Роторно-пульсационный аппарат Советский патент 1983 года по МПК B01F7/28 

1,54 ) РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫЙ АППАРАТ

1

Изобретение относится к конструкции устройств, используемых в химической фармацевтической, пищевой промышленностях для проведения гетерогенных процессов: диспергирования, эмульгирования и т.д.

По основному авт. св. № 841664 известен роторно-пульсационный аппарат, содержащий корпус ,со штуцерами ввода и вывода компонентов, ко-, аксиально установленные ротор в .виде закрепленного на валу диска с перфорированными цилиндрами и статор в виде стакана, донная часть которого и стенки снабжены отверстиями. При этом на валу ротора под статором смонтирован дополнительный перфорированный диск, отверстия которого совпадают с отверстиями в донной части статора 1.

При прохождении компонентов через дополнительный перфорированный ,диск и отверстия в донной части статора (одна система, генерирующая колебания ) и через отверстия в роторе и статоре (другая система, генерирующая колебания) возникают колебания, которые способствуют интенсивному тепломассопереносу от поверхности частиц LI J.

Однако частоты колебаний, генерируемые обеими системами, могут не совпадать/, что-вызывает ослабление, а иногда даже затухание колебаний. При этсм вокруг частиц образуете насыщенный растворенными компонентами неподвижный слой, который тормозит тепломассообменные процессы.

Цель изобретения - повьшение

10 производительности аппарата и эффективности процесса тепломассообмена .

Поставленная цель достигается тем, что в роторно-пульсационном

15 аппарате, содержащем корпус со штуцерами ввода и вывода компонентов, коаксиально установленные ротор в виде закрепленного на валу дио2Q ка с перфорированными цилиндрами и статор в виде стакана, донная часть которого и стенки снабжены отверстиями, а также смонтированный на валу ротора под статором дополнительный перфорированный диск, отверстия кото25рого совпадают с отверстиями в донной части статора, число отверстий в дополнительном перфорированном диске и в донной части статора равно или кратно целому числу отверстий

30 в стенках ротора и статора, при этом

отверстия в диске, донной части статора и стенках ротора и статора размещены в плане по оси симметрии проходящей через центр вала.

Кратность отверстий в перфорированном диске в донной части статора отверстиям в роторе и статор е, позволяет поддерживать колебания диспергируемых частиц благодаря совпадению ( резонансу ) генерируемых частот обеих систем, тем самым препятствуя образованию вокруг частиц неподвижного слоя, тормозящего тепломассоперенос. Более того, при совпадении гeнepиpye.lыx частот колебания обеих систем складываются и усиливаются, интенсифицируя тепломасообмен. Такое взаимное расположение отверстий обеспечивает одновременное их перекрывание в обеих системах, а следовательно, согласованность воздействия колебаний. Если это условие не будет соблюдено, то несмотря на одинаковые частоты колебаний в обеих системах, они будут сдвинуты по фазе по отношению друг к другу. И резонансное совпадение частот не произойдет.

На фиг.- 1 представлена схема роторно-пульсационного аппарата на фиг, 2 - аппарат, разрез.

Аппарат состоит из корпуса 1, штуцеров ввода 2 и вывода 3 компонентов. В корпусе 1 коаксиально установлены ротор 4 в виде диска с цил1-Н1драми, имеющими отверстия 5 . Ротор 4 закреплен на валу б. Кроме того, в корпусе 1 смонтирован статор 7, выполненный в виде стакана, в донной части которого имеются отверстия 8, а стенки снабжены, отверстиями 9. Под статором 7 на валу 6 смонтирован дополнительный перфорированный диск 10, .отверстия 11 которого совпадают с отверстиями 8 в донной части статора 7, причем число отверстий 11 и 8 в дополнителном перфорированном диске 10 и в донной части статора 7 соответственно равно или кратно целому числу отверстий 5 и 9 в роторе и статоре Отверстие 11 в диске и отверстие 8 в донной части статора и стенках ротора и статора размещены в плане по оси симметрии, проходящей через центр вала.

Устройство работает следующим образом.

Различг ые компоненты подаются в водные штуцеры 2 аппарата, и, проходя через отверстия 11 дополнительного перфорированного диска 10 и отверстия 8 в донной части статора 7, диспергируются на мельчайшие частицы. Предварительно диспергированные частицы компонентов через отверстия 8 и 11 попадают во внутреннюю камеру аппарата. Поскольку

число отверсти1й 8 и 11 в перфорированном диске 10 и в донной части статора 7, соответственно, равно или кратно целому числу отверстий 5 и 9 в роторе 4 и статоре 7, то происходит одновременное перекрывание отверстий в обеих системах. При этом возникают колебания одинаковой частоты, которые складываются и ; интенсифицируют тепло- и массообС менные процессы в аппарате. Все компоненты, участвующие в процессе, непрерывно подаются в аппарат и выводятся через штуцер 3. Были проведены серии опытов, в которых меняется со5 отношение отверстий в системах. Для этого в нижней части аппарата меняются лонная часть статора с крышкой и диски с различным числом отверстий. В цилиндрическом роторе и статоре

0 число прорезей-щелей (п) остается постоянным и равным 40. В системе с дисковым ротором число отверстий (п) равно 20, 30, 40, 50, 70 и 80. Отношение п -г меняется от 0,5 до 2,0.

5

Исследования проводятся по абсорбции углекислого газа водой. Вода и углекислый газ пропускаются через роторно-пульсационный аппарат, при0 чем углекислый газ подается через дисковый ротор. Углекислый газ абсорбируется водой. После опыта отбираются пробы и анализируются на концентрацию растворенного углекислого

е газа в воде. По результатам опытов расчитывается коэффициент растворения углекислого газа в воде. За базу сравнения были приняты данные, полученные при п 40 и п 40. Коэффициент растворения, полученный при этих условиях,был назван резонансным -Кр. При отношении равном 0,5, 1 и 2 наблюдаются максимумы, которые в среднем превышают обычные значения в 1,35 раза. Соответствен5 но во столько же оаз снижаются энергозатраты, так как для того, чтобы достичь резонансных коэффициентов растворения, в обычных условиях требуется увеличить длительность

0 взаимодействия углекислого газа с водой (например, пропустить жидкость через аппарат два раза, насыщая ее углекислым газомК

Формула изобретения

Роторно-пульсационный аппарат по авт. св. ,№ 841664, о т л и ч а ю щ и.й с я тем, что, с целью повышения производительности аппарата

и эффективности процесса тепломассообмена, число отверстий в дополнительном перфорированном диске и в донной части статора равно или кратно целому числу отверстий в стенках ротора истатора, при этом отверстия в диске, донной части статора и стенках ротора и статора размещены в плане по оси симметрии, проходящей через центр вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидитепьство СССР 841664, кл. В 01 F 7/28, 04.06.76.