РОТОРНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2001 года по МПК B01F7/12 B01F7/28 

Изобретение относится к устройствам для создания акустических колебаний в проточной жидкой среде и может быть использовано в химической, нефтяной, геологической, машиностроительной, пищевой и ряде других отраслей промышленности для интенсификации различных физико-химических, биологических и других процессов.

Известны механические роторные излучатели, содержащие ротор и статор, помещенные в рабочую камеру, с выполненными в их стенках каналами, корпус с входным и выходным патрубками. На внешней поверхности ротора и внутренней поверхности статора выполнены лабиринтные канавки (а.с. N 789147, кл. В 01 F 7/28).

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсификация технологического процесса.

Наиболее близким к изобретению является роторный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрично установленные в нем ротор и статор с каналами. На внутренней поверхности статора и внешней цилиндрической поверхности ротора в промежутках между каналами, параллельно им выполнены канавки, длина которых меньше высоты ротора, но больше длины его каналов (а.с. N 512802, кл. B 06 B 1/20).

Недостатком этого роторного аппарата является недостаточная интенсификация технологического процесса.

Техническая задача - интенсификация технологического процесса за счет увеличения интенсивности кавитации.

Поставленная техническая задача достигается тем, что на внешней цилиндрической поверхности ротора, между каналами, параллельно им выполняются канавки. Расстояние между каналом и канавкой принимается равной В_к по направлению вращения ротора:
B_к = 3π·R_p/2·Z_p,
где R_р - радиус ротора, м; Z_р - число каналов ротора.

На фиг. 1 изображен роторный аппарат, разрез по оси вращения ротора; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - выноска В на фиг. 2; на фиг. 4 - показаны графики зависимости S(T), V(T) и P(T).

Роторный аппарат содержит корпус 1, крышку 2, входной патрубок 3, выходной патрубок 4, статор 5, ротор 6, канал ротора 7 и канавку 8. канал статора 9, камеру озвучания 10, образованную наружней стенкой статора, крышкой и корпусом. Число каналов ротора равно числу каналов статора.

Роторный аппарат работает следующим образом.

Обрабатываемая жидкость поступает через патрубок 3 под давлением в полость ротора 6, которому сообщается вращение. При этом жидкость под действием входного давления перетекает через каналы ротора 7 в каналы статора 9 и далее в камеру озвучания 10. При периодическом совпадении каналов ротора 7 с каналами статора 9, в каналах статора происходит изменение скоростной V и давления P потока вследствии изменения проходного сечения S. Закон изменения S, V, P от T показан на фиг. 4. На ниспадающем участке кривой P(T) происходит падение давления в канале статора, что инициирует кавитацию. На расстоянии
T_к=3/4·T
падение давления замедляется, чем и вызвано изменение наклона кривой P(T) (точка перегиба кривой). Для того, чтобы увеличить участок падения давления, т.е. dP/dt>0, необходимо дать дополнительный импульс разрежения в канале статора. Это достигается при совмещении канала статора 9 с канавкой ротора 8, в которой давление жидкости меньше, чем давление в зазоре между статором и ротором за счет растягивающих усилий создаваемых центробежной силой. Так как расстояние между осями каналов роторы B_р пропорционально периоду колебаний T, поэтому расстояние между каналом и канавкой B_к принимаем пропорциональным величине T_к:
T_к=3/4·T (1)
где Т_к - часть периода колебаний до точки перегиба (см. фиг. 4), с; Т - период колебаний, с.

Из фиг. 3 имеем
B_к=3/4 · B_р,
где B_p = 2π·R_p/Z_p; R_р - радиус ротора, м; Z_р-число каналов ротора. Таким образом, B_к = 3π·R_p/2·Z_p.
Для создания достаточного импульса разрежению необходимо, чтобы сечение канавок в роторе было идентично сечению каналов в статоре.

Изобретение может быть использовано в химической, нефтяной, геологической, машиностроительной, авиационной, пищевой и в других отраслях промышленности для интенсификации различных физико-химических, биологических и других процессов. Техническая задача изобретения - интенсификация технологического процесса за счет увеличения интенсивности кавитации. Поставленная техническая задача достигается тем, что на внешней цилиндрической поверхности ротора между каналами параллельно им выполняются канавки, сечение которых идентично сечению каналов статора. Расстояние между каналом и канавкой В_к принимается равным B_к= 3π·R_p/2·Z_p по направлению вращения ротора, где R_p - радиус ротора, м, Z_p - число каналов ротора. 4 ил.

Роторный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленные в нем ротор и статор с каналами в боковых стенках и привод, при этом на внешней цилиндрической поверхности ротора между каналами параллельно им выполнены канавки, отличающийся тем, что канавки выполнены на расстоянии

от каналов по направлению вращения ротора,
где R_p - радиус ротора, м;
Z_p - число каналов ротора.