Роторный пленочный аппарат Советский патент 1979 года по МПК B01D1/22 

(54) РОТОРНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ АППАРАТ

1

изобретение относится к конструкции роторного пленочного аппарата, используемого для проведения процессов тепломассообмена при обработке теплочувствительных и вязких сред.

Известен тонкопленочный испаритель 1, содержащий корпус с рубашкой, сепаратор и ротор, СОСТОЯШ.ИЙ из вала, на котором любым известным способом укреплены лопатки. На внутренней стенке корпуса аппарата в верхней и нижней точках приварены направляющие полосы, а на концах лопаток соответственно полосам укреплены шарикоподшипники, С помощью первоначального подбора толщины полос и размеров шарикопод1иипников возможно регулирование величины зазора между кромкой, лопасти и корпусом аппарата.

Недостатками данной конструкции являются возможные заклинивания шарикоподшипников при обработке полимеризующихся, кристаллизующихся и коррозионных сред, ненадежная работа подшипников за счет деформации лопасти по длине в результате температурных и сдвиговых напряжений, залипание направляющей полосы и, как следствие, отжатие лопасти от стенки, т.е. увеличение зазора. Кроме того, данная конструкция не предусматривает принудительного ввода газовой фазы в жидкостную пленку при проведении массообменных реакций.

Известен также пленочный аппарат, содержащий корпус с рубашкой, полый роторный вал и подключенные к нему перфорированные полые элементы, предназначенные для подачи воздуха или газа на пленку жидкости 2.

Недостатком данной конструкции является то, что перфорированные полые элементы, установленные на валу ротора, предназначены только для подачи газа на слой жидкости, но не предназначены для перемешивания этого слоя.

В этом случае поверхность контакта фаз пропорциональна периметру аппарата. Кроме того, если жидкость вязкая или процесс массопереноса идет в диффузионной области, то по мере насыщения поверхностного слоя жидкостной пленки газовым реагентом движущая сила процесса будет падать. А уменьшение толшины пленки за счет снижения плотности орошения приведет к снижению производительности аппарата. В случаедвижения жидкостной пленки только за счет сил гравитации, в ней на границе с корпусом аппарата образуется ламинарный подслой, в котором сосредоточено основное сопротивление теплопереносу и толщины которого зависит от физических свойств продукта и плотности орошения. Целью изобретения является интенсификация процессов тепломассообмена путем перемешивания жидкостной пленки, к которой подводится газовый реагент. Цель достигается тем, что барботеры установлены на рабочей поверхности лопастей. На фиг. I изображена принципиальная схема аппарата, на фиг. 2 дано сечение А-А на фиг. 1. Аппарат содержит корпус 1, снабженный рубашкой 2, ротор, состоящий из вала 3 и лопастей 4. Вал выполнен пустотелым и снабжен штуцерами 5. На рабочих поверхностях лопастей 4 расположены барботеры 6, соединенные, трубопроводами 7 со штуцерами 5. Аппарат снабжен входным 8 и выходными 9 и 10 патрубками, распределительным кольцом 11 и сепарирующим устройством12. Аппарат работает следующим образом. Исходный продукт подается через патрубок 8 с помощью распределительного кольца 11 распределяется по рабочей поверхности в виде пленки. Жидкостная пленка подхватывается лопастями и турбулизируется. Жидкость распределяется в аппарате в виде валиков и жидкостного слоя, остающегося за лопастями. Газ в виде пузырей вводится непосредственно в жидкость, дополнительно турбулизирует ее, выходит на поверхность и, пройдя через сепарирующее устройство,отводится через патрубок 9. Целевой продукт вытекает через патрубок 10. Насыщение жидкости газом способствует интенсификации процесса массообмена в результате развития поверхности контакта фаз. Цри механическом перемешивании жидкостной пленки лопастями ротора происходит подрезание ламинарного подслоя, что интенсифицирует теплоперенос и имеет важное значение при проведении реакций, идущих со значительным тепловым эффектом. Так как барботеры установлены на рабочих поверхностях лопастей, то при перемещивании жчдкость в валкках захватывает пузырьки газа и удерживает их внутри себя некоторое время за счет сил поверхностного натяжения. Таким образом, развивается поверхность .массообмена, а процессы тепломассопереноса за счет перемешивания идут значительно интенсивнее. Формула изобретения Роторный пленочный аппарат, содержащий корпус с рубащкой, вал с лопастями и барботерами, сепарирующее устройство. отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов тепломассообмена за счет перемешивания жидкостной пленки, барботеры установлены на рабочей поверхносги лопастей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии № 38-2969, кл. 13 В 9, 1963. 2.Патент Англии № 1199100, кл. В 1 В. 1970.

Газ

12

иг.1

А-А

й/2.2