Аппарат для обработки гетерогенных сред

(51)4 В 01 Р ИТЕТ СССР Й И ОТНРЫТИ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ИС ЕЛЬСТВУ СК Н 21) 22) 46) Б,Н.ЯИ,Я.1Б. М.(71) к след тста Ленин Калу нени кт(5 Ь) Авторско Р 2582 И, кл Патент ФР кл, 12 е 4/50(54)(57) АПП РОГЕННЫХ СРЕ выполненной мерой, вал,по его оси, 293 Ь 139/23-2604.06.8030.09,85. Бюл. У 36А,А,Бершицкий, Г.А.Аксельруд, ремчук, С.Т.Вовк, А.Д.Молчанов, 1 олошицкий, М.Ф.Соколовский, Курилко и И.К.МиньковКалушский научно-исследователь- филиал Всесоюзного научно-исовательского и проектного инсти галургии, Львовский ордена а политехнический институт и шское производственное объедие "Хлорвинил"им. 60-летия Великои брьской социалистической револю 5(088.8)е свидетельство СССР В 01 Р 7/28, 1973.ъ 821200опублик. 08.07.1949. РАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЕТЕсодержащий корпус с нем смесительной каасположенный в корпусе омещенные в смеситель 801181698 ЕНИЯс . ".) ную камеру диски, первыи из которыхзакреплен на валу, стержни ромбовидного сечения установленные напротив друг друга на дисках па концентрическим окружностям со сдвигомпо спиральным линиям, при этом стержни первого диска расположены вшахматном порядке по отношению кстержням второго диска, и патрубкиввода и вывода материалов в готовойсмеси, отличающийсятем, что,. с целью интенсификациипроцесса смешенияматериалов за счетпульсации перемешиваемых материаловв пространстве между дисками, онснабжен изогнутыми напорными лопатками, установленными на перифериидисков по спиральным линиям, образованным стержнями, при этом расстояние между концентрическими рядамистержней уменьшается от центра кпериферии дисков и второй диск закреплен на валу и соединен с первымИзобретение относится к технике таких массообменных процессов между твердой и жидкой Фазами, как растворение и влпцелачивание и может быть применено к горнорудной, химической, 5 пищевой и смежных с ними отраслях промлппленности. Оно также можетнайти применение в цветной металлургии при вьпцелачинании концентратов цветных металлов, 1 ОИзвестен роторно-пульсационный аппарат, содержащий неподвижный корпус и ротор со стержнями, при помощи которых прбизводят регулирное прерынание потока текучей среды 15 с целью создания в ней пульсаций давления и скорости 1 1 1.Однако при небольших радиальных зазорах между движущимися и нЕподвиж ными частями аппарата происходит уси 20 ленная эрозия соприкасающихся с суспензией поверхностей. При унеличении же радиальных зазоров пульсации жидкости сглаживаются и эффект интенсификации резко уменьшается. Кроме то го, такие аппараты обладают низким напороЖ, н связи с чем их применение затруднено в случаях, когда суспензию, необходимо годавать.иэ аппарата в аппарат или на некоторую высоТу. Поэ 30 тому широкое распространение они получили только при интенсификации жидкофазных процессов.Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому эффекту является ап- З 5 парат для обработки гетерогенных сред, содержащий корпус с выполненной в нем смесительной камерой, вал, расположенный н корпусе по его оси, помещенные в смесительную камеру дис-щ 0 ки, первый из которых закреплен на валу, стержни ромбовидного сечения, установленные на дисках по концентрическим окружностям со сдвигом по спиральным линиям, при этом стержни первого диска расположены в шахматном порядке по отношению к стержням второго диска, и патрубки ввода и вывода материалов и готовой смеси 2 1.Недостатками известного аппарата является то, что он может применяться только для эмульгирования жидкостей, и не может применяться для обработки гетерогенных сред, содержащих крупнодисперсные абразивные час тицы, в.результате чего в известном аппарате имеет место значительная эрозия вращающихся частей и низкая эффективность перемешивания компонентов.Цель изобретения - устранение указанных недостатков и интенсификации процесса смещения материалов за счет пульсации перемешиваемых материалов в пространстве между дисками,Поставленная цель достигается тем, что аппарат для обработки гетерогенных сред, содержащий корпус с вьптолненной в нем смесительной камерой, вал, расположенный в корпусе по его оси, помеценные в смесительную камеру диски, первый из которых закреплен на валу, стержни ромбовидного сечения, установленные напротив друг друга на дисках по., концентрическим окружностям со сдвигом по спиральным линиям, при этом стержни перногодиска расположены в шахматном порядке по отношению к стержням второго диска, и патрубки ввода и вывода материалов и готовой смеси снабжен изогнутыми напорными лопатками, установленными на периферии дисков по спиральным линиям, образованными стержнями, при этом расстояние между концентрическими рядами стержней уменьшается от центра к периферии дисков и второй диск закреплен на валу и соединен с первым диском.