Роторный аппарат

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 80605до делам нзабрвтеннй н ютнрмтнХДата опубликования описания 23,02.81 В. М, Бреднев, 3. М. Зянгареев, Л. К. Акатов и В, Г.,Юхнович(54) РОТОРНЫЙ АППАРАТ 2 Изобретение относится к тепломассообмен. ной аппаратуре, применяемой в производстве полупродуктов для пластмасс и синтетических волокон, продуктов микробиологической и витаминной промышленности, жирозаменителей и синтетических моющих средств, продуктов5 фармацевтической н пищевой промышленности, для проведения целого ряда технологических процессов выпаривания, дистилляцин, ректификации, осушки, реакции жидкостьжидкость,10 а особенно для обработки термонестойких продуктов.Известны роторные пленочные испарители, включающие вертикальный корпус, снабженный снаружи рубашками для теплоносителя, внутри15 которого расположен ротор, служащий для создания движущейся пленки жидкости 11.Известен также тонкопленочный испаритель центробежного типа, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого установлен ротор корэинчатого типа, закрепленный на подом вертикальном валу. В корзину ротора вло-.жен набор конусов с двойными стенками, образующими паровое пространство,. Обод конусов имеет каналы, соединяющие одноименные полости. Имеются трубки для подачи жидкости на внутреннюю поверхность конусов и отвода концентрата нз кольцевого сборника, установленного в верхней части ротора 2.Однако известные роторные пленочные испарители имеют малую поверхность теплообмена и удельную производительность, так как теплопередающей поверхностью у них является только снабженный снаружи рубашками цилиндрический корпус аппарата, увеличение размеров которых приводит к незначительному росту производительности и при этом1съем продукта с единицы объема аппарата падает.Известен также роторный аппарат для проведения противоточных процессов контактирования жидкости с газом (паром), содержащий вертикальныи цилиндрический корпус, вал, расположенный по оси корпуса, неподвижные и подвижные перевернутые усеченные конусы, неподвижные из которых закреплены на корпусе своими большими основаниями и делят его на контактные ступени, а подвижные80605 расположены между неподвижными и закреплены своими меньшими основаниями на валу,коаксиальные цилиндрические перегородки,закрепленные в шахматном порядке на подвижных усеченных конусах и под неподвижными усеченными конусами, передаточныеустройства, кольцевые желоба, размещенныена меньших основаниях неподвижных конусовснаружи вала, и штуцеры ввода и выводафаз 31,Однако в известном аппарате теплопередающей поверхностью являются лишь внутренние поверхности вращающихся конусов ипродукт, поступающий на испарение, движетсяв направлении большего диаметра конуса,что резко снижает окружную плотность ороше.ния поверхности тепломассообмена, При низких плотностях орошения могут появитьсяоголенные участки, в которых возможнорасположение или полимеризация обрабатываемого продукта. Кроме того, с увеличениемдиаметра аппарата резко возрастает масса ротора и возникает ряд технических трудностейв изготовлении и балансировке, увеличивается расход энергии на сообщение окружнойскорости ротору и отвода образовавшегосяконденсата.Цель изобретенияинтенсификация про.цессов тепломассообмена за счет увеличенияповерхности теплообмена и контакта фаз.Поставленная цель достигается тем, чтоаппарат снабжен наклонными лопатками, установленными на внутренней поверхности коаксиальных цилиндрических перегородок непо.движных конусов, и цилиндрическими кольцами, размещенными на неподвижных конусахснаружи коаксиальных цилиндрических перегородок и выполненными с отбортованнымиво внутрь верхними кромками, причем неподвижные конусы выполнены полыми, а переточные устройства выполнены в виде колец,закрепленных на меньших основаниях подвижньг; конусов и входящих внутрь желобов,и закрепленных на периферии цилиндрическихколец лотков, соединяющих соседние контакт, ные ступени между собой, при этом в меньших основаниях подвижных конусов выполнены щели,10 15 20 30 35 40 Дополнительно аппарат снабжен отбойными перегородками и спиральной лентой, закрепленными на наружной поверхности подвижных конусов, а коаксиальные цилиндрические перегородки подвижных конусов снабжены отбортовкой, направленной к периферии корпуса,На фиг, 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - развертка цилиндрической 55 перегородки с лопатками; на фиг, 3 - разверт. ки цилиндрической перегородки с лопатками, вид снизу; на фиг, 4 - сечение А-А на фиг. 1; 1 4на фиг. 5 - вид Б на фиг, 1; на фиг. 6 сечение В-В на фиг, 1.Роторный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, внутри которого установлены конуса 2 с двойными стенками, к наружной поверхности которых прикреплены коаксиальные цилиндрические перегородки 3, снабженные наклонными лопатками 4, в центральной части конуса снабжены кольцевыми желобами 5, а на периферии к конусам 2 прикреплены отбортованные в верхней части во внутрь цилиндрические кольца 6 с окнами 7. К кольцу 6 с наружной стороны прикреплены лотки 8, а с внутренней стороны - пластины 9.Между каждым на двух смежных конусов 2 установлены вершинами вниз, укрепленные на валу 10 через распорные втулки 11, конические диски 12, к внутренней поверхности которых прикреплены коаксиальные цилиндрические и отбортованные к наруже перегород. ки 13, а к наружной поверхности каждого конического диска последовательно от центра прикреплены цилиндрическое кольцо 14, опущенное в кольцевой желоб 5, пластины 15 и спиральная лента 16, причем перед пластинами 15 в конических дисках 12 имеются прорези 17.