Роторный аппарат Советский патент 1993 года по МПК B01F7/28 

Изобретение относится к области эмуль- гирования, дробления твердых частиц, а также производства нитроцеллюлозы (НЦ).

Целью изобретения является обеспечение интенсивной этерификации за счет эмульгирования и образования устойчивой кавитации, которая бы не замыкалась на стенках аппарата, а уходила в слой среды, способствуя полной нитрации, пропитке нитрующей кислотной смесью всего волокнистого материала, особенно мелкие поры.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, вращающимся 4 и неподвижным 5 установленными коаксиально элементами, имеющими отверстия 6 в виде прорезей. На наружной поверхности элемента 4, обращенной к корпусу аппарата, имеются клинообразные выступы 7, соединяющие соседние отверстия, причем вершина клинообразного выступа расположена по вращению. Аппарат работает следующим образом.

Нитрующая смесь с волокнистым материалом поступает в аппарат по патрубку 2 и выходит череп патрубок 3, проходя через отверстия вращающихся 4 и неподвижных 5 элементов в момент их совмещения при вращении элементов 4. При этом среда разгоняется, эмульгируется, дробятся твердые частицы и на выходе из подвижного элемента, расположенного у корпуса, обтекает клиновидные выступы, деформируется на его наружной поверхности, с образованием каверны (это подтверждается работой КНЭПП, Дж.Дейле, Ф.Хэммит Кавитация, перевод с английского. М.: Мир, 1974).

Пульсзционная подачЗ среды в роторном аппарате с большой скоростью, наличие пульсационного давления, а также деформация НЦ за счет измененного зазора в зонах между корпусом и вращающимся элементом за счет клиновидных упоров позволяют получить и поддерживать развитую

NW

w

Ј

СО N О 00 Оч hO

00

кавитацию, эмульгируя, дробя твердые материалы, переходящую в среду, а не замыкающуюся на поверхности аппарата, что существенно влияет на эффективность и работоспособность аппарата.

Постоянно возникающие и схлопываю- щие пузырьки сходящей с выступов кавитации развивают давление от 10 до 4000 атм в центре схлопы вания, при этом увеличивается скорость и обеспечивается поступление всех компонентов нитрующей смеси внутрь (все поры) материала через участки различной плотности во всей зоне между корпусом и подвижным элементом.

Нитрующая смесь, равномерно проникая в капилляры нитруемого материала, приводит к немедленному связыванию серной кислотой среды вода-продукт, выравнивая при этом температурные и концентрационные поля, и дает возможность сохранить азотную кислоту в неразбавленном виде, избежать гидролизата, денитрации НЦ.

Предварительные испытания модельного аппарата с имитацией выступов показали, что

при больших скоростях появилась кавитация и это давало возможность получить материал с более высоким содержанием азота, а также качественное эмульгирование, дробление твердых частиц.

Формула изобретения Роторный аппарат, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода среды, внутри которого коаксиально установлены подвижный и неподвижный элементы с отверстиями на боковых поверхностях, расположенные на подвижном элементе между соседними отверстиями выступы клиновидного профиля с вершиной, направленной в сторону вращения элемента, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов этери- фикации, эмульгирования, дробления твердых материалов за счет создания кавитационной зоны в среде на выходе, выступы расположены на наружной поверхности подвижного элемента, обращенной к корпусу, при этом отверстия выполнены в виде прорезей.

0

5

0

Использование: проведение нитрации целлюлозы. Устройство содержит корпус с патрубками ввода и вывода среды, внутри которого коаксиально установлены подвижный и неподвижный элементы, имеющие прорези на боковых поверхностях. На наружной поверхности подвижного элемента, обращенной к корпусу, выполнены выступы клинообразной формы между соседними отверстиями в виде прорезей. Вершина клинообразного выступа расположена по вращению. 2 ил.

1

1

Фиг.1

фиг.1

J