Роторный аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01F7/26 B01F5/06 

(5А) РОТОРНЫЙ АППАРАТ

1

Изобретение относится к технике перемешивания и может применяться в химической и других отраслях промышленности .

Известен смеситель, содержащий роторный и стат.орный диски с зубчатыми элементами, установленными по чередующимся концентрическим окружностям, в котором между элементами статорного диска от центра к пери- . ферии проходят сквозные радиальные каналы, а между элементами роторного диска сквозные наклонные к радиусу основные (широкие) и вспомогательные (узкие)каналы 11,

Недостатком такого аппарата является относительно низкая эффективность перемешивания.

В общем случае число пульсаций за один оборот определяется произведением количеств элементов роторного и статорного дисков. Поэтому с точки зрения интенсификации проводимых в аппарате процессов желательно

увеличивать количество элементов как на статорном, так и на роторном дисках. Однако, если на статорном диске увеличение в известных пределах числа элементов не встречает препятствий, на роторном диске увеличение числа элементов может привести k нарушению ориентации наклонных каналов и образованию сквозных радиальных ка налов.,

10

Последнее обстоятельство является нежелательным, так как в этом случае определенная часть смешиваемых компонентов проходит через сквозные ра15диальные каналы статора и ротора, не подвергаясь воздействию элементов, вследствие чего интенсивность перемешивания падает. Поэтому в данном аппарате число элементов ротора

