Роторный аппарат

Полезная модель относится к устройствам для получения растворов, суспензий, эмульсий и может быть использована, в частности, для проведения процессов модификации серы. Техническим результатом является повышение эффективности процессов модификации серы. Роторный аппарат включает корпус с двумя входными и выходным патрубками, статор с прорезями, и ротор. Ротор выполнен в виде открытого лопастного колеса с наружной цилиндрической обечайкой. Со стороны всасывания ротора в торцах цилиндрической обечайки выполнены напорные каналы. Одна из стенок первого напорного канала, расположенного по направлению вращения ротора, непосредственно является продолжением напорной поверхности лопасти. Не менее 5 напорных каналов расположены равномерно под заданными углами между лопастями ротора. В торце наружной цилиндрической обечайки с тыльной стороны ротора в теле каждой лопасти выполнены вихревые камеры. Число оборотов N вращения ротора к количествам n ₁ лопастей, прорезей n_s статора и напорных каналов n_r ротора составляет (N:n₁):(N:n_s ):(N:n_r)=250:125:50.

Полезная модель относится к устройствам для получения растворов, суспензий, эмульсий и может быть использована, в частности, для проведения процессов модификации серы.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемой полезной модели является роторный аппарат (SU 1479088, B01F 7/28, опубл. 15.05.1989), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, цилиндрический статор с прорезями и перемычками и ротор с радиальными каналами, образованными лопастями, при этом он снабжен кольцевыми упругими вкладышами, дополнительными лопастями и кольцевой насадкой, а статор выполнен разрезным по образующей цилиндра и установлен в корпусе посредством кольцевых упругих вкладышей с возможностью упругой деформации, дополнительные лопасти расположены в каждом канале ротора с образованием на выходе из них двух отводов, один из которых находится напротив прорези статора, другой напротив его перемычки, а кольцевая насадка установлена на роторе соосно входному патрубку и образует с последним сопло эжектора. Недостатком известного устройства является конструкционная сложность устройства, а также недостаточная эффективность смешения компонентов растворов, что не позволяет проводить в нем процесс модификации серы.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание устройства для получения качественных растворов, тонкодисперсных эмульсий и суспензий.

Техническим результатом, достижение которого обеспечивает предлагаемая полезная модель, является повышение эффективности процесса модификации серы.

Технический результат полезной модели достигается за счет того, что роторный аппарат выполнен с раздельным подводом серы и модификатора в зону всасывания ротора, для чего содержит дополнительный входной патрубок. При этом сущность полезной модели заключается в том, что роторный аппарат включает корпус с входным и выходным патрубками, статор в виде цилиндрической обечайки с прорезями по образующей цилиндра и ротор в виде открытого лопастного колеса с наружной цилиндрической обечайкой. В торцах цилиндрической обечайки ротора со стороны всасывания выполнены прорези - напорные каналы, расположенные

между лопастями ротора равномерно. Одна из стенок первого напорного канала, расположенного по направлению вращения ротора, непосредственно является продолжением напорной поверхности лопасти. Остальные напорные каналы расположены между лопастями под заданными углами. При этом в торце наружной цилиндрической обечайки с тыльной стороны ротора в теле каждой лопасти выполнены вихревые камеры.

Количество напорных каналов ротора, расположенных между лопастями, не менее 5.

Число оборотов N вращения ротора относится к количествам n₁ лопастей ротора, прорезей n_s статора и напорных каналов n_r ротора, как (N:n₁):(N:n_s):(N:n _r)=250:125:50.

Полезная модель поясняется чертежами, которые не охватывают и не ограничивают весь объем притязаний предлагаемого технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения устройства.

На фиг.1 представлен продольный разрез роторного аппарата.

На фиг.2 - ротор, вид слева на фиг 1.

Роторный аппарат содержит корпус 1 с входными 2 и 2а и выходным 3 патрубками, статор 4 с прорезями по образующей и ротор 5, состоящий из лопастей 6, наружной цилиндрической обечайки 7 с напорными каналами 8 и вихревыми камерами 9. Между корпусом 1 и статором 4 находится рабочая камера 10.

Роторный аппарат работает следующим образом.