На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, частичный разрез 1 на фиг.2- половина одного из дисков, обций вид; на Фиг. 3 - ротор, продольный разрез, на Фиг. 4 - размецение стержней при фиксированном положении дисков.Аппарат для обработки гетерогенных сред состоит из корпуса 1, установленного на раме 2, и ротора 3, закрепленного на валу 4, который вращается в подшипниковых узлах 5, Корпус содержит подводяций 6 и отводящий 7 патрубки. Ротор 3 предлагаемого аппарата состоит из двух дисков 8, первый из которых выполнен заодно со ступицей 9. На дисках 8 закреплены или выполнены заодно стержни 10 и периферийные нагнетающие лопатки.11, которые расположены по спиральным линиям. Стержни 10 и нагнетающие лопатки 11 образуют радиально направленные 12 и кольцевые концентрические 13 каналы. При врацении ротора за каждым из стержней в зоне, обозначенной контуром, образуются кавитационные каверны1181698 47 нагнетается в технологический трубопровод для проведения последующихтехнологических приемов. 1 О 25 14, направленные в каналах приблизительно так, как показано на фиг, 1,Возможен вариант аппарата (фиг,2), в котором количество стержней 10 и нагнетающих лопаток 11 в 2-4 раза больше (для последующих концентри ческих рядов).В обоих вариантах аппарат представляет собой реконструированный серийный лопастной центробежный насос, колесо которого заменено ротором указанной конструкции,Аппарат работает следующим об-. разом.Суспензия, включающая обрабатываемый твердый материал, засасывается аппаратом через подводящий патрубок Ь в ротор 3. 11 ри прохождении суспензии по каналам 12 она несколько раз изменяет скорость в тех местах, где каналы 12 пересекаются с кольцевыми каналами 13. Поскольку твердая фаза имеет большую, чем жидкость плотность, то она об 1 ладает также и большей инерционностью, поэтому в указанных зонахона интенсивно омывается, причем интенсивность омывания увеличиваетсяпо сравнению с трубопроводами переменного сечения в я К/8 раз, где 30ю - угловая скорость ротора, К - радиус вращения частицы, 8 - ускорениесвободногопадения в поле земногопритяжения. Кроме того, частицы твердой фазы за каждым из стержней 10попадают в зону кавитации (в кавитационную. каверну) 14, где подвергаютсяповерхностной эрозии, измельчению иинтенсивному омыванию вскипающей наповерхности частиц жидкостью; что 40значительно ускоряет массообмен, Обработанная суспензия периферийными лопатками 11 засасывается из зоныстержней 10 и через выходной патрубок Таким образом, указанное расположение стержней рядами позволяет получить сплошные каналы, при движении суспензии по которым обеспечиваетсяминимальная эрозия ротора и таким образом повышается ресурс работы аппарата.Конфигурация рядов стержней и периферийных нагнетающих лопаток, соответствующая профилю лопаток центробежного насоса, позволяет достичь значительно большего напора, чем при хаотическом их расположении,как это имеет место в известных конструкциях аппаратов, а установка нагнетанщйх лопаток на периферии ротора позволяет при том же числе оборотов максимально повысить общий напор аппарата и значительно снизить их эрозию, так как размер частиц на выходе из аппарата будет минимальным.Указанное размещение стержней концентрическими рядами и разная ширина последних позволяют создавать кавитационные зоны в радиально направленных каналах, по которым проходит суспензия, в связи с чем растворяемые частицы принимают большуючасть выделяемой при кавитации энергии на себя, уменьшая кавитационный износ стержней и увеличивая таким образом ресурс работы аппарата.Испытания модели аппарата производительностью 18 м /ч по суспенэии показали, что он развивает напор 20-25 м.в.ст. и позволяет увеличить скорость растворения каинита иэ полиминеральной калийной руды в 6-18 раз (по сравнению с аппаратами с мешалками).1181 Ь 98 8 10 Заказ 5980/7 Тираж 58 Ь Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5