20 меньше количества элементов статора, а количество локальных пульсаций за один оборот ротора меньше квадрата числа элементов статора. Известен также аппарат, содержа щий роторный и статорный диски с зубчатыми элементами, размещенными по концентрическим окружностям, В этом аппарате диски poTopai и статора разбиты на равное число сек торов, между которыми образованы сквозные радиальные каналы, при это в каждом секторе размещено одинаковое количество элементов. Поэтому в рассматриваемом смесительном устройстве число локальных пульсаций з один оборот ротора равно квадрату числа элементов любого из дисков,, что способствует интенсификации пер мешивания 2. Однако на обоих дисках имеются сквозные радиальные каналы, между элементами, что, как уже указывалос нежелательно. Кроме того, так как элементы ротора и статора в радиальном направлении расположены идентично, при вращении ротора локальные пульсации возникают 5 а также прекращаются практически одновременно во всем объеме аппарата, вследствие чего ап парат работает в режиме значительны пульсирующих нагрузок. Это, с одной стороны5 снижает эксплуатационную н дежчость устройства, а с другой сто роны, накладывает определенные огра ничения на возможности увеличения ско.эости вращения ротора и. как сле ствие, на возможности повышения производительности роторного аппара та и улучшения качества продукции. Цель изобретения интенсификация процесса перемешивания, а также повышение надежности работы. Поставленная цель достигается тем, что в известном роторном аппарате, содержащем роторный и статорный диски с зубчатыми элементами,, установленными по чередующимся концентрическим окружностям, зубчатые элементы одного из дисков выполнены со смещением по концентриме КИМ окружностям на угол ± - где m - число секторовj образуемых элементами на соответствующем диске а п число концентрических окружностей соответствующего диска, при этом размеры i элементов по дугам соответствующих концентрических окружностей радиус-а г находятся в интервале 6 г fji-. олагодзрй такому пэсположению элементоЕ. на одном из дисков и размерам этих элементов,, з аппарате исключается возможность появления CKBO3HbfX задиальных каналов. Зследствие этого аесь объем, перемешиваемых сред подвергается воздействию элементов дискоа, что способствует интенсификации проводимых процессов. Кроме ТОГО; исключается возможность одновременного взаимо,цействия зсех элементов одного из дисков с элементами другого, и в то же время обеспечивается поочередное взаимодействие элементов в соответствии с их взаимным yглoSы смещением, В связи с этим, поскольку какдому взаимодействию двух злеменТЗа дисков соответствует одна локальная пульсация давления в объеме перемешиваемой массы, в процессе работо предлагаемого аппарата суммарная амплитуда локальных пульсаций давлений будет значительно ниже, а частота пульсаций значительно зыше чем в аппарате с одновременным взаи юдейстзием всех элементов. Это поз-золяет стабилизирова ь нагрузку на узлы привода и при прочих равных ./сг овиях способствует повышению элсплуатационной надекности аппаратеf что, в свою очере,ць,, дает возможность интенсифицировать проводимы, в аппарате процессы путем увеличения скорости вращения роторного диска. На фиг: 1 изображен роторный аппара, в котором число элементов ротора и стагора равно, общий вид в разрезе; на фиг, 2 - схема расположения элементов на статоре в плане; на фиг„ 3 схема расположения элементов ротора в плане; на фиг, ч разрез А-А на фиг. 1 (для случая совмещения секторов ротора и статора} которныи аппарз ного 1 и статорногс) 2 дисков, уста -1озленных в корпусе 3,. имеющем впускной Ц и 8ыпyc cнoй 5 патрубки,. На поверхности д-исьсов установлены по чередующимся концентрическим окружностям 6 и 7 зубчатые элементы 8 ii S : образующие на поверхности дисков идентичные для каж,аого из дисков секторы, В частности секторы ограничены радиалы-ымк лучами, проведенными через две соседних элемента н одной концентрической окружности 6 и 7. 8 однсм из вариантов исполнения элементы статорного дис ка 2 установлены в каждом секторе на радиальных лучах 10, так что ме ду ними проходят радиальные каналы 11, а элементы роторного диска 1 размещены по одному на каждом из р диальных лучей 12, проведенных под углом, равным сСгде m - числ секторов роторного диска; п - чийло концентрических окружностей роторного диска В представленном случае выполнения аппарата элементы 8 роторного |диска в каждом секторе установлены по дугам 13о Возможен и другой вариант исполнения, при котором элементы на статорном диске расположены по дугам, а на роторном - вдоль радиальных лучей Размеры элемента роторного диска 1 выбираются из следующих соображений. Размеры элементов в радиальном напГавлении выбираются такими, чтобы зазор между элементами роторного и статорного дисков при вращении ро торного диска находился в пределах 0,2-0,3 мм. Размер () каждого из элементов 8 роторного диска 1, изме ренный по дуге соответствующей ему концентриче.ской окружности 7, определяется из выражения г- п oi f где г радиус концентрической окружности ; пС - угол между радиальными лучами;п - число концентрических окруж ностей на роторе. Указанный интервал размеров элементов 8 роторного диска 1 выбран из условий, обеспечивающих отсутствие сквозных радиальных каналов, а также наличие зазоров между элементами одной концентрической окружности . Предварительно смешенные компонен ты подаются под давлением через впускной патрубок А на вращающийся роторный диск 1. Под действием внеш sнего давления и центробежной силы, возникающей вследствие вращения роторного диска 1, перемешиваемая масса устремляется к его периферии через просветы-между зубчатыми эле ментами 8 и 9 дисков 1 и 2. При этом элементы 8 и 9, препятствуя передвижению массы, создают турбулентный режим перемешивания. При взаимодействии элементов 8 роторног диска 1 с элементами 9 статорного диска 2 возникают кавитационные явления и высокочастотные локальные пульсации давления, которые способствуют интенсивному перемешиванию сред. Достигнув периферии дисков, смесь компонентов удаляется из аппарата через выпускной патрубок 5. Предлагаемый роторный аппарат позволяет получать высокомогенные тонкодиспёрсные смеси за сравнительно малые промежутки времени и характеризуется высокой эксплуатационной надежностьЮо Формула изобретения Роторный аппарат, содержащий роторный и статорный диски с зубчатыми элементами, размещенными по чередующимся концентрическим окружностям, отличающий ся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения надежности работы, зубчатые элементы одного из дисков выполнены со смещением по концентрическим окружностям на угол с. , где m число секторов, образуемых элементаи на соответствующем диске, п число концентрических окружностей оответствующего диска, при этой азмеры элементов по дугам соотетствующих концентрических окружостей радиуса г находятся в интерале г- п- сС 2. 5г г -оС. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии № 1388889, л. В 01 F 5/06, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 273161, кл. В 01 F 5/06. 1969.

//

фиг. J