RU2397793C1

RU2397793C1 - Rotor-pulsation extractor with guide vanes

Info

Publication number: RU2397793C1
Application number: RU2009126346/15A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Потапов (RU); Александр Николаевич Потапов; Екатерина Александровна Светкина (RU); Екатерина Александровна Светкина; Анна Михайловна Попик (RU); Анна Михайловна Попик; Максим Валерьевич Просин (RU); Максим Валерьевич Просин
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2010-08-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry. ^ SUBSTANCE: invention is intended to intensify extraction process in solid-liquid system and may be used in food, pharmaceutical, chemical and other industries. Rotor-pulsation extractor with guide vanes comprises inlet and outlet nozzles, body, where vanes are installed, rotor, hub of which contains holes, and stator. Rotor and stator are arranged in the form of alternating coaxial cylinders with slots. Rectangular vanes bent along helical line towards rotor rotation are welded to inner surface of body. ^ EFFECT: increased yield of extractive substances and improved quality of produced extract. ^ 2 dwg

Description

Изобретение предназначено для интенсификации процесса экстрагирования в системе твердое тело - жидкость и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.The invention is intended to intensify the extraction process in a solid-liquid system and can be used in food, pharmaceutical, chemical and other industries.

Известен роторно-пульсационный аппарат [1], основными его элементами являются ротор, закрепленный на валу, состоящий из венца и ступицы с отверстиями, и два статора - внешний и внутренний. В венцах этих элементов выполнены прямоугольные пазы. Сопрягаемые поверхности ротора и статора выполнены конически. Основной смешиваемый компонент вводится в рабочую полость через входной штуцер, а второй, с более легким удельным весом, через штуцера по каналам в зубьях внутреннего статора поступает в зазор. Достоинством данного аппарата является то, что в зубьях статора имеются каналы, выходящие в центральной части зуба в сторону ротора, благодаря чему один из компонентов непосредственно попадает в рабочую зону. Недостатком является то, что при увеличении частоты вращения ротора циркуляция обрабатываемого материала через отверстия в ступице ротора не происходит.Known rotor-pulsation apparatus [1], its main elements are a rotor mounted on a shaft, consisting of a crown and a hub with holes, and two stators - external and internal. In the crowns of these elements made rectangular grooves. The mating surfaces of the rotor and stator are made conically. The main mixed component is introduced into the working cavity through the inlet fitting, and the second, with a lighter specific gravity, enters the gap through the nozzle through the channels in the teeth of the internal stator. The advantage of this apparatus is that in the stator teeth there are channels extending in the central part of the tooth towards the rotor, due to which one of the components directly enters the working area. The disadvantage is that when the rotor speed increases, the circulation of the processed material through the holes in the rotor hub does not occur.

Известен роторно-пульсационный аппарат с направляющими лопастями [2], содержащий корпус, в котором имеются четыре лопасти полусферической формы, установленные у отверстий ротора. Статор с прорезями жестко закреплен на крышке. Достоинством данного аппарата является то, что за счет установленных на внешней стороне ротора лопастей полусферической формы происходит интенсивная циркуляция потока жидкости через отверстия, расположенные на его основании. Недостатком является то, что в области, ограниченной статором и внутренней стенкой корпуса аппарата, образуется зона, в которой происходит хаотичное взаимодействие двух потоков: смеси материалов, проходящих от центра аппарата через зубья ротора и статора, и потока от стенки корпуса к центру, вызванного инерционными движениями взаимодействующих сред.Known rotary pulsation apparatus with guide vanes [2], comprising a housing in which there are four hemispherical vanes mounted at the rotor holes. A stator with slots is rigidly fixed to the cover. The advantage of this apparatus is that due to the hemispherical-shaped blades mounted on the outer side of the rotor, intensive circulation of the fluid flow through the openings located on its base occurs. The disadvantage is that in the region bounded by the stator and the inner wall of the apparatus body, a zone is formed in which there is a chaotic interaction of two flows: a mixture of materials passing from the center of the apparatus through the teeth of the rotor and stator, and the flow from the body wall to the center caused by inertial movements of interacting media.

Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса экстрагирования и повышение выхода экстрактивных веществ. Технический результат достигается за счет того, что лопасти выполнены прямоугольной формы, изогнуты по винтовой линии в сторону вращения ротора и приварены к внутренней стенке корпуса аппарата (см. фиг.2)The technical result of the invention is the intensification of the extraction process and increase the yield of extractive substances. The technical result is achieved due to the fact that the blades are rectangular in shape, curved along a helix in the direction of rotation of the rotor and welded to the inner wall of the apparatus body (see figure 2)

