Роторный пленочный аппарат Советский патент 1980 года по МПК B01D1/22 

Предлагаемое изобретение (Лносится к роторным пленочным аппаратам, применяемым в тепломассообменных процессах и может быть использовано, например при концентрировании высоковязких растворов полимеров и.суспензий, при обработке термочувствительны продуктов из жидкостей, склонных к деструкции, инкрустации и т.д. Известен роторный пленочный аппарат, включающий корпус с рубашкой и ротор с жесткозакрепленными на нем лопастями, за которыми укреплены серповидно изогнутые скребки с гребенчатой рабочей кромкой. При подаче в такой аппарат обрабатываемой среды она через зазор, образованный кромкой лопасти с теплопередающей поверхност корпуса, поступает в зону, ограниченную сверху серповидной поверхностью скребка, где происходит разрушение ламинарного пограничного слоя и перемешивание жидкостных слоев между собой. Выход жидкости из зоны, ограниченной поверхностью скребка, осущест вляется через зазоры рабочей кромки скребки 1. Однако для обеспечения в этом апп рате в процессе обработки высоковязких жидкостей, например растворов по лимеров, высоких коэффициентов теплоотдачи необходимо, чтобы зазоры между зубьями гребенчатого скребка были малы, т.е. гребенка-скребок должна быть достаточно частой. В этом случае при обработке растворов полимеров усиливается зарастание зазоров гребенчатого скребка, в результате чего аппарат приходится часто останавливать для чистки. С другой стороны,.если зазоры между зубьями гребенчатого скребка являются достаточно большилш, то такой скребок не в состоянии обеспечить требуемой турбулизацйи обрабатываемой среды и, кроме того, за зубьями гребенчатого скребка оголяется большая часть теплообменной поверхности. Известен также роторный пленочный аппарат, содержащий корпус с рубашкой и ротор с жестко закрепленными на нем отбойными лопастями, перед которыми по ходу вращения ротора установлены скребковые ножи, укрепленные на подвесках, связанных с ротором посредством шарниров. В этой конструкции аппарата возможна как жесткая, так и шарнирная связь подвесок со скребковыми ножами. Для обеспечения шарнирной связи шарниры установлены непосредственно на скребковых ножах 2,. Недостатком такого аппарата являет ся невысокая надежность работы скребковых ножей. Это объясняется тем, что поджатие скребковых ножей к теплопере дакзщей внутренней поверхности корпуса осуществляется набегающим потоком обрабатываемой среды, т.е. гидродинамически, так как шарниры, связывающие ротор с подвесками, установлены за рабочими кромками скребковых ножей. Это в процессе работы аппарата при ло кальной деформации его корпуса или пр пригорании обрабатываемой среды на .теплопередающей поверхности ведет к заклиниванию ротора, изгибу и даже из лому подвесок. В случае шарнирной связи подвесок со скребковыми ножами возможно глисси рование скребковых -ножей по теплопере дающей поверхности корпуса, что резко снижает интенсивность теплопереноса. Кроме того, установка шарнира не только на роторе, но и на скребковом ноже усложняет конструкцию аппарата, ведет при обработке, например растворов полимеров СКИ-3, СКД и т.д. к его зарастанию, что способствует потере подвижности скребка и затрудняет 1 обеспечение его надежной стыковки с корпусом аппарата. Указанные выше причины приводят к дальнейшему понижению надежности работы скребкового ножа. Цель изобретения - повышение надежности работы скребковых ножей. Поставленная цель достигается тем что в роторном пленочном аппарате, включающем корпус с рубашкой и ротор с жестко закрепленными на нем отбой7 ными лопастями, перед которыми по ходу вращения ротора установлены скребковые ножи, жестко укрепленные на подвесках, связанных с ротором посредством шарниров,.шарниры установлены на роторе по ходу его вращения перед рабочей кромкой скребковых ножей Кроме того, с целью интенсификации теплообмена за счет снижения вязкости жидкостей, например неньютоновских, отбойные лопасти выполнены ступенчатой формы. Установка шарниров на роторе по ходу его вращения перед рабочими кро ками скребковых ножей обеспечивает центробежное прижатие скребковых ножей к теплообменной поверхности корпуса аппарата, при этом исчезает опасность заклинивания ротора и повреждения подвесок, т.