В корпус 1 роторного аппарата через входной патрубок 2 подают жидкую серу. В эту же зону через дополнительный входной патрубок 2а подают модификатор. На входе во вращающийся ротор осуществляется предварительное гидродинамическое смешивание серы с модификатором. Затем смесь серы и модификатора (рабочая жидкость) захватывается лопастями 6 ротора 5 и нагнетается в напорные каналы 8, где дополнительно ускоряется и через периодически перекрываемые прорези статора 4 выбрасывается в рабочую камеру 10. Одновременно с этим рабочая жидкость, нагнетаемая лопастями 6 ротора 5, через торцевой зазор между корпусом 1 и ротором 5 поступает в вихревые камеры 9, где возникают поперечные вихри, увеличивающие скорость и потенциальную энергию давления рабочей жидкости. Затем, рабочая жидкость из вихревых камер 9 ротора через периодически совмещаемые прорези статора 4 генерирует кавитацию и выбрасывается в рабочую камеру 10. При этом в каждой прорези статора 4 чередуются пять или более импульсов давления от напорных каналов 8 ротора и один импульс от вихревой камеры 9. В период времени, когда напорные каналы 8 ротора 5 перекрыты стенкой статора 4, в полости ротора 5 давление возрастает, а при совмещении напорных каналов 8 ротора 5 с прорезями статора 4 давление за короткий промежуток времени сбрасывается и в результате этого в канал статора 4 распространяется импульс давления. Скорость потока рабочей жидкости в прорезях статора 4 является переменной величиной. После распространения в прорези статора 4 импульса избыточного давления, связанного с совмещением каналов ротора и прорезей статора, в ней же (прорези статора) возникает кратковременный импульс пониженного («отрицательного») давления, поскольку на прорезь статора набегает глухая стенка ротора и завершается подача рабочей жидкости в прорезь статора 4. В этот момент перетекание рабочей жидкости из ротора в статор практически исключается. Объем рабочей жидкости, вошедший в прорезь статора 4, стремится к выходу из прорези, и инерционные силы создают растягивающие напряжения в жидкости, что вызывает кавитацию. Кавитационные пузырьки растут при понижении давления насыщенных паров обрабатываемой среды при данной температуре и охлопываются или пульсируют при увеличении давления в прорези статора 4. Часть кавитационных пузырьков выносится в рабочую камеру 10 потоком рабочей жидкости. Вихревые камеры 9 в торце цилиндрической наружной обечайки с тыльной стороны ротора 5 (со стороны, противоположной входу рабочей жидкости) совместно с прорезями статора 4 работают как генератор кавитации и пульсирующий вихревой насос, что увеличивает интенсивность перемешивания компонентов обрабатываемой среды.

Совокупность таких факторов как пульсация давления и скорости потока жидкости, развитой турбулентности, интенсивной кавитации, пульсации давления в локальных объемах при пульсации и схлопывании кавитационных пузырьков, жестком кумулятивном воздействии, высоких сдвиговых и срезающих усилиях, активации жидкости резко интенсифицирует химико-технологический процесс модификации серы в описываемом аппарате, тем самым обеспечивая достижение технического результата, а именно повышает эффективность процесса модификации серы.

1. Роторный аппарат, включающий корпус с входным и выходным патрубками, статор в виде цилиндрической обечайки с прорезями по образующей цилиндра и ротор в виде открытого лопастного колеса с наружной цилиндрической обечайкой, в торцах которой со стороны всасывания выполнены напорные каналы, отличающийся тем, что аппарат содержит дополнительный входной патрубок, между лопастями ротора равномерно расположены напорные каналы, одна из стенок первого напорного канала, расположенного по направлению вращения ротора, непосредственно является продолжением напорной поверхности лопасти, остальные напорные каналы расположены между лопастями под заданными углами, при этом в торце наружной цилиндрической обечайки с тыльной стороны ротора в теле каждой лопасти выполнены вихревые камеры.

2. Роторный аппарат по п.1, отличающийся тем, что количество напорных каналов ротора, расположенных между лопастями, не менее 5.

3. Роторный аппарат по п.1, отличающийся тем, что число оборотов N вращения ротора к количествам n₁ лопастей ротора, прорезей n_s статора и напорных каналов n _r ротора составляет (N:n₁):(N:n_s):(N:n _r)=250:125:50.