RU1768267C - Роторный гидроакустический диспергатор - Google Patents

Abstract

Использование: диспергирование гите- рогенных рабочих сред. Сущность изобретени : в корпусе 1 установлен ротор в виде лопаточного диска 7 с коаксиальными цилиндрами 2 с прорез ми. В торцах цилиндров выполнены кольцевые проточки 10. 11. На выходе ротора установлен центробежный насос 14. 4 ил.

Description

фиг. 2

Изобретение относитс  к оборудованию по производству минеральных удобрений методом гидроакустического воздействи  на гетерогенные рабочие среды типа жидкость-жидкость, жидкость-газ, жидкость-твердое тело.

Изобретение может примен тьс  в химической , фармацевтической и других отрасл х промышленности дл  проведени  процессов диспергировани , эмульгировани ,, смешени , растворени , гомогенизации , и тому подобным физико-химических тепло-массоообменных процессов.

Известен роторный аппарат гидроакустического воздействи , предназначенный дл  проведени  указанных процессов.

Аппарат содержит набор коаксиальных цилиндров с прорез ми статор и ротор, выполненный в виде диска, на котором коакси- ально установлены радиальные лопасти и цилиндры, размещенные между цилиндрами статора.

Обработка продукта в этом аппарате происходит в радиальных зазорах между вращающимис  и неподвижными поверхност ми . Этого недостаточно дл  интенсификациипроцесса ,увеличени  производительности и качества продукции,

Известны роторные гидроакустические диспергаторы, которые устран ют частично отмеченные недостатки - см., например, устройство дл  аэрировани  жидкости, выполненное по а. с. СССР Ns 351789. Данный аппарат-аналог содержит корпус с входными и выходными патрубками, перфорированные ротор и статор с капилл рными каналами дл  подачи газа (пара) в рабочую зону.

Введение небольших количеств инертного газа позвол ет значительно повысить эффективность гидродинамических  влений , возникающих за счет диспергировани  и деформации пузырьков газа. Существенное вли ние оказывает также подача пара, кавитационное захлопывание (конденсаци ) пузырьков которого позвол ет существенно интенсифицировать тепловые и массообменные процессы. Такие аппараты могут быть успешно использованы не только в жидкостной экстракции, но и в процессах ферментации, хлорировани , удалени  растворителей из растворов полимеров и ДР.

Однако, они неприменимы там, где исключаетс  подача газа или пара из-за низкой пропускной способности гидравлического тракта, из-за технологических соображений .

Поэтому более рациональным  вл етс  повышение эффективности диспергировани  путем создани  повышенного перепада давлений на рабочих органах ротора-статора; увеличением числа диспергирующих органов ротора-статора; введение различных

переточных отверстий в роторь или статоре, или и в роторе и в статоре (дл  увеличени  поверхности контакта фаз).

По наибольшему количеству аналогичных узлов и деталей, масштабам и услови м

0 применени , а также по использованию перспективных средств интенсификации процесса диспергировани , в качестве прототипа прин то техническое решение роторного гидроакустического диспергатора,

5 содержащего корпус с набором коаксиальных цилиндров с прорез ми и ротор, выпол- ненный в виде диска с радиальными лопатками и отверсти ми, по обе стороны которого укреплены коаксиальные цилинд0 ры с прорез ми, размещенными между цилиндрами корпуса.

При работе аппарата радиальные лопатки создают необходимый перепад давлени  на р дах рабочих органов ротора-статора,

5 при перекрытии-совмещении которых возникают пульсации давлени  и перетоки рабочей среды через отверсти  в диске ротора, которые улучшают процесс диспергировани .

0Основным недостатком прототипа  вл етс  недостаточна  эффективность диспер- гировани из-занизкой

производительности и тонкости диспергировани .

5Целью насто щего изобретени   вл етс  повышение производительности и качества диспергировани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что роторный гидроакустический диспергатор,

0 содержащий корпус с набором коаксиальных цилиндров с прорез ми и ротор, выполненный в виде диска с радиальными лопатками и отверсти ми, по обе стороны которого укреплены коаксиальные цилинд5 ры с прорез ми, размещенные между цилиндрами корпуса, имеет на роторе сторцев коаксиальных цилиндров кольцевые проточки и дополнительную центробежную насосную ступень на выходе.

