Роторный аппарат

(51 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ химическог оробьев,ев и Э.И.Приство СССР О, 1972, во СССР 28, 1985. 54) РО 57) Из овано енных жидкост еской, едицин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(56) Авторское свидетел443669, кл. В 01 0 3/Авторское свидетельс1169721, кл, В 01 Э 7 ОРНЫЙ АППАРАТбретение может быть испольля проведения тепломассооброцессов в системахжидкостьтвердое - жидкость в хнми нефтехимической, пищевой, кой отраслях промьппленности и при производстве особо чистых веществ, Целью изобретения является повышение производительности процесса растворения за счет сокращения времени достижения концентрации насьпцения. Роторный аппарат содержит корпус с патрубками входа и выхода среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, камеру озвучивания и привод. Каждый канал в роторе выполнен под углом А к образующей боковой поверхности ротора и поперечное сечение ротора частично перекрывает поперечное сечение не менее двух соседних каналов статора. При этом угол наклона каналов статора определяется со- Ж отношением дагсе 8 Ь/а+Ь, где Ь, а- высота и ширина каналов статора; Ь - расстояние между каналами статора. ( 5 ил. 2 табл.1428402 гдеа мм в сота и шчрина ка нала ста Щтора;Ь - расстояние между каналамистатора.Аппарат работает следующим абра зом. 45Обрабатываемая среда поступает через патрубок 4 самотеком или под давлением в полость ротора 7. поступает в наклонные каналы ротора 6. Так как каналы 6 выполнены под углом к образующей ротора, то проходное сечение в сопряжении ротор - статор постоянно изменяется так как изменяет= ся его площадь и положение участков истечения. На фиг,4 и фиг,5 показано ,цва крайних взаимных положения ротора и статора в процессе работы.В случае, изображенном на фиг.4, истечение происходит из двух проти" Изобретение относится к устройствам для создан импульсных колебаний в прочной среде,цля проведениямассообменных процессов в системахжидкость - жидкость и твердоежидкость и может быть использованов пищевой, медицинской промьппленностях и при производстве особо чистыхвеществ,.Цель изобретения - повышение производительности процесса растворенияэе счет сокращения времени достижения концентрации насыщения,На фиг. 1 изображен роторный аппарат, продольный разрез, на фиг.2 -,вид А на Фиг.1; на фиг. 3 - вяд Б нафиг.1; на фиг 4 я 5 " возможные случаи перекрытия поперечных сечений каналов ротора и статора,Роторный аппарат содержит корпус 1,с патрубком 2 выхода среды, крышкуЭ с коаксиально расположенным пачрубком 4 входа, скрепленную с корпусом 1, статор 5 с каналами 6 в боковых стенках, ротор 7 с каналами 8в боковых стенках и камеру 9 озвучивани образованную корпусом 1, крьпп-.кой 3 н статором 5.Каждый канал в Оочоре выполнениод углом Ф. к образующей боковой поверхности ротора, и его поперечноесечение;частично перекрывает поперечное сечение двух или более качаловстатора, причем угол наклона каналовротора определяется соотношением 5 10 15 ЭО у ЗО 35 воположных участков поперечного сече" ния каналов статора, В другом случае, изображенном на фиг,5, истечение происходит из среднего участка канала. В процессе вращения ротора поток обрабатываемой среды проходит и через промежуточные участки истечения, Следовательно, изменяющаяся скорость потока (вследствие изменения площади проходного сечения) и направление вектора скорости из-за перемещающихся по высоте канала статора участков истечения) вызывает значительную турбулизацию потока среды в активной зоне аппарата - каналах 8 статора, где процессы тепломассообмена протекают наиболее интенсивно. Затем поток жидкости поступает в камеру 9 озвучивания, где подвергается дополнительному воздействию акустических колебаний и выводится из аппарата через патрубок 2.Применение аппарата особенно эффективно при проведении массообменных процессов, скорость которых лимити руется скоростью диффузии. Анализи,руя основное кинетическое уравнение диффузионных процессов, можно сделать вывод, что интенсификация их достигается уменьшением эффективной толщины диффузионного слоя. Это обеспечивается созданием переменной скорости обтекания частиц, т.