n ) равно 20, 30, 40, 50, 70 и 80. Отношение n g меняется от 0,5 до 2,0. п., Исследования проводятся по абсорбции углекислого газа водой. Вода и углекислый газ пропускаются через роторно-пульсационный аппарат, причем углекислый газ подается через дисковый ротор. Углекислый газ абсорбируется водой. После опыта отбираются пробы и анализируются на концентрацию растворенного углекислого газа в воде. По результатам опытов расчитывается коэффициент растворения углекислого газа в воде. За базу сравнения были приняты данные, полученные при п = 40 и п., = 40.

Коэффициент растворения, полученный при этих условиях,был назван резонансным -К . При отношении равном

0,5, 1 и 2 наблюдаются максимумы, которые в среднем превышают обычные значения в 1,35 раза. Соответственно во столько же оаз снижаются энергозатраты, так как для того, чтобы достичь резонансных коэффициентов растворения, в обычных условиях требуется увеличить длительность взаимодействия углекислого газа с водой (например, пропустить жидкость через аппарат два раза, насыщая ее углекислым газом).

Формула изобретения

Роторно-пульсационный аппарат по авт. св..Р 841664, о т л и ч а ю щ и,й с я тем, что, с целью повышения производительности аппарата и эффективности процесса тепломассообмена, число отверстий в дополнительном перфорированном диске и в донной части статора равно или кратно целому числу отверстий в стенках ротора и статора, при этом от988322

ВНИИПИ Заказ 10923/7 Тираж 686 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 верстия в диске, донной части статора и стенках ротора и статора размещены в плане по оси симметрии, проходящей через центр вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидительство СССР

9 841664, кл. В 01 F 7/28, 04.06.76.