е. обеспечивает ся надежная работа аппарата с сохранением высоких коэффициентов теплоот дачи. В случае исполнения отбойных лопастей ступенчатой формы обеспечивае ся поджатие обрабатываемой среды к теплообменной поверхности корпуса и этим повышается скорость сдвига неньютоновских жидкостей, что уменьшае их вязкость, ведет к интенсификации теплообмена. Крометого, такое исполнение отбойных лопастей уменьшает механи ческий унос жидкости из аппарата за счет уменьшения брызгообразования, а также увеличивает удерживающую способность аппарата. На фиг. 1 схематически изобреикено предлагаемое устройство, общий вид и гидравлическая картина движения обрабатываемой среды; на фиг. 2 и 3 варианты выполнения лопастей ступенчатой формы. Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, окруженного рубашкой 2, ротора 3, установленного по оси.аппарата с жестко закрепленными на нем отбойными лопастями 4, подвесок 5 с жестко закрепленными на них скребковыми ножами б. Между лопастями 4 подвесками 5 установлены пружины 7, усиливающие прижатие скребковых ножей к корпусу аппарата. Шарниры 8 установлены на роторе 3 по ходу его вращения перед рабочими кромками скребковых ножей 6. Аппарат работает следующим образом. При вращении ротора 3 рабочие кромки скребковых, ножей 6 центробежной силой прижимаются к теплообменной поверхности корпуса 1. Обрабатываемая среда скребковыми ножами б снимается с теплообменной поверхности корпуса 1, проходит над скребковыми ножами б и переливается через них в зазоры между скребковыми ножами 6 и отбойными лопастями 4. В дальнейшем обрабатываемая среда подхватывается отбойными лопастями 4, с которых центробежной силой вновь сбрасывается на теплообменную поверхность корпуса 1 под скребковые ножи 6. При встрече скребковых ножей 6 с каким-либо выступом, который образуется деформацией корпуса 1, пригоранием продукта и т.д., подвески 5, установленные на шарнирах 8, отклоняются и скребковые ножи 6 отходят от корпуса 1, пропуск, кая под собой выступ, а затем центробежной силой они вновь возвращаются в в первоначальное состояние. В случае исполнения отбойнык лопастей 4 ступенчатой формы (фиг. 2 и 3), обрабатываемая среда после того как прошла в зазоры между скребковыми ножами б и отбойными лопастями 4, поступает под изогнутые поверхности отбойных лопастей 4, которые дополнительно поджимают сверху обра батываемую среду,что ведет к возникновению дополнительных касательных напряжений, способствующих повышению скорости сдвига среды. Повышение скорости сдвига приводит к снижению вязкости обрабатываемой среды (что особенно важно при обработке высоковязких неньютоновских материалов) и этим интенсифицирует теплообмен. Кроме того, поджатие обрабатываемой среды к теплообменной поверхности корпуса 1 увеличивает удерживающую способность аппарата и уменьшает брыэ гообразование. Подачей теплоносителя в рубашку 2 в аппарате поддерживается заданный температурный режим. Крепление подвесок с помощью шарни ров г установленных на роторе по ходу его вращения перед ре бочими кромками скребковых ножей, позволяет обеспечить повышение надежности работы скребковых ножей, что приводит к интенсивному стационарному теплообмену, увеличивает срок службы аппарата , а также дает возможность избегать зарастания теплообменной поверхности и проводит в аппарате обработку высоковязких сред. Формула изобретения 1. Роторный пленочный аппарат, содержащий корпус с рубашкой и ротор с жестко закреплеными на нем отбойныму 7 3 попастями, перед которыми по ходу врсццения ротора установлены скребковые ножи, жестко укрепленные на подвесках связанных с ротором посредством шар:нира, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы скребкового ножа, шарииры. установлены на роторе по ходу его вращения перед рабочей кромкой скребковых ножей. 2. Роторный пленочный аппарат по П.1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена за счет снижения вязкости жидкости, отбойные лопасти выполнены ступенчатой формы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 2546381, кл. 159-6, 27.03. 1951. 2.Патент Великобритании 1089872 кл. В 1 В, 8.11. 1967.