е. когда частица участвует в потоке жидкости, изменяю" щем направление, величину, нли когда частица переходит из одного потока в другой с разными векторами скорости,В предлагаемой конструкции аппарата каналы статора в процессе работыполностью не открываются и не закры"ваются, Следовательно. пройдя резкоесужение в промежутке ротор - статор,поток среды значительно уменьшаетскорость движения и таким образомувеличивается время контактированиячастиц с жидкостью в активной зоне -каналах статора. Это является дополнительным фактором, увеличивающимскорость тепломассообмена, Так какполость ротора всегда соединена с камерой озвучивания, то это приводитк значительному снижению гидравлического сопротивления аппарата.и, какследствие, снижаются энергоэатратына проведение технологического процесса,Ьс.агсТ40 а+о Таблица 1 Угол наклона, 10 град Время достижения концентрации насыщенияя, с 1 б 17 22 22 23 3 14284Указанное расположение элементов аппарата позволяет устранить возможность возникновения импульсной кавитации. Кавитация в аппаратах подобного типа возникает в случае, когда от 5 верстия статора полностью перекрываются промежутками между отверстиями ротора. В этом случае при периодических открытиях каналов статора возникает большой по величине отрицательный импульс давления, нарушающий сплошность потока жидкости и вызывающий интенсивную кавитацию,В предлагаемой конструкции аппара та между полостью ротора и камерой озвучивания всегда существуют поток обрабатываемой среды, и получаемый отрицательный импульс давления мал или не возникает, те. отсутствует условие возникновения импульсной кавитации.Проводят эксперименты по растворению хлорида натрия. ЭФфективность предлагаемого аппарата оценивается временем достижения концентрации насыщения. Во всех экспериментах исходный продукт имеет одинаковый гранулометрический состав.П р и м е р 1. Диаметр ротора 200 мм, число каналов 20; высота ка" нала статора 10 мм.Для данных геометрических размеров ; наибольший угол наклона канала ротора с, при котором перекрываются два соседних канала статора, равен 18 . Проводят эксперименты при углах наклона меньше и больше максимального. Результаты экспериментов приведены в табл. 1. П р и м е р 2. Диаметр ротора 200 мм; число каналов 30; высота канала статора 10 мм,Наибольший угол наклона сС, при котором перекрываются два соседних 02канала статора, равен 26. Результаты экспериментов приведены в табл.2.Из примеров видно, что,при невыполнении условия перекрытия двух или более каналов статора время достижения концентрации насыщения увеличивается на 30-407., т,.е. Уменьшается эффективность процесса растворения. Уменьшение времени растворения до достижения концентрации насыщения позволяет значительно увеличить производительность аппарата.По результатам испытаний можно сделать вывод, что предлагаемый аппарат позволяет значительно увеличить производительность процесса растворения,Формула из обретения Роторный аппарат, содержащий кор" пус с патрубками входа и выхода среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках, камеру озвучивали и привод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса растворения за счет сокращения времени достижения концентрации насыщЕния каждый канал в роторе выполнен под углом С к образующей боковой поверхности ротора и поперечное сечение ротора частично перекрывает поперечное сечение не менее двух соседних каналов статора, при этом угол наклона каналов статора определяется соотношением где Ь,а - высота и ширина каналовстатора;Ь - расстояние между каналамистатора,17 30 45 7015 16 21 15 Составитель Техред М.Ход в дакт аказ 5 одписное ств эобр Про роизво Ужг енно-полиграфическое предприятие,я Время достиженияконцентрации насьпцения, с 7/10 Тираж ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москва, нного комитета ССтений и открытийРаушская наб д орректор О. Кравцов