Центробежный аппарат

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик р 11971401(22) Заявлено 1004,81 (21) 3271308/23-26с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 07,1182, Бюллетень Мо 41Дата опубликования описания 071182 Р 11 М. Кл. В 01 О 11/04 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения А.Н.филимонов, Р.Х.Замалиева и С.С. Казанский ордена Трудового Красного Знамени химикотехнологический институт им. С.М.Кирова(5 я) центРОБежный АппАРАт Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов в системах жидкость-жидкость, газ-жидкость и может быть применено в различных отраслях промыаленности.Наиболее близок к предлагаемому устройству центробежный экстрактор, содержащий кожух, ротор с насадкой в виде коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, отверстия которых снабжены соплами и диффузорами, расположенными на соседних цилиндрах в чередующейся последовательности, перегородки, устройства для ввода и вывода фаз 11.К недостаткам данного аппарата относятся ниэкая эффективность процесса массообмена и производитель-. ностьЦелью настоящего изобретения является интенсификация процессов путем увеличения поверхности контакта фаз.Поставленная цель достигается тем, что в известном центробежном экстракторе, содержащем кожух, ротор с насадкой в виде коаксиально расположенных цилиндров, отверстия которых снабжены соплами и диффузорами, рас положенными на соседних цилиндрах в чередующейся последовательности,перегородки, устройства для вводаи вывода фаэ, на цилиндрах с соплами установлены переточные патрубки,а перегородки выполнены выпуклойформы и установлены перед каждой парой диффузоров,На фиг. 1 изображен продольныйразрез экстрактора, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1(в случае выполнения пары сопло-диффуэор прямоугольной формы), нафиг. 4 - узел 1 (в случае выполненияпары сопло-диффузор цилиндрическойформы),Центробежный аппарат состоит изкожуха 1, ротора 2 с насадкой, камер 3 и 4 для сбора проконтактировавших потоков, соответственно инжектируемого и рабочего. В камеры введены не связанные с ними неподвижныенапорные диски 5 и 6 для отвода потоков. Подвод рабочего потока в зону контакта осуществляется по каналу 7 в валу 8 через распределитель 9,Подвод инжектируемого потока в зонуф контакта осуществляется по каналу 10в валу 11 через распределитель 12.Сепарация проконтактировавших потоЗО ков осуществляется в зонах сепера 971401ции 13 и 14, соответственно рабочего и инжектируемого. Отсепарированные фазы выводятся из аппарата с помощью напорных дисков 5 и 6 по межтрубным пространствам 15, 16 приемно-выводного устройства, 5Рабочее пространство ротора заполнено насадкой в виде коаксиальных цилиндров 17 с соплами 18 и диффуэорами 19, расположенными на соседних цилиндрах в чередующейся последова О тельности, На цилиндрах с соплами установлены переточные патрубки 20, две соседние пары сопло-диффузор на выходе из диффузоров снабжены обц 1 ей перегородкой 21 выпуклой формы, 15Аппарат работает следующим образом. Рабочий поток по каналу 7 и распределитель 9 поступают в сопла 18 Откуда под действием центробежной силы выбрасывается в виде 20 капель и струй в диффузоры 19, играющих роль смесительных камер. При движении с большой скоростью иэ сопла в диффузор рабочий поток увлекает (эжектирует) инжектируемый поток из камеры 22 в диффузоры 19, где происходит интенсивное взаимодействие (турбулизация, смещение) рабочего и инжектируемого потоков с образованием высокодисперсной эмульсии.30Проконтактировав, образовавшаяся высокодисперсная эмульсия при своем движении под действием центробежной силы от центра к периферии ротора достигает внутренней поверхности 35 перегородки 21, Выпуклая форма перегородки позволяет с минимальными гидравлическими потерями изменить направление движения потока эмульсии (рабоче-инжектируемого потока) 40 навстречу движущемуся аналогичному потоку эмульсии в соседней паре сопло-диффузор, соединенной с первой перегородкой 21. Движущиеся навстречу друГ друГу потоки эмульсийр сОу даряются, в результате чего происходит интенсивное дробление частиц соударяющихся потоков с образованием высокоразвитой непрерывно обновляюцейся поверхности массообмена. 