Роторный пленочный аппарат

(51)М, Кл. В 01 0 1/22 РВударствайвй ианитет СССР аф дшин изобретений и открытий.541(088,.8) Опубликовано 07.01,83. Бюллетень1 Дата опубликования опнсання 07,01. 83(с 4 РНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ АППАРА а ре оса.гоЦелью изобсификация, прза счет обесраспределени етения является интенесса тепломассообменачения равномерногожидкости,Изобретение относится к аппаратам для проведения тепло" и массо- обменных процессов В жидкости и может быть использовано в химической, нефтехимической и пищевой промышленности.В основном авт, св. 1 г 625727 описан аппарат для проведения тепломассообменных процессов в высоковяэких жидкостях, включающий корпус, снабженный рубашкой, распределитель плен ки, ротор с чередующимися по сечению аппарата шарнирно закрепленными лопатками и скребками, режущие кромки которых направлены в сторону его вр щения, вдоль кромок скребков выполнены окна для перетока жидкости. При вращении ротора обрабатываемая жидкость с помощью распределителя пленки подается на теплообменную поверхность корпуса в виде пленки, подхватывается лопатками и скребками и движется вдоль аппарата.- При этом скребки прижимаются к корпусу аппа 2рата под действием центробежной силы и силы вязкостного трения обра-батываемой жидкости, срезают пограничный слой жидкости на теплообменнойповерхности корпуса, и она в виде 5 волны непрерывно перетекает за скребок через окна. Лопатки следуют эаскребками, перемешивают пленку жид"кости и выравнивают температуру и 1 Оконцентрацию, в ядре потока пленки 13.,Недостаток известного аппаратасостоит в том, что область его эф".фективного применения ограниченалишь тепло- массообменными процессами в высоковязких жидкостях. В слу-,чае маловязких жидкостей наличиеокон в скребках не оказывает влияния на эффективность тепло-массопе- н986 М 1 Цель достигается тем, что в предлагаемом аппарате скребки снабженыклапанами, установленными в окнахи выполненными в виде пружинной пластины.На фиг, 1 схематично изображенпредлагаемый роторный пленочный скребю"ковый аппарат, поперечное сечениена Фиг, 2 и 3 - варианты клапанов,на Фиг. ч - схема работы скребка,снабженного клапаном,Аппарат содержит корпус 1, вал2, ротор 3, на котором закрепленыскребки , В скребках вдоль кромокимеются окна 5 снабженные клапанами 6, выполненными в виде пружиннойпластины,Клапан 6 (см, Фиг, 2) представляет собой тонкую мембранную пластинку, и плоскую пружину 7, жестко соединенную с помощью точечной сварки склапаном 6. Края пружины фиксируются в выточке 8.Клапан Ъ может быть выполнен ввиде пружинной пластины, закрепленной на скребке ч винтами 9 (см.фиг, 3),Клапаны рассчитаны на определенное давление Ро со стороны жидкости.Под действием гидродинамического30давления Р клапан 6 отходит от поверхности скребка и открывает окнодля выхода жидкости. После снижениядавления РРо эа счет упругой деФормации плоской пружины 7, (см.фиг, 2) или пружинной пластины (см,Фиг, 3) клапан 6 возвращается в первоначальное положение, перекрываяпоток жидкости,При вращении ротора 3 обрабатываемая жидкость с помощью распредеЛительного устройства подается натеплообменную поверхность корпуса 1в виде пленки, подхватывается скребкамии движется вдоль аппаратаПри этом перед скребками ротора образуются валики жидкости (см, фиг.).Величина гидродинамического давления Р жидкостного валика на клапанзависит от скорости вращения ротораи плотности орошения поверхности. 3 ВПри пульсирующей подаче обрабатываемой жидкости давление Р на клапан6 становится больше или меньше расчетного Р, . Сочетание продольной пуль.