11 8
Фиг.2
сд л
со
СП
4
Х
11
Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для создания акустической и
гидродинамической кавитации и высокочастотных механических колебаний в проточной
среде, и может быть использовано в химической, биологической, пищевой, нефтяной
, машиностроительной, авиационной и в ряде других отраслей народного хозяйства
для интенсификации различных физико-химических тепломассообменных, биологических и
других процессов, протекающих в системе жидкость-газ, жидкость-жидкость, жидкость твердое тело.
Цель изобретения - повышение производительности , качества обработки и улучшение
эксплуатационных характеристик аппарата
На фиг. 1 изображен роторный аппарат
, разрез; на фиг 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема скоростей течения смеси в аппарате.
Роторный аппарат содержит корпус 1 с выходным патрубком 2, цилиндрический
или конический статор 3 с прорезями 4, входной патрубок 5, цилиндрический или конический
ротор 6 с наклонными прорезями 7, имеющими передние 8 и задние 9
кромки по ходу вращения ротора 6. На задних кромках 9 расположены криволинейные
пластины 10, а передние кромки 8 выполнены скругленными и расположены кон-
центрично пластинам 10. При этом отношение длины / прорезей к толщине Ь ротора
6 составляет 1,4-4,0, а угол а между осями 11 и 12 статора 3 и ротора 6 равен 91 - 135°
Корпус I и статор 3 образуют озвучиваемую зону 13, а пластины 10 и скруглен-
ные передние кромки 9 - изогнутые каналы 14
Роторный аппарат работает следующим
образом.
Обрабатываемая смесь из двух и более
компонентов поступает через патрубок 5 в ротор б В полости ротора 6 среда двигается
к каналам 14 В момент совпадения прорезей 4 и 7 смесь захватывается криволинейными
пластинами 10, двигается с ускорением , постоянно изменяя направления дви-
жения По мере открывания прорезей 4 скорость смеси резко возрастает. При закрывании
прорезей 4 статора 3 расход смеси достигает максимального значения, затем поток
получает большое отрицательное ускорение , что вызывает отрицательный импульс
давления, сопровождающийся явлением акустической и гидродинамической кавитации.
После обработки смесь выводится через патрубок 2
При совпадении отверстий ротора и статора обрабатываемая смесь движется по каналам
ротора, плавно изменяя направление абсолютной скорости движения (V) от
тангенциального на входе в прорези ротора
0
5
5
0
5
5
до направления, параллельного осям прорезей
статора на выходе из прорезей ротора . Абсолютная скорость смеси полностью
определяется ско ростью течения смеси в прорезях ротора (14) и тангенциальной скоростью
вращения ротора (WR) в каждой, точке его прорези. Проведенные исследования
показали, что минимальное сопротивление истечения смеси приходится на диапазон
углов между осями отверстий ротора и статора 91°-135°. При этом увеличение
производительности аппарата смещает оптимум к , а увеличение произведения
угловой скорости ротора на его радиус смещает оптимум к . Смещение величин
угла от оптимума ведет к увеличению сопротивления аппарата.
Интенсификация процесса кавитации в предлагаемом аппарате путем увеличения ускорения
импульса и модулируемой жидкости в прорезях ротора, достигаемого за
счет скругления на входе смеси передних кромок, продолжения задних стенок ротора
изогнутыми пластинами и наклона прорезей ротора, приводит к увеличению амплитуды
отрицательного импульса давления.
Уменьшение сопротивления аппарата на
входе обрабатываемой смеси в канал ротора , которое связано с относительным вращением
смеси у внутренней поверхности ротора у известного и «нанизыванием смеси
на отверстия ротора в предлагаемом устройстве , приводит к увеличению положи0
0
0
5
тельного ускорения и скорости истечения обрабатываемого потока в каналах.
Уменьшение сопротивления аппарата при истечении смеси из отверстий ротора в отверстия
статора, которое достигается путем создания угла между осями отверстий
ротора и статора, равного углу поворота смеси, связанного с инерционностью среды
при ее вращении в каналах ротора, приводит к увеличению отрицательного ускорения
смеси при закрывании каналов, а следовательно , и к увеличению амплитуды импульсов давления
Формула изобретения
1. Роторный аппарат, содержащий корпус
с входным и выходным патрубками и коаксиально расположенные в нем ротор
и статор в виде тел вращения с прорезями в боковых стенках, имеющими передние
и задние кромки по ходу вращения ротора, отличающийся тем, что, с целью
повышения производительности, качества обработки , улучшения эксплуатационных характеристик
, ротор с внутренней стороны снабжен криволинейными пластинами, расположенными
на задних кромках прорезей, при этом прорези выполнены наклонными,
а передние кромки скруглены и расположены концентрично пластинам.
2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что отношение длины прорезей ротора к его
толщине составляет 1,4-4,0.
3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся
тем, что угол между осями прорезей ротора и статора .при совмещении прорезей
в их поперечном сечении равен 91 -135°.