На фиг.1 показана конструкция роторно-пульсационного экстрактора с направляющими лопастями. Он состоит из корпуса 1 с установленным в нем ротором 2, в ступице 3 которого имеются отверстия, и статором 4, выполненным в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями. Статор с прорезями жестко закреплен на крышке 5. В области между зубьями ротора и внутренней стенкой корпуса расположены прямоугольные лопасти 6, изогнутые по винтовой линии в сторону вращения ротора. Экстрактор содержит патрубок 7 для ввода и патрубок 8 для вывода компонентов. Корпус аппарата снабжен тепловой рубашкой 9, куда из штуцера 10 поступает жидкость, а выходит жидкость из штуцера 11. В аппарате имеется рабочая полость 12, которая расположена между стенкой и зубьями, нижняя часть рабочей области 13 и внешняя полость аппарата 14.Figure 1 shows the design of a rotary pulsation extractor with guide vanes. It consists of a housing 1 with a rotor 2 installed in it, in the hub 3 of which there are openings, and a stator 4 made in the form of alternating coaxial cylinders with slots. A stator with slots is rigidly fixed to the cover 5. In the area between the teeth of the rotor and the inner wall of the housing are rectangular blades 6, curved along a helical line in the direction of rotation of the rotor. The extractor contains a pipe 7 for input and a pipe 8 for output components. The casing of the apparatus is equipped with a heat jacket 9, where liquid flows from the nozzle 10, and the liquid exits the nozzle 11. The apparatus has a working cavity 12, which is located between the wall and the teeth, the lower part of the working area 13 and the external cavity of the device 14.

Аппарат работает следующим образом. Через входной патрубок 7 подаются компоненты жидкой и твердой фаз в рабочую область 13, где под действием центробежных сил материальный поток движется через зубья ротора 2 и статора 4, при этом твердое тело подвергается измельчению, истиранию и ударным нагрузкам. Затем в рабочей полости аппарата 12 поток прямоугольными лопастями 6 направляется во внешнюю полость 15, где за счет насосного эффекта проходит через отверстия в ступице 3 ротора. При вращении ротора 2 происходит перекрывание прорезей ротора и статора, вследствие чего возникают пульсации потока и кавитационные явления.The device operates as follows. Through the inlet pipe 7, the components of the liquid and solid phases are fed into the working area 13, where under the action of centrifugal forces the material flow moves through the teeth of the rotor 2 and stator 4, while the solid is subjected to grinding, abrasion and impact loads. Then, in the working cavity of the apparatus 12, the flow of rectangular blades 6 is directed to the outer cavity 15, where due to the pumping effect it passes through the holes in the hub 3 of the rotor. When the rotor 2 rotates, the slots of the rotor and stator overlap, resulting in flow pulsations and cavitation phenomena.

Лопасти, закрепленные на внутренней стенке корпуса, предназначены для организации направленного движения материального потока по заданной траектории. Материал, проходя через прорези зубьев ротора и статора, направляется лопастями во внешнюю полость аппарата. Благодаря насосному эффекту поток проходит через отверстия в ступице ротора и попадает в рабочую область, затем движение потока повторяется.The blades mounted on the inner wall of the housing are designed to organize the directed movement of the material flow along a given path. The material, passing through the slots of the teeth of the rotor and stator, is guided by the blades into the external cavity of the apparatus. Due to the pumping effect, the flow passes through the holes in the hub of the rotor and enters the working area, then the movement of the flow is repeated.

Экспериментальные исследования показали, что при данной конструкции аппарата за счет закрепленных на внутренней стенке корпуса лопастей происходит интенсивная, направленная и многократная циркуляция потока во внешней полости и рабочей области аппарата.Experimental studies have shown that with this design of the apparatus, due to the blades fixed on the inner wall of the casing, intense, directional and multiple circulation of the flow occurs in the outer cavity and the working area of the apparatus.

Таким образом, в предлагаемой конструкции роторно-пульсационного экстрактора с направляющими лопастями увеличивается частота циркуляции материального потока, что позволяет интенсифицировать процесс и повысить качество получаемого экстракта.Thus, in the proposed design of a rotary pulsation extractor with guide vanes, the circulation frequency of the material flow increases, which allows to intensify the process and improve the quality of the obtained extract.

Источники информацииInformation sources

1. Пат. 2190462 РФ, МКИ ⁷B01F 7/28. Роторно-пульсационный аппарат / Иванец В.Н., Иванец Г.Е., Афанасьева М.М., Сафонова Е.А., Артемасов В.В. // Опубл. 10.10.2002. - Бюл. №28.1. Pat. 2190462 RF, MKI ⁷ B01F 7/28. Rotary-pulsation apparatus / Ivanets V.N., Ivanets G.E., Afanasyeva M.M., Safonova E.A., Artemasov V.V. // Publ. 10/10/2002. - Bull. No. 28.

2. Пат. 2309791 РФ, МПК B01F 7/00, 7/28. Роторно-пульсационный аппарат с направляющими лопастями / Иванец Г.Е., Светкина Е.А., Грунич С.В., Ядута А.З. // Опубл. 10.11.2007. - Бюл. №31.2. Pat. 2309791 RF, IPC B01F 7/00, 7/28. Rotary pulsation apparatus with guide vanes / Ivanets G.E., Svetkina E.A., Grunich S.V., Yaduta A.Z. // Publ. 11/10/2007. - Bull. No. 31.

Claims

A rotary pulsation extractor with guide vanes containing an inlet and outlet nozzles, a housing with vanes installed in it, a rotor with holes in the hub, and a stator made in the form of alternating coaxial cylinders with slots, characterized in that the vanes are rectangular in shape, bent along a helical line in the direction of rotation of the rotor and welded to the inner wall of the apparatus.