0Новые признаки позвол ют увеличить

число рабочих органов, в частности, путем последовательного расположени  ротор- статорных элементов с обоих торцев ротора (что известно) плюс кольцевые канавки (что

5  вл етс  новым), Однако, в одной рабочей паре тер етс  в среднем 1,5-2 атмосферы давлени . Типовые центробежные насосы развивают4-6атм. давлени . Следовательно , чтобы все ступени рабочих органов работали эффективно необходимое и

достаточное число их должно быть не более 2 - 4. Нашими экспериментальными данными установлено, что если тот же типовой центробежный насос, развивающий 4-6 атм. давлени  расположить на выходе из ротора (а не на входе), то на всех р дах рабочих органов возникает разр жение до 0,5 атм,, а на выходе из насоса - напор до 2,5 атм. Этого разр жени  (0,5 там,) вполне достаточно дл  интенсификации кавитаци- онных  влений, равнозначных по всей эффективности перепаду избыточного давлени  в 1,5-2 атм. А избыточно развиваемый напор (2,5 атм.) полезно использовать дл  осуществлени  схлопывающейс  кавитации и транспортировани  рабочей среды от диспергатора к потребителю.

В торцевых кольцевых канавках ротора происходит вихревое течение, разрываемое затопленными стру ми при совпадении ро- торно-статорных прорезей и схлопываю- ща с  кавитаци  при перекрытии роторно-статорных прорезей и повышение давлени  из-за этого в кольцевых канавках.

На фиг. 1 схематически изображен роторный гидроакустический диспергатор, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Роторный гидроакустический диспергатор состоит из корпуса 1, снабженного пе- реднерасположенным набором прорезных коаксиальных цилиндров 2 с входным патрубком 3, заднерасположенного набора коаксиальных прорезей цилиндров 4, цилиндрической прорезной вставки 5 и ротора 6, выполненного в виде лопаточного диска 7, по обе стороны которого укреплены коаксиальные цилиндры 16 с прорез ми 8, 9 и выполнены кольцевые прорезные проточки 10, 11. Ротор 6 может иметь радиальные лопатки 12. Ротор 6 монтируетс  на приводном валу 13 перед центробежным насосом 14, снабженным выходным патрубком 15.

Рабоча  среда, например, суспензи  подаетс  во входной патрубок 3. Далее рабоча  среда радиальными лопатками 12 и за

счет разр жени , создаваемого центробежным насосом 14, прокачиваетс  через пере- днерасположенный набор прорезных коаксильных цилиндров 2, заднерасположенный набор коаксиальных прорезных цилиндров 4, через цилиндрическую прорезную вставку 5 и центробежным насосом 14 выбрасываетс  через выходной патрубок 15 к потребителю,

При этом в кольцевых проточках 10, 11 при переменном совпадении - перекрытии прорезей 8, 9 ротора с прорез ми коаксиальных цилиндров 2, 4 и вставки 5 возникают попеременно вихреобразовани ,

пульсации давлени  и кавитационные  влени , вызывающие тонкое измельчение твердых компонентов рабочей среды. Причем, твердые компоненты задерживаютс  в проточке 11 и в полости корпуса 1 до полного

измельчени , точнее до размеров характеризуемых их скоростью витани  в центробежном поле.

Технико-экономическа  эффективность изобретени  заключаетс  в высокой производительности и хорошем качестве продукции . Опытные, сравнительные с прототипом, испытани  роторного гидроакустического диспергатора на органическом красителе показали, что при

производительности 7м /ч, п 3000 об/мин; N 7 кВт тонкость диспергировани  менее 3 мкм достигалась за 2 ч,

Прототип обеспечивал данную тонкость диспергировани  при этих услови х за 10ч.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Роторный гидроакустический диспергатор , содержащий корпус и установленный в нем ротор в виде лопаточного диске с коакспальными цилиндрами с прорез ми, установленными между коаксиальными цилиндрами корпуса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и качества диспергировани , ротор снабжен а выходе дополнительным центробежным насосом, а в коаксиальных цилиндрах лопаточного диска с торцов выполнены кольцевые проточки.

   fCD

   CM CO CO

   c

   I

   J