сации в жидкости и поперечной, до- Зстигаемой применением клапанов вокнах скребков повышает интенсивность процессов переноса,В случае термообработки (нагреваохлаждения) вязкой жидкости приневысоких плотностях орошения нетнеобходимости в организации перетока, так как интенсивность процесса достаточно велика, С увеличениемплотности орошения интенсивностьпроцессов переноса падает, в то жевремя давление на клапан возрастает, и при Р ) Р о клапан 6 открывается, и осуществляется переток жидкости,В случае обработки маловяэких жидкостей при низких плотностях орошения аппарат работает с. эффективностью, равной обычным скребковым ап-паратам, вне зависимости от того,имеются ли окна в скребках или нет,С повышением плотности орошенияклапана открываются, возникающий переток создает более равномерноеорошение рабочей поверхности аппарата, снижает давление на,скребки,уменьшая их износ, и оказывает положительное воздействие на процессыпереноса, Пульсирующая подача жидкости на входе в аппарат вызывающая пульсирующий режим работы клапанов, позволяет, как и в случаевысоковязких жидкостей, дополнительно повысить коэффициенты тепломассопередачи.Клапан, представленный на фиг,3рекомендуется применять преимущественно для процессов нагрева или охлаждения рабочей жидкости, Пульсирующий переток при этой конструкцииклапана обеспечит равномерное орошение рабочей поверхности аппаратаи интенсификацию процесса.Клапан, изображенный на фиг. 2,может быть рекомендован для процессов массообмена между газом и жидкостью. Поочередное открытие-закрытие клапана, совпадающее с частотой пульсаций жидкости на входе ваппарат, создает пульсирующий распыл в объеме эа скребками, При этомсущественно возрастает поверхностьконтакта между газом и жидкостью,вследствие чего возрастает эффективность использования аппарата.Достигаемый при использовании,изобретения эффект подтверждаетсярезультатами опытов, проведенныхна.роторном пленочном аппарате диаметром 100 мм, длиной 800 мм, снаб.женном сменным валом с четырьмяскребками.формула изобретения 5 98644Изготовлено четыре вала, имеющих, в сечении четыре скребка: первый вал имеет сплошные скребки, второй- скребки с окнами, третий - скребки с установленными в окнах клапанами, 5 имеющими конструкцию в соответствии с фиг, 3, последний - скребки, имеющие клапаны конструкции, показанной на фиг. 2. 1Сменные валы устанавливаются в "горячую" модель и прозрачную "холодную", корпус которой изготовлен из оргстекла, На йоследней модели . с помощью стробоскопа определяются режимы по расходу жидкости, при которых клапаны открывались-закрывались. Число оборотов вала 640 об/минП р и м е р 1. Исследовался нагрев масла ИС 20, эагущенного стеоатом лития с вязкостью Уо =27.10 м /с.Я Плотность орошения составляла Г= =1,7.10м/с, Скребки выполнены сплошными, Коэффициент теплоотдачи составил К=420 вт/м градП р и м е р 2. То же, что и в опы. те 1, скребки выполнены с окнами, К=480 вт/м град.П р и м е р 3, То же, чтоивопы- те 1, скребки выполнены с окнами, ЗО имеющими клапаны, изображенные на фиг, 3. Подача масла на вход в аппарат пульсирующая с частотой 3- 5 ГцКлапаны закрываются-открываются с той же частотой. К=575 вт/м.град, 35П р и м е р 4. Исследовался нагрев водноглицеринового раствора с 1 бвязкостью Ч =510 м/с, Г 3 фх 10 м /с с валом по примеру 2, Кш1970 вт/мф град, с валом по опыту3 и частотой пульсации 3-5 Гц, КФ=2280 вт/мград.П р и и е р 5, Исследовалась аб"сорбция углекислого газа водой, Плотность орошения Г=2 10 4 мыс, скреб"ки с окнами без клапанов, коэффициент массоотдачи р, =2 5 10 м/с.П р и и е р 6, 1 о же, что в опыте , но подача жидкости пульсирующая, частота пульсации 3-5 Гц,Ру=3210 ф м/с,П р и м е р 7, То же, что и в опы"те 6, скребки с клапанами, изображенными на фиг, 2, р =4,5.10 м/с.-4Таким образом, использование изобретения значительно интенсифицирует процесс тепло-массообмена в роторном пленочном аппарате,Роторный пленочный аппарат поавт. св. Ю 625727, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью интенсификации тепло-массообмена засчет обеспечения равномерного распределения жидкости, скребки снабжены клапанами, установленными в ок"нах и выполненными в виде пружиннойпластиныИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРН 625727, кл. В 01 0 1/22, 1978,. 4/5 атент , г, жгород, ул, Проектная ал СоставительРедактор О,Юркова Техред С.Мигакаэ ираж 686ВНИИПИ Государствепо. делам иэобрет113035, Москва, Ждписноеого комитета СССРий и открытийРауаская наб д