Ротор центробежного экстрактора Советский патент 1983 года по МПК B01D11/04 

(54) РОТОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЭКСТРАКТОРА

..: Иэобрстетю откосится к контактным устройствам центробежных тепло-массо сменных аппаратов в ммкет быть испопь аовано в атщаратах предта(шченных ддя взаимодействия двух фазш;|е Систем жидкость-жидкость. Иэвест ы перфори| ованцые и)игандры роторов центробежных эке рмторов, пред назначеише дш работы в 11рОМШ ном режиме tl . Эффекпшныйдвухфазный лротнвото шли режим с радвпт&й ао- ворх1юстью ко{ггакта фаз на этшс достигается лншь в узком диапазоне наменсиия нагрузок по жидкостям, когда главная поверхность раздела фаз (пов рхность расслаивания фаз) сояршсасаетсй споверхностью шшнндра. Наиболее близким по технической сущ кости fs достигаемому результату явлв ются цилиндры ротора центробежного зкстрактора со штампованными в них etA ступами, расположенными друг против друга в каждом зазоре междуцилиндра ми н щелевидными oтJвepcтвямк, распопо женвыми на ве1Ш1Ивах выступов . Они также относятся к контактшям : устройствам, работающим в провальном режиме. Однако турбулизация фаз, обеспечивав ющсЫ условкя аффективного теплонмассо переноса достигается лишь m участках этих шшнндров вблизи шелевидных or верстий, т.е. у вершин выступов, гее происходит истечение одной жшкосги & другую, об лавлнвающее ее гурбупё«№йОе перемешивание. На остальных участ1ШК цилиндра между соседними выступами вое никают застойные зоны, где процессы пе« реноса протекают неэффективно, с уславх ливая неэффективную работу аш1а|)атв. 4)сктивкую работу ашхарата. того, Поскольку перфорированы пншь вершины выстушё цилиндров, то при,нахождении поверхности ра дела фаз в промежутке между соседишв выступами ,цш1инд1я 1 оказывакп-сй затру-, женньыи тяжелой фазой лишь частшио. 3 ,66 выступы, обращенные к центру ротора, в данном случае находятся в слое легкой фазы и поэтому через шелн этих выступов проходит лишь легкая фаза, т.е. провальный прот0вот очный режим истечения черет щели этих выступов прекращается. Это означает отсутствие в этих случаях провального режима работы на половине выстулов цилиндра, т.е. двукратное умень шение процесса диспергирования тяжелой фазы через шшиндры. Это увеличивает застойные зоны, резко уменьшает поверхность контакта фаз, а в итоге понижается эффективность процессов тепломассообмена. Целью изобретения является расширение диапазона эффективного провального режима работы пилиндров путем ликвида,ции застойных зон и увеличения поверхности межфазного контакта. Поставленная цель достигается тем, что в известном роторе центробежного экстрактора, включающем цилиндры с волнообразными выступами, расположенными друг против друга в каждом зазоре между цилиндрами и щелевидными отверстиями, щелевидные отверстия выполнены на всей поверхности цилиндров и равномерно расположешз по их длине. Благодаря равномерной перфорации всей поверхности цилиндра турбулизация отдельной фазы струйками и кахшями дру гой фазы, истекающими в нее из отверстий, происходит по всей поверхности цилиндра (не только в зонах, прилегающих к вершинам , но и в зонах между их вершинами, а также у оснований выступов), что приводит к лтшвидации за стойных зон, интенсификации процесса диспергирования фаз и тем самым к увеличению поверхности межфазного контакт интенсификации .процессов тепломассопереноса. Перфорация всей поверхности цилин-дров, направление щелей вдоль цилиндра обеспечивает более плавное изменение доли шюшади щелевых отверстий, работающих .в эффективном провальном противо точном режиме истечения жидкостей из отверстий цилиндров при изменений нагрузок по фазам. Это обеспечивает раоширение диапазона эффективного провальнбго режима работы цилиндров. В результате перфорации всей поверхности цилиндров повышается их производи тельность, понюкается гидравлическое сопротивление, а следовательно, уменьша ются энергозатраты на перемещение фаз через цвлиндры. На фиг. 1 изображен продольный раз: цилиндров; на фиг 2 - разрез А-А а фиг. 1; на фиг. 3 - расположеннег. а развернутой поверхности цилиндров елеввдвых отверстий. Цнта1ндры 1 своими ториами вставлены в кольцевые канавки 2 крышек-дисков ротора и расположены в роторе ковцентрически. Цилиндры выполнены с волнообразными выступами 4, расположенныи друг против друга в каждом зазоре между цилиндрами. По всей поверхности илиндров выполнены щелевидные отверс тия 5, которые равномерно расположены по длине цилиндров. Цилиндры работают следующим образом. При вращении ротора тяжелая и лепкая фазы благодаря действию центробежной силы в каждом кольцевом зазоре между соседниь-га цилиндрами 1 рассла№ваются, образуя слой тяжелой фазы 6, прилегающей к внутренней поверхности 7 цилиндров 1, и слой легкой фазы 8, npi легающей к внешней поверхности 9. Тя-, желая и легкая жидкости под действием центробежной силы противоточно проходят через одни и те же щелввые. отверотия 5 цилиндров 1. Из-за, разностей плотностей фаз легкая фаза проходит в направлении к центру и диспергируется в слое тяжелой фазы 6; а тяжелая фаза проходит в направлении к периферии ротора к диспергируется в слое легкой фазы 8. Наиболее эффективная работа цилиндров в провальном режиме происходит при нагрузках по фазам, соответствук щих расположению поверхностей расслаивания фаз 10 в промежутках между соседними цилиндрами. При этом все щелевые отверстия работают в режиме противотока (т.е. провала) и благодаря диспергированию обеих фаз в слое противоположной фазы достигается наиболее развитая поверхность контакта фаз. При перемещении поверхности расслаивания фаз 10 к периферии ротора вершины выступов, обращенные к центру ротора, а следовательно, и щелевые отьверстия, расположенные на них, начинают освобождаться от тяжелой фазы и режим провала на этих участках цилиндров прекращается. Однако, благодаря равномерной перфорации цилиндров, осталь 12ле участки цилиндров продолжают, работать в провальном режиме. В данных ш лшщрах по сравнентао с пилиндрамя вз