Комбинированная лопасть роторного пленочного аппарата Советский патент 1992 года по МПК B01D1/30 B01D1/22 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для перемещения пленки жидкости, стекающей по вертикальной цилиндрической поверхности, и может быть использовано в химической, нефтехимической, и других отраслях промышленности.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является лопасть, содержащая крепежную планку, на которой закреплены траверсы, и скребки присоединены к одному из концов последней жестко, а к другому - шарнирно. При вращении мешалки шар- нирно укрепленные скребки под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности аппарата, а жестко укрепленные скребки в свою очередь прижимаются к теплопередающей поверхности цилиндра, расположенного коакси- ально внутри аппарата Обе группы скребков очищают теплопередающие поверхности от возможных осадков и снижают толщину пограничного слоя обрабатываемой жидкости, чем достигается интенсификация теплообмена.

Недостатком этой конструкции является то, что жесткий скребок, очищая наружную поверхность коаксиального цилиндра, оголяет данную теплообменную поверхность, а это приводит к разрушению пленки обрабатываемого продукта и с ростом частоты вращения ротора жидкость стекает в виде струй перед скребком, что приводит к снижению эффективности.

Целью изобретения является повышение эффективности перемешивания испаряемой жидкости.

Указанная цель достигается тем, что в комбинированной лопасти роторного пленочного аппарата, содержащей крепежную планку с шарнирами и два скребка, размещенные с противоположных сторон лопа-ч

X СП

Ю

&

сти, согласно изобретению, один из скребков выполнен дугообразным с радиусом кривизны 8-12 мм, а на поверхности лопасти выполнены перераспределительные канавки шириной 2,5-5 мм, проходящие от атакующей стороны дугообразного скребка к тыльной стороне противоположного скребка, при этом проекция оси шарниров на плоскость лопасти расположена на расстоянии 0,3-0,4 длины лопасти и проходит через центр масс лопасти.

Сущность изобретения и его отличительные особенности заключаются в следующем. Скребок, выполненный в форме дуги, не оголяет рабочую поверхность внутреннего цилиндра, а глиссирует по ней, тем самым интенсифицирует процесс перемешивания, Проточенные канавки, проходящие от атакующей части дугообразного скребка к тыльной стороне второго скребка и их количество (оптимальное штук) позволяет в широком диапазоне регулировать среднее время пребывания перерабатываемого продукта в рабочей зоне аппарата, увеличивая его в 3-5 раз за счет перераспределения жидкости по ним с одной рабочей поверхности на другую. При уменьшении ширины канавок и увеличении их количества жидкость стекает вниз по лопасти, как по шероховатой поверхности, не перераспределяясь с одной рабочей поверхности на другую. Увеличение ширины канавок и их количества приводит к полному перераспределению жидкости с одной рабочей поверхности на другую и к оголению поверхности внутреннего цилиндра. Уменьшение канавок в обоих случаях существенно не сказывается на процессе разделения.

Радиус кривизны дуги лопасти варьируется в пределах 8-12 мм. Уменьшение кривизны приводит к разрушению пленки стекающей жидкости, а увеличение сверх заданных пределов снижает эффективность перемешивания. За счет смещения центра масс относительно рабочих поверхностей аппарата в сторону внутренней на 0,3-0,4 длины лопасти, в зависимости от рабочих параметров лопасть с определенной частотой отклоняется относительно оси шарнира, что также положительно сказывается на гидродинамической обстановке в аппарате, тем самым вносит существенный вклад в интенсификацию процесса перемешивания.

С уменьшением смещения центра масс менее 0,3 длины лопасти относительно оси шарнира в сторону внутреннего цилиндра автоколебательный режим наблюдается, начиная с плотности орошения R 800 и . при частоте вращения ротора п 10 с , а

также происходит значительный брызгоу- нос. При увеличении смещения центра масс более 0,4 длины лопасти, указанный выше эффект автоколебаний отсутствует.

На фиг.1 показана конструктивная схема предлагаемой комбинированной лопасти. Лопасть содержит крепежную планку 1, скребок 2 и дугообразный скребок 3, шарниры 4.

0На фиг.2 изображена схема работы комбинированной лопасти. При вращении вала ротора под действием центробежной силы скребок прижимается к орошаемой пленкой поверхности 2, в выполненный в форме дуги скребок 3, в свою очередь прижимается к

5 орошаемой поверхности 4. При плотности орошения, соответствующей пленочному

4а числу Рейнольдса Re -р- 200 - 900 (где

п 9 л - плотность орошения, м2/с;

кинематическая вязкость жидкости, м/с; L - расход обрабатываемого продукта, м3/с), и частоте вращения ротора ,67 и массе лопасти в пределах 0,040 - 0,28 кг перед

5 атакующими поверхностями комбинированной лопасти образуются жидкостные валики, которые за счет гидростатического давления жидкости на атакующие кромки лопасти вызывают ее периодические откло0 нения от тепломассообменных поверхностей, т.е. лопасть глиссирует по пленке жидкости с определенной частотой, это в саою очередь способствует интенсивному перемешиванию, Кроме того, наличие про5 точенных на рабочей кромке дуги и на тыльной стороне второго скребка канавок позволяет перераспределить обрабатываемый продукт с одной тепломассообменной поверхности на другую, т.е. регулировать

0 время контакта в рабочей зоне в зависимости or количества канавок.

Таким образом, автоколебательный режим и профилированная поверхность комбинированной лопасти с учетом рабочих

5 параметров (плотность орошения, частота вращения ротора, физико-химические свойства перерабатываемого продукта) позволяют улучшить гидродинамическую обстановку в роторном пленочном испари0 теле, т.е. значительно интенсифицировать процесс. Эффективность перемешивания при этом возрастает в 1,5 - 2 раза. Формула изобретения Комбинированная лопасть роторного

5 пленочного аппарата, содержащая крепежную планку с шарнирами и два скребка, размещенных с противоположных сторон лопасти, отличающаяся тем1 что, с целью повышения эффективности перемешивэния испаряемой жидкости, один из скребков выполнен дугообразным с радиусом кривизны 8-12 мм, а на поверхности лопасти выполнены перераспределительные канавки шириной 2,5-5 мм, проходяскребка к тыльной стороне противоположного скребка, при этом проекция оси шарниров на плоскость лопасти расположена от дугообразного скребка на расстоянии 0,3- 0,4 длины лопасти и проходит через центр

Использование изобретения: для перемешивания пленки жидкости в роторных пленочных выпарных аппаратах Сущность изобретения: комбинированная лопасть роторного пленочного аппарата содержит крепежную планку с шарнирами и два скребка, размещенные с противоположных сторон лопасти, один изскребков выполнен дугообразным с радиусом кривизны 8-12 мин, а на поверхности лопасти выполнены перераспределительные канавки шириной 2,5-5 мм, проходящие от атакующей стороны дугообразного скребка к тыльной стороне противоположного скребка, при этом проекция оси шарниров на плоскость лопасти расположена от дугообразного скребка на расстоянии 0,3-0,4 длины лопасти и проходит через центр масс лопасти. 2 ил.

щие от атакующей стороны дугообразного 5 масс лопасти.

Скг. 1

4

/ /ie#/ca wtsfaffe/nu

Фиг. Z

№{fcffor M0t7