Ротационный аппарат для взаимодействия жидкости с жидкостью, газом или порошкообразным телом Советский патент 1960 года по МПК B01D3/30 B01D11/04 

Известные устройства для гетерогенных процесса; растворения, экстракции, абсорбции и т. II. не обеспечивают достаточно лнтенсифнкации цроцесоов и надежности в 11роиз1юдственных условиях.

Предлагаемый ротационный аппарат имеет простую конструкцию и позволяет значительно ускорять протекание процессо путем повышеу,ля интенсивности упругих колебании в среде, создаваемых двумя комплектами вращающихся полых коаксиальных цилиндров (или конусов) с отверстиями, число которых одинаково или соотношение между ними имеет целочисленное значение.

На чертеже изображена схема устройства и норядок расноложения отверстий.

При вращении одного из этих цилиндров или конусов (или одного их набора) относительно другого (или относительн.о другого набора), или при вращении двух цилиндров (или :конусов), или двух их наборов в противоположных направлениях происходит быстрое чередование совмещения и несовмещепия ирорезей (или других отверстий) разных цилиндров (или конусов). Это вызывает интенсивные колебания в жидкой среде, поступающей во внутренний цилинд э (конус) и последовательно проходящей все цилиндры (конусы) в радиальном направлении.

Щели разделены между собой сте1)Ж11ями. Папра-вление стержней параллельно нанравлепию щелей. Число стержней может отличаться от числа щелей, но ширина стержией рассчитана соответственно щирине щелей или других отверстий и соотношению лежду числом щелей (или па1:аллельных стержням рядов отверстий) и числом стержней и

№ 127999

расстоянию между щелями (или между указанными рядами отверстий; и между стержнями таким образом, что в нроцессе работы аннарата стержни )емсиио иерекры 5; 1от все отверстия и одиовременио открывают их.

Стержни каждого цилиндра (конуса) имеют одинаковую итирину и находятся на одинаковом расстоянии между собой; соответственно этому щели каждого цилиндра также имеют одинаковую ширину и находятся иа одинаковом расстоянии между собой. В случае, когда отверстия в цилиидрах нл1еют круглую или иную форму, отличающуюся от щелевидной, роль стержней, -нерекрывающих ряды этих отверстий, может быть выиолнеиа иеносредетвенно участками цилиндров, ие имеюН1ими отверстий, т. е. с)1.кхаными стенками, находящимися между рядами отверстий.

Если аинарат иредназначен для высокоиитенсивиого взаимодейстиия газа с жидкостью, то газ может засасываться во внутренний цилиндр аниарата по трубе / за счет вакуума, развивающегося в этом цилиндре в нроцессе работы анпарата. Для изменения степени раснределения газа в жидкой среде или возбуждения интенсивных кавитацнонных явлений в аппарате может быть предусмотрено устройство для регулирования засасываемого во внутренний цилиндр количества газа соответственно размерам и количеству щелей или других отверстия и числу оборотов цилиндров, позволяющее получать пузырьки газа определенного размера- Газ может быть подан в аппарат также для и;1тенсификации процесса взаимодействия жидкости с жидкостью и.1и с порошкообразным телом.

С целью возбуждения интенсивных кавитационных явлений, в апнарате иредусматривается засасывание по неподвижной трубе или по одиой из иеподвижиых труб, питающих внутренний цилиндр, регулируемого количества газа и установка сменной рещетки (или сетки) в месте выхода газа и 1сидкостн из т;)убы зо виутрениий цилиндр. С помощью этой решетки размер пузырьков газа выдерживается в оиределеииых пределах соответственно создающейся в аинарате основной частоте колебаний таким образом, чтобы вызывать резонансные колебания этих пузырьковВ качестве варианта устройства аппарата, с целью повышения эффективности воздействия на среду, выходящую из системы упомянутых цилиндров, предусмотрена возможность их помещения в акустически иастроенный баллон, рассчитанный таким образом, чтобы для осиовной частоты колебаний в аппарате создавалось поло стоячих воли. Для повьпнеиия интеисивиости упругих колебаний в среде, выходящей из системы указанных цилиндров, нредусмотрено также такое устройство апиарата, ири котором стержни наружного цилиндра помещены против середииы щелей или против рядов других отверстий остальиых цилиидров этого же их набора (ненодвилсного или вращаюнгегося); ири этом форму и размеры этих стержней, а также скорость и давление потока предлагается выбирать такими, чтобы эти стержни вибрировали с резоиаисной частотой- Для усиления: вибрации этих стержией посередине каждого из них может быть сделан радиальио направлеииый острьп выступ, перпендикулярный длине стержня.

Ротационный ультразвлковой аппарат онисанного устройства оправдал себя в нроцессе длительных лабораторных испытанийСкорость некоторых гетерогешгых процессов, имеющих промышленное значение (например, процесса извлечения иримесей из иолиолефинов), удается повысить при их ос пцествлении в описанном аппарате в 80--lOO раз