50Проконтактировав, образовавшаяся высокодисперсная эмульсия при своем движении под действием центробежной силы от центра и периферии ротора достигает внутренней поверхности коаксиальных цилиндров 17 (см.43 иг. 2),где происходит расслаивание потоков с образованием двух слоев 23, 24 в соответствии судельными весами взаимодействующих потоков. Слой рабочего потока, имеющего большую плотность, является гидрозатрором для инжектируемого потока, имеющего меньшую плотность. Последний, увеличиваясь, достигает высоты переточных патрубков 20 и по ним перетекает на 65 следующую ступень контакта, расположенную к периферии ротора, На следующей ступени весь процесс повторяется, пока контактируемые потокине достигнут периферии ротора. Достигнув периферии ротора, рабочийпоток поступает в сепарационную зону 13, где из него отделяется частич.но уносимый им инжектируемый поток.Отсепарированный рабочий поток поступает в камеру 4, откуда с помощью напорного диска 5 по мектрубному пространству 15 выводится из аппарата. Инжектируемый поток, достигнув периферийной эоны сепарации 14, отделяется от частично уносимого им рабочего потока и по переточным путрубкам .20 поступает в камеру 3, откуда с помощью напорного диска 6 по межтрубному пространству 16 через штуцер 25 выводится из аппарата.При движении контактируемых потоков в насадочной части аппарата, выполненной в виде набора коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, отверстия которых снабжены соплами и диффузорами, расположеннымина соседних цилиндрах в чередующейся последовательности, на цилиндрах ссоплами установлены переточные патрубки, две соседние пары сопло-диффузор на выходе из диффузоров снабжены общей перегородкой выпуклой формы,оптимальным образом используется эффект инжекции в сочетании с полем центробежных сил. Это приводит к резкому увеличению производительности аппарата и интенсификации физических, химических, физико-химических, биологических, тепло- и массообменных процессов.Интенсивная турбулизация взаимодействующих потоков способствует многократному слиянию и распаду струй и капель и, следовательно, интенсифицируются процессы, происходящие в аппарате. Двигаясь с большой скоростью в смесительных камерах (диффуэорах), потоки эмульсии при выходе иэ последних движутся навстречу друг другу вдоль перегородки выпуклой формы 21 и соударяются, В зоне соударения происходит интенсивное обновление межфазной поверхности, увеличение времени контакта фаз и относительных скоростей их движения.К достоинствам данного аппаратаследует отнести также:а) отсутствие продольного перемешивания потоков фаэ при их движениипо аппарату;б высокие скорости потоков ваппарате;в) высокая дисперсность распыла,г) малое гидравлическое сопротивление движению потоков,д) многоцелевое назначение аппарата;971401 ЙАюй иваУнхеивируепый поаок4 Ье.1 е) широкий диапазон режимов устойчивой работы аппарата,Аппарат практически может работать как при нулевом расходе одного иэ взаимодействующих потоков, так и при нагрузках, превышающих пропускную способсность инжекционной пары сопло-диффузор. В этом случае взаимодействующие потоки будут двигаться не только в системе сопло-диффузор, но и через переточные патруб ки 20, которые в данном случае будут работать в режиме истечения одновременно как смесительные элементы и как переточные патрубки. 15Использование данного изобретения позволит интенсифицировать процессы, увеличить производительность и улучшить качество продукта, расширить диапазон устойчивой работы и возможность использования в различных химико-технологических процессах. Формула изобретенияЦентробежный аппарат, содержащийкожух с размещенным в нем роторомс насадкой, выполненной в виде коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, отверстия которыхснабжены соплами и диффузорами, расположенными на соседних цилиндрахв чередующейся последовательности,перегородки, устройства ввода и вывода фаз, отличающийсятем, что, с целью инетнсификации про.цесса за счет увеличения поверхности контакта фаэ, аппарат снабженпереточными патрубками, установленными на цилиндрах с соплами, а перегородки выполнены выпуклой форьы иустановлены перед каждой парой диффузоров.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 611330, кл. В 01 О 11/04,12,11.76.;".:, - Инжентируенши по Составитель А.МироновРедактор Б.федотов Техред М.Тепер Корректор И.В Заказ 878 5 ал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,14 Тираж ВНИИПИ Государствепо делам изобре 113035, Москва, Ж 34ногоений5, Р Подписнокомитета СССРи открытийушская наб., д