Роторный аппарат Советский патент 1979 года по МПК B01F7/28 

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано для проведения процессов смешения, диспергирования, гомогенизации, выщелачивания и т. п. в системах жидкость- жидкость и жидкость-твердое тело.

Для проведения указанных процессов в интенсифицированном режиме широко применяются аппараты, обработка среды в которых осуществляется в радиальном зазоре между вращающимися и неподвижными элементами за счет создания высокого градиента скоростей. Достигаемая в этих аппаратах высокая интенсивность обработки позволяет существенно уменьшить длительность технологического процесса по сравнению с обработкой в емкостных аппаратах с перемешивающими устройствами при одновременном уменьщении металлоемкости конструкции.

Известен роторно-пульсаци.онный аппарат, рабочими органами которого являются наборы вращающихся и неподвижных коаксиальных цилиндров с прорезями, выполненными по всей длине образующей. Во время работы аппарата прорези вращающихся цилиндров с определенной периодичностью открываются и перекрываются перемычками между прорезями соседних неподвижных цилиндров. При прохождении среды через аппарат наиболее интенсивная обработка ее

осуществляется, главным образом, в радиальных зазорах между вращающимися и неподвижными цилиндрами за счет высокого градиента скоростей между вращающейся и неподвижной поверхностями и возникающих

усилий сдвига, среза, истирания и т. п. 1. Известны также аппараты, в которых интенсификация обработки достигается за счет нанесения рифлений на боковые поверхности тел вращения или же на поверхности, образующие прорези 2, 3.

Недостатком указанных аппаратов является наличие транзитного потока обрабатываемой среды в периоды открытия прорезей, что приводит к уменьщению времени пребывания среды в активной зоне аппарата - в радиальных зазорах между ротором и статором, - и, вследствие этого, - к снижению эффективности аппарата. Кроме того, при определенных режимах работы аппарата, например при малых числах оборотов ротора и высокой производительности, наличие транзитного потока приводит к неравномерной обработке среды вследствие прохождения части среды непосредственно через прорези, по существу, без обработки в зазорах.

Целью настоящего изобретения является повыщение эффективности работы роторного аппарата и улучшение однородности получаемого продукта за счет обработки всего потока в радиальном зазоре между вращающимся и неподвижным цилиндрами и увеличения времени пребывания среды в активной зоне, т. е. за счет устранения транзитного потока.

Указанная цель достигается тем, что прорези вращающегося и неподвижного цилиндров смещены в осевом направлении относительно друг друга, при этом суммарная высота двух соседних прорезей вращающегося и неподвижного цилиндров меньще суммарной высоты непрорезанной части тех же цилиндров. При этом прорези любого (вращающегося или неподвижного) цилиндра полностью перекрыты поверхностями непрорезанной части соседних цилиндров, чем полностью исключается транзитный поток среды.

При таком выполнении прорезей вся обрабатываемая среда подвергается интенсивному многократному гидромеханическому воздействию в зазорах между вращающимися и неподвижными цилиндрами. Кроме того, среда направляется в активной зоне аппарата по наибольшему (зигзагообразному) пути, что при заданной производительности обуславливает максимальное время пребы.вания, а, следовательно, и максимальную эффективность работы аппарата.

На чертеже представлен предложенный роторный аппарат.

Роторный аппарат состоит из корпуса 1 с патрубком Б выхода обрабатываемой среды и крышки 2 с центроосевым патрубком А входа обрабатываемой среды. Внутри корпуса консольно на приводном валу 3 закреплен несущий диск 4, на котором смонтированы роторные цилиндры 5 с прорезями 6, а на крышке закреплено соответствующее число статорных цилиндров 7 с прорезями 8. Количество роторных и статорных рещеток может быть любое. Роторные цилиндры располагаются между статорными с определенным радиальным зазором, зависящим как от особенностей проводимых в аппарате технологических процессов, так и от свойств обрабатываемой среды. Прорези 6 и 8 или отверстия в роторных 5 и статорных 7 цилиндрах могут иметь произвольную форму и равномерно распределяются по окружности. Сумма высот двух соседних прорезей 6 и 8 (то есть сумма их рамеров в осевом направлении) в каждом из двух соседних роторнь Х 5 и статорных 7 цилиндров меньше, чем суммарная высота непрорезанной

части этих же цилиндров. Прорези 6 и 8 смещены относительно друг друга таким образом, что .они полностью перекрываются непрорезанными поверхностями соседнего статорного 7 или роторного 5 цилиндров. Ротор аппарата снабжен также крыльчаткой 9, состоящей из нескольких лопастей и служащей для создания напора, необходимого для транспортировки обрабатываемой среды, а также для предварительного измельчения крупных комков и агломератов, содержащихся в обрабатываемой среде.

Аппарат работает следующим образом.

Обрабатываемая среда поступает в аппарат через входной патрубок А и под действием развиваемого крыльчаткой 9 напора проходит через прорези 8 первого (внутренного) статорного цилиндра 7. При этом в радиальном зазоре между наружной поверхностью лопастей крыльчатки 9 и внутренней поверхностью первого статорного цилиндра 7 измельчаются наиболее крупные комки и агломераты обрабатываемой среды. Пройдя прорези 8 первого статорного цилиндра 7, среда подвергается интенсивной обработке в радиальном зазоре между первым статорным 7 и первым роторным 5 цилиндрами. Затем через отверстия 6 в роторном цилиндре 5 среда попадает в следующий радиальный зазор, где цикл обработки повторяется. При этом возможность возникновения транзитного потока устраняется полностью. Обработанная среда удаляется через выходной патрубок.

Экономический эффект от использования в промышленности роторного аппарата достигается за счет улучшения качества и однородности получаемого продукта.

Формула изобретения

Роторный аппарат для проведения процессов смешения, эмульгирования в гомогенных и гетерогенных системах, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, крыльчатку и коаксиально установленные вращающиеся и неподвижные цилиндры с прорезями, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет устранения транзитного потока, прорези вращающегося и неподвижного цилиндров смещены в осевом направлении относительно друг друга, при этом суммарная высота двух соседних прорезей вращающегося и неподвижного цилиндров меньще суммарной высоты непрорезанной части тех .же цилиндров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 127999, кл. В 01 F 7/28, 09.04.59.

2.Авторское свидетельство СССР № 230000, кл. В 01 F 7/28, 15.05.67.

3.Авторское свидетельство СССР № 488604, кл. В 01 F 7/28, 03.11.72.