Конуса 2 с двойными стенками прикреплены к корпусу 1 при помощи патрубков 18, служащих также и для подачи и отвода теплоносителя или хладоагента, и разжимных винтов 19, ввернутых в бобышки 20, прикрепленных к кольцам 6. Винты 19 эаконтрены гайками 21.Аппарат работает следующим образом, Жидкость подается на внутреннюю поверхность верхнего конуса 2 и, вращаясь в виде. пленки, стекает по ней в кольцевой желоб 5, откуда забирается цилиндрическим кольцом 14. При этом часть жидкости задерживается пластинами 15 и под действием центробежных сил проходит через прорези 17 конического диска 12 ротора, диспергируется первой от центра перегородки 13 и в виде отдельных струй и капель ударяется об обогреваемые конусом 2 перегородки 3 с лопатками 4. При этом жидкость рециркулирует в полости указанных перегородок, смачивая поверхность конуса 2 и перегородки 3 с лопатками 4 с наружной стороны. Процесс многократно повторяется по мере движения жидкости к периферии.Другая часть жидкости движется по наружной поверхности конического диска 12 ротора и равномерно по всей высоте разбрызгивается спиральной лентой 16 на обогреваемую поверхность конуса 2.Распределение жидкости, поднимаемой цилиндрическими кольцами 14 на орошениевнутренних н внешних поверхностей конусов2, регулируется длиной пластин 15 и прорезей 17.Избыток жидкости за счет, сообщеннойей кинетической энергии спиральной лентой16 задерживается пластинами 9 и перетекаетчерез окна 7 в кольце 6 по лоткам.8 навнутреннюю поверхность нижерасположенногоконуса 2,Образовавшиеся пары проходят через лаби.ринтные каналы, образованные перегородками3 и 13, прорези в перегородках 3 и попространству, образованному между коничес.кими дисками 12 и конусами 2, выходятв пространство между конусами 2 и корпусом 1 и выводятся из аппарата, При этомза счет наличия центробежного поля, прямотока и увеличения прорезей в перегородках3 по мере увеличения диаметра их, сопротивление движению пара или газа незначительно.Использование обеих поверхностей конусовс двойными стенками, а также и поверхнос.тей коаксиальных цилиндрических перегородокс лопатками, прикрепленных к наружным поверхностям конусов, в качестве геометрической теплопередающей поверхности позволяетувеличить поверхность теплообмена в 1,5-2раза, по сравнению с известным устройствомиснарител я.Наличие в конструкции аппарата тонкодиспергирующих элементов в виде коаксиальныхцилиндрических перегородок и спиральныхлент создает благоприятную гидродинамическую обстановку для испарения или тепломассообмена за счет развитой поверхности испа.рения или тепломассопередачи. Эти же элементы обеспечивают надежную смачиваемостьи быстрое обНовление теплообменных поверхностей.Увеличение геометрической и активнойповерхностей тепломассообмена и надежностисмачивания позволяют увеличить удельнуюпроизводительность аппарата, уменьшить терми.ческое воздействие на обрабатываемый про.Кроме того, уменьшение массы ротораза счет установки в известцом испарителе неподвижных конусов с двойными стенкамидает возможность уменьшить затраты энергиина вращение ротора и увеличить экономичность аппарата,Формула изобретения1. Роторный аппарат для проведения противоточных процессов контактирования жи 1 т 806051 5 1 О 15 20 25 ЭО 35 40 45 50 кл, В 01 О 3/30, 30,10.67. 6кости с газом (паром), содержащий верти.кальный цилиндрический корпус, вал, расположенный по оси корпуса, неподвижные иподвижные перевернутые усеченные конусы,неподвижные из которых закреплены на кор.пусе своими большими основаниями и делятего на контактные ступени, а подвижныерасположены между неподвижными и закреплены своими меньшими основаниями на валукоаксиальные цилиццрические перегородки,закрепленные в шахматном порядке на подвижных усеченных конусах и под неподвижными усеченными конусами, переточные уст.ройства, кольцевые желоба, размещенные наменьших основаниях неподвижных конусовснаружи вала, и штуцеры ввода и выводафаз, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью интенсификации процессов тепломас.сообмена за счет увеличения поверхноститеплообмена и контакта фаэ, он снабженнаклонными лопатками, установленными навнутренней поверхности коаксиальных цилиндрических перегородок неподвижных конусов,и цилиндрическими кольцами, размещеннымина неподвижных конусах снаружи коаксиальных цилиндрических перегородок и выполненными с отбортованными во внутрь верхними кромками, причем неподвижные конусывыполнены полыми, а переточные устройствавыполнены в виде колец, закрепленных наменьших основаниях подвижных .конусов ивходящих внутрь желобов, и закрепленныхна периферии цилиндрических колец лотков,соединяющих соседние контактные ступенимежду собой, при этом в меньших основанияхподвижных конусов выполнены щели.2. Роторный аппарат по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что он снабженотбойными перегородками и спиральной лентой, закрепленными на наружной поверхностиподвижных конусов.3. Роторный аппарат по п. 1, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что коаксиальныецилиндрические перегородки подвижных конусов снабжены отбортовкой, направленной кпериферии корпуса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка Великобритании У 1358319,кл, В 1 Е, 03,07.74.2. Авторское свидетельство СССР У 205810,кл, В 01 О 3/30, 05.03.66.3. Авторское свидетельство СССР Н 286958,806051 Ф 1 У И Составитель А. ТарасовТехред М. Рейвес Редактор В. Еремеев Щомак ектор Заказ 102/ Тираж 717ударственного комитета ССизобретений и открытийква, Ж - 35, Раушская наб., д ВНИИПИ Г по делам 113035, Мос