Роторно-пульсационный аппарат

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик нн 988322(23) Приоритет Государственный комитет ССС Р. но делам изобретений н открытий(088,8) Опубликовано 15.01 В 3, Бюллетеиь М 2 Дата опубликования описания 150183 В.Р.Боровский, В.В.Лопатин и Э.К.Жукотский -;Г : :.:.:.(72) Авторы изобретения Институт технической теплофизики АН Украинск(71) Заявитель54 ) РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫЙ АППАРАТ Изобретение относится к конструкции устройств, используемых в химической, фармацевтической, пищевойпромышленностях для проведения гетерогенных процессов: диспергнрования,эмульгирования и т,д,По основному авт. св. 9 841664известен роторно-пульсационный аппарат, содержащий корпус,со штуцерами ввода и вывода компонентов, коаксиально установленные ротор в .ви-.де закрепленного на валу диска с перфорированными цилиндрами и статор ввиде стакана, донная часть которогои стенки снабжены отверстиями Приэтом на валу ротора под статоромсмонтирован дополнительный перфорированный диск, отверстия которогосовпадают с отверстиями в донной части статора 1,13При прохождении компонентов через дополнительный перфорированныйдиск и отверстия в донной части статора (одна система, генерирукцая колебания ) и через отверстия в ротореи статоре (другая система, генерирующая колебания) возникают колебания, которые способствуют интенсивному тепломассопереносу от поверхности частиц (,13. 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 тепломассооб" мена.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 этомотверстия в диске, донной частистатора и стенках ротора и статораразмещены в плане по оси симметрии,проходящей через центр вала.Кратность отверстиЯ в перфорированном диске в донной части статора отверстиям в роторе и статоре,позволяет поддерживать колебаниядиспергируемых частиц благодаря совпадению ( резонансу ) генерируемыхчастот обеих систем, тем самым препятствуя образованию вокруг частицнеподвижного слоя, тормозящего тепломассоперенос. Более того, при совпадении генерируемых частот колебания обеих систем складываются и 15усиливаются, интенсифицируя тепломассообмен. Такое взаимное расположение отверстий обеспечивает одновременное их перекрывание в обеих системах, а следовательно, согласованность воздействия колебаний. Еслиэто условие не будет соблюдено, тонесмотря на одинаковые частоты колебаний в обеих системах, они будутсдвинуты по фазе по отношению другк другу. И резонансное совпадениечастот не произойдет.На фиг. 1 представлена схемароторно-пульсационного аппаратана фиг. 2 - аппарат, разрез.Аппарат состоит из корпуса 1,30штуцеров ввода 2 и вывода 3 компонентов. В корпусе 1 коаксиальюустановлены ротор 4 в виде диска сцилиндрами, имеющими отверстия 5,Ротор 4 закреплен на валу б . Кроме 35того, 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 б 40смонтирован дополнительный перфорированный диск 10 отверстия 11 которого совпадают с отверстиями 8в донной части статора 7, причемчисло отверстий 11 и 8 в дополнитель ном перфорированном диске 10 и вдонной части статора 7 соответствен .но равно или кратно целому числуотверстий 5 и 9 в роторе и статоре 7.Отверстие 11 в диске и отверстие 8в донной части ствтора и стенкахротора и статора размещены в планепо оси симметрии, проходящей черезцентр вала.Устройство работает следующимобразом.Различные компоненты подаютсяв водные штуцеры 2 аппарата, и,проходя через отверстия 11 дополнительного перфорированного диска 10и отверстия 8 в донной части статора 7, диспергируются на мельчайшиечастицы, Предварительно диспергированные частицы компонентов черезотверстия 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 происходит одновременное перекрывание отверстий в обеих системахПри 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 крышкойи диски с различным числом отверстий. В цилиндрическом роторе и статоре число прорезей-щелей 1 и 1) остается постоянным и равным 40. В системе с дисковым ротором число отверстий и ) равно 20, 30, 40, 50, 70 и 80. Отношение именяется от 0,5 до 2,0.и.,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 и= 40 и и = 40. Коэффициент растворения, полученный при этих условиях,был назван резонансным -КР, 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 изобретенияРоторно-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 истатора, при этом от988322 з 10923/7 Тираж 686 Подписное ИИП лиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектна 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 У 841664, кл, В 01 Г 7/28, 04.06.76.