Роторный аппарат Советский патент 1988 года по МПК B01F7/28 

со оо со

00

со

Изобретение относится к устройствам для создания импульсных колебаний в проточной жидкости и может быть использовано в химической, нефтяной, авиационной, пищевой и других отраслях народного хозяйства для проведения и интенсификации различных физико-химических и тепломас- сообменных процессов в системах жидкость - жидкость и твердое - жидкость.

Цель изобретения - интенсификация процессов массообмена за счет увеличения турбулизации потока среды.

На фиг. 1 изображен роторный аппарат продольный разрез; на фиг. 2 - канал статора, вариант формы продольного сечения.

Роторный аппарат содержит корпус 1 с патрубком 2 выхода среды, крышку 3 с патрубком 4 входа среды, жестко скрепленную с корпусом 1, статор 5 со сквозными каналами 6 в боковой стенке, жестко скрепленный с корпусом 1, крышку 7, уплотняюш,ую каналы 6, жестко скрепленную со статором 5. Концентрично статору в корпусе установлен ротор 8 с каналами 9 в боковых стенках и крышкой 10, уплотняющей каналы 9, жестко скрепленный с ротором 8. Камера 11 озвучивания образована корпусом 1, крышкой 3 и статором 5.

Каналы 6 в стенке статора выполнены переменного сечения с чередующимися сужениями 12 и расширениями 13.

Аппарат работает следующим образом.

Среда поступает через патрубок 4 самотеком или под давлением в полость ротора 8, далее через каналы 9 в роторе и каналы 6 в статоре проходит в камеру 11 озвучивания и выводится из аппарата через патрубок 2.

Переменное поперечное сечение канала по длине обеспечивает изменение скорости течения среды: в сужении она больше, в расширении - -меньще. При этом возникают турбулентные пульсации с произвольно направленными векторами скоростей. Это вызывает увеличение относительной скорости обтекания твердых частиц, т. е. разницы скорости среды и частицы, в обрабатываемой среде за счет сил инерции. Увеличение относительной скорости обтекания уменьщает диффузионный слой частицы и, следовательно, увеличивает скорость процесса массообмена.

Кроме того, при срыве канала в этих областях развивается гидродинамическая кавитация, интенсифицирующая процессы мас5 сообмена.

Использование переменного поперечного сечения канала статора вызывает возникновение циркуляционных, вихревых потоков среды в области расщирения, что увеличивает турбулизацию потока и время пре0 бывания обрабатываемой среды в активной зоне - каналах статора.

Исследовалось влияние предложенной формы каналов статора на скорость и эффективность процесса массообмена. В качест5 ве модельного вещества диффузионного процесса растворения использовались природные соли KCF KNaCf. Испытания проводились при следующих параметрах: зазор между ротором и статором - 0,05 мм; давление в камере озвучивания 2,5- 10 Па;

0 диаметр наружной поверхности ротора - 0,2 м; частота вращения изменялась от 50 до 314 с- ; температура 20-23°С.

В качестве критерия, характеризующего интенсификацию массообменного процесса (в данном случае растворения), было выб5 рано время достижения концентрации насыщения раствора KCf и NaCE в воде.

Некоторые данные сведены в таблицу.

Изобретение относится к роторным аппаратам и позволяет интенсифицировать процессы массообмена за счет увеличения турбулизации потока среды. Роторный аппарат содержит корпус с патрубками входа и выхода среды, концентрично установленные в нем ротор и статор со сквозными каналами в боковых стенках, камеру озвучивания и привод. Каналы в стенке статора выполнены переменного сечения с чередующимися сужениями и расширениями. 2 ил., 1 табл.

Известный30 27

Предлагаемый 24 21

Сравнительный анализ эксперименталь-ве исходных компонентов использовались

ных результатов, полученных при исполь-NaCK и КСЕ.

зовании предлагаемой конструкции и извест-55 Формула изобретения ной, позволяет сделать вывод о наличииРоторный аппарат, содержащий корпус существенного (на 12-18%) повышенияс патрубками входа и выхода среды, кон- скорости процесса растворения. В качест-центрично установленные в нем ротор и

23211815

18181612

статор со сквозными каналами в боковых стенках, камеру озвучивания и привод, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов массообмена за счет

увеличения турбулизации потока среды, каналы в стенке статора выполнены переменного сечения с чередующимися сужениями и расширениями.

PU2.2