Роторный аппарат Советский патент 1989 года по МПК B01F7/28 B01F7/00 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности, к оборудованию по производству и применению минеральных удобрений с использованием метода гидроакустического воздействия на гетерогенные рабочие среды.

Цель изобретения - повышение гидроакустического воздействия на обрабатываемую среду.

На фиг. 1 изображен кавитатор, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - статор с прорезями.

Аппарат содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, статор 4 с прорезями 5, перемычками 6 и разрезом 7, кольцевые упругие вкладыши 8, выполненные, например, из стандартных резиновых колец, ротор 9 с радиальными каналами 10, образованными лопастями 11. В каждом канале 10 расположены дополнительные лопасти 12, образующие на выходе из канала два отвода 13 и 14, расположенные соответственно напротив прорезей 5 статора 4 и его перемычек 6. На роторе 9 установлена кольцевая насадка 15, образующая с входным патрубком 2 сопло 16 эжектора. На корпусе 1 установлена крышка 17 с приводным валом 18. Между корпусом 1 и статором 4 находится рабочая камера 19, а между ротором 9 и статором 4 образован зазор 20.

Статор 4 собирается в корпусе 1, ротор 9 -v в крышке 17. Радиальный зазор 20 между ротором 9 и статором 4 устанавливается минимально возможным (вплоть до нулевого) путем подбора диаметра кольцевых упругих вкладышей 8. После этого корпус 1 стыкуется крышкой 17 так, чтобы статор 4 имел свободу осевого перемещения в пределах 0,1 -1,0 мм.

Аппарат работает следующим образом.

Рабочая среда поступает в корпус 1 по входному патрубку 2. При вращении ротора 9 она будет поступать в каналы 10, нагнетаться ими через периодически перекрываемые прорези 5 статора 4 в камеру 19 корпуса 1 и выходить через патрубок 3 к потребителю. При перекрытии и совмещении прорезей 5 в роторе 9 возникают большие пульсации давления и сдвигаемые напряжения, ведущие к разрушению компонентов диспергируемой рабочей среды.

В радиальном зазоре 20 между ротором 9 и статором .4 также возникают пульсации давления и сдвигаемые напряжения, которые осуществляют разрушение компонентов обрабатываемой среды. Кроме того, при быстром перекрытии и совмещении прорезей 5 в рабочей камере 19 корпуса 1 тоже возникают акустические колебания с определенной интенсивностью и частотой, которые осуществляют процесс диспергирования, эмульгирования, суспендирования и т. п.

На эти колебания будет накладываться вибрация статора, обусловленная его периодическим отжатием от поверхности ротора импульсами гидравлических ударов, происходящих периодически в отводах 13 и 14 каналов 10 и за счет автоматического выбирания зазора, обусловленного эксцентриситетом статора относительно ротора. Амплитуда радиальной вибрации статора 4 относительно поверхности ротора 9 может дос- тичь значительной величины (0,5-2,5 мм). Возникающие при этом повышенные утечки жидкости из радиального зазора 20 и рабочей камеры 19 поступают по щелям между ротором и корпусом 1 в активное

5 сопло 16 эжектора и далее в ротор 9.

Вытекая из активного сопла 16 с высокой скоростью, они ускоряют и эжек- тируют рабочую среду на вход в каналы 10 ротора 9. Это ведет к устранению очагов кавитации на входе в ротор

0 и к повышению напора на выходе из него. Таким образом полезное использование утечек уменьшает энергозатраты и позволяет интенсифицировать акустические колебания в рабочей камере 19 за счет полезного ис,- пользования амплитуды радиальной вибрации статора 4.

В момент закрытия одного из отводов 13 или 14 каналов 10 перемычками 6 статора 4 в нем движение жидкости резко останавливается, возникает гидравлический

о удар. Волна давления движется с высокой скоростью, центростремительно по первому отводу, отражается в зоне разветвления в сторону выхода второго отвода, который открыт, так как находится против прорези 5 статора 4. Достигнув открытого от5 вода за счет постоянного движения потока, волна давления движется и по нему, на выходе производит импульсный выброс рабочей жидкости в прорезь 5 статора 4. Давление в открытом отводе резко падает, возникает разрыв сплошности с образованием кавитационных каверн и пузырьков. В это время происходит быстрое открытие первого отвода и закрытие второго отвода канала 10.

Давление в закрывающемся отводе резс ко возрастает с образованием гидравлического удара, который интенсифицирует схло- пывание каверн и газовых кавитационных пузырьков. Давление же в открывающемся отводе резко падает из-за увеличения площади и расхода.

0 При этом центробежные силы вызывают резкое ускорение столба жидкости, находящейся в открывающемся отводе. Из-за периодичности перекрытия отводов движение жидкости по каналам 10 не прерывается, нто увеличивает производительность кавита5 тора 10 минимум в два раза.

Использование изобретения повышает гидроакустическое воздействие на обрабатываемую среду.

0

Формула изобретения

Роторный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, цилиндрический статор с прорезями и перемычками и ротор с радиальными каналами, образованными лопастями, отличающийся тем, что, с целью повышения гидроакустического воздействия на обрабатываемую среду, он снабжен кольцевыми упругими вкладышами, дополнительными лопастями и кольцевой н-асадкой, при этом статор вы

полней разрезным по образующей цилиндра и установлен в корпусе посредством кольцевых упругих вкладышей с возможностью упругой деформации дополнительные лопасти расположены в каждом канале ротора с образованием на выходе из них двух отводов, один из которых находится напротив прорези статора, другой - напротив его перемычки, а кольцевая насадка установлена на роторе соосно входному патрубку и образует с последним сопло эжектора.

Изобретение относится к оборудованию по производству и применению минеральных удобрений с использованием метода гидроакустического воздействия на гетерогенные рабочие среды. Цель изобретения- повышение гидроакустического воздействия на обрабатываемую среду. Роторный аппарат содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, статор 4 с прорезями, перемычками и разрезом, кольцевые упругие вкладыши 8, ротор 9 с лопастями, образующими каналы 10 с отводами. На роторе 9 установлена кольцевая насадка 15, образующая сополо 16 эжектора. Рабочая среда поступает в корпус 1 по патрубку 2 и далее по каналам 10 в рабочую камеру 19. При быстром перекрытии и совмещении прорезей в камере 19 возникают акустические колебания. На эти колебания накладывается вибрация статора, обусловленная его периодическим отжатием от поверхности ротора импульсами гидравлических ударов, происходящих в отводах каналов 10. 3 ил.

J-i

11

13

и

ю

Фиг.з