Роторно-пульсационный аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01F7/28 

(54) РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности для приготовления водо топливной эмульсии для тонкого диспергирования угля перед его ожижением и перспективно для диспергирования твердой взвеси, обладающих высоким абразивным свойством. Известен роторно-чтульсационный аппарат, состоящий из вращающегося ротора и неподвижного статора, каждый из которых содержит один или несколько коаксиально расположенных цилиндров с прорезями или отверстиями. При вращении ротора происходит быстрое чередование совмещения или несовмещения прорезей ротора и статора, вследствие чего в обрабатываемой жидкости возникают пульсации давления, сопровождающиеся кавитацией 1 . Однако эффективность роторно-пульсационных аппаратов этой конструкции явля ется недостаточной для достижения необходимых результ атов, что требует много- кроной цикличности обработки. Известен также роторно-пульсационный аппарат для диспергирования, эмульгирования и массообмена, содержащий корпус, коаксиально расположенные в нем ротор и статор в виде дисков с цилиндрическими стенками, в которых выполнены прорези, пульсационные камеры с шарами и упругими элементами, закрепленными на статоре 2 . В известном устройстве шары находятся в непосредственном контакте с обрабатываемой жидкостью, что влечет за собой износ шаров при обработке абразивных материалов. Кроме того, в устройстве создаются дополнительно радиальные пульсации, что ограничивает эффективность процесса, а создания осевых пульсаций, вызывающих мощные срезающие усилия, более высокие напряжения сдвига, многоочаговую турбулизашпо и развитую кавитащпо во всем объеме жидкости, находящейся в полости ротора, такая конструкция не предусматривает. 395 Оелью изобретения является повышение эффективности процесса. Поставленная цепь достигается тем, что в роторно- пульсационном аппарате, содержащем корпус, коаксиалъно расположенные в нем ротор и статор в виде дисков с цилиндрическими стенками, в которых, выполнены прорези, пульсадионные, камеры с шарами и упругими элементами, закрепленными на статоре, пульсационные камеры выполнены на дисках роторов и размещены в шахматном порядке. При этом упругие элементы выполнены в форме плоских колец. На чертеже изображен роторно-пульсационный аппарат, общийвид Аппарат состоит из корпуса 1 и выполненных в виде дисков с цилиндрическими стенками статора 2 и ротлра 3, снабженных соответственно прорезями 4 и 5. Кроме того, ротор имеет кольцевую напор- ную полость 6. На внутренней стенке корпуса 1 установлено упругое кольцо 7 из закаленной стали и на уровне этого кольца на роторе выполнены пульсационные камеры , 8, в которых свободно уложены шары 9. Камеры 8 со стороны кольцевой полости 6 завальцованы так, чтобы вальцовке могла служить ограничителем хода для шаров. Крьплка 1О корпуса 1 аппарата внутри также снабжена упругим кольцом 7 и на уровне кольца на диске ротора вьшолнены пульсационные камеры 8 с шарами 9, При этом камеры 8 на одном диске ротора размешены в шахматном порядке по отношению к камерам 8, выполненным на другом диске. Аппарат работает следующим образом. При вращении ротора 3 с высокой частотой шары 9.совместно с ротором вра- . щаются с соответствующей угловой скЬИзвестный О

3

5 10

П редлага емый О

3

к

10 22 ростью относительно неподвижного упру, гого диска. Так как шары к упругому диску прижимаются переменной силой, изменяющейся мгновенно от миник ума до максимума, то при максимуме силы происходит удар шара об упругий диск, который вызывает дополнительное колебание жидкости. При этом колебание каждого шара совпадает по фазе, так как мгновенное прижатие к диску и их удар происходит одновременно в такт с собственной пульсацией аппарата. Амплитуда и мощность волн, излучаемых шарами принудительно, измеряется массой и угловой скоростью шара, вращающегося совместно с ротором с высокой частотой и эта мощность во много превышает мощность волн, излучаемых при соответственной пульсации жидкости в аппарате. При этом максимум мощности волн, излучаемых шарами, происходит в момент закрытия прорезей з ротэрё и статоре, т. е. в момент мгновенного прижатия и удара шара об упругий диск, Таким образом, на обрабатьшаемую среду, кроме радиальных пульсаций, накладьтаются мощные осевые пульсации, генерируемые шарами принудительно при их ударе об упругий диск. Предлагаемый аппарат испытьшался в процессе диспергирования многозольного Ангренского угля. Водная суспензия угольной мелочи крупностью до 1,5 мм в соотношении вода : уголь 3:1 обрабатьшает- ся в данном и известном аппярятах. При этом производительность данного аппарата 5 с потребляемой мощностью 9 кВт, а известного 400 л/ч с потребляемой мощностью 0,8 кВт. Результаты испытаний приведены в таблице.