RU2445143C1

RU2445143C1 - Rotary pulsating extractor with intermediate processing of product

Info

Publication number: RU2445143C1
Application number: RU2010132595/05A
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: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2012-03-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: proposed apparatus serves to intensify extraction in system solid body-fluid an may be used in food, pharmaceutical, chemical and other industries. Proposed extractor comprises inlet and outlet branch pipes, housing accommodating vanes, rotor with perforated hub and stator, both made up of alternating coaxial cylinders with cutouts. Note here that rectangular vanes are bent along screw line in direction opposite the rotor rotation and welded to apparatus housing inner wall.

EFFECT: intensified extraction and higher yield of extracted substances.

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 не происходит циркуляции обрабатываемого материала через отверстия в ступице ротора.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, rectangular grooves are made. 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, through the nozzle through the channels in the teeth of the internal stator enters the gap. 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, there is no circulation of the processed material through the holes in the rotor hub.

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 аппарата, 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 wall of the apparatus to the center of the apparatus caused by inertial movements of interacting media.

Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса экстрагирования и повышение выхода экстрактивных веществ. Поставленная цель достигается за счет того, что лопасти выполнены прямоугольной формы, изогнуты по винтовой линии в сторону, противоположную вращению ротора, и приварены к внутренней стенке корпуса аппарата.The technical result of the invention is the intensification of the extraction process and increase the yield of extractive substances. This goal is achieved due to the fact that the blades are rectangular in shape, bent along a helical line in the direction opposite to the rotation of the rotor, and are welded to the inner wall of the apparatus body.

На фиг.1 показана конструкция роторно-пульсационного аппарата с промежуточной обработкой продукта. Он состоит из корпуса 1 с установленным в нем ротором 2, в ступице которого имеются отверстия 3, и статором 4. Ротор и статор выполнены 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 (фиг.2), изогнутые по винтовой линии в сторону, противоположную вращению ротора, и соединенные со штуцерами 14 на крышке аппарата. Патрубок 7 для ввода и патрубок 8 для вывода компонентов. Корпус аппарата снабжен охлаждающей рубашкой 9, куда из штуцера 10 поступает жидкость и выходит из штуцера 11. В аппарате имеется внешняя рабочая полость 12, которая расположена между стенкой и зубьями, и внутренняя рабочая область 13.Figure 1 shows the design of a rotary pulsation apparatus with intermediate processing of the product. It consists of a housing 1 with a rotor 2 installed in it, in the hub of which there are openings 3, and a stator 4. The rotor and stator are 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 there are rectangular blades 6 (figure 2), curved along a helical line in the direction opposite to the rotation of the rotor, and connected to the fittings 14 on the cover of the apparatus. A pipe 7 for input and a pipe 8 for output components. The casing of the apparatus is equipped with a cooling jacket 9, where liquid flows from the nozzle 10 and exits the nozzle 11. The apparatus has an external working cavity 12, which is located between the wall and the teeth, and an internal working area 13.

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 часть потока прямоугольными лопастями 6 через штуцер 14 направляется на промежуточную обработку в камеры А и Б. Остальная часть продукта циркулирует в рабочей области аппарата, где за счет насосного эффекта проходит через отверстия 3 в ступице ротора. Прошедший обработку в камерах А и Б продукт возвращается в рабочую зону аппарата через штуцер 7. 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 body is subjected to grinding, abrasion and impact loads. Then, in the working cavity of the apparatus 12, a part of the flow with rectangular blades 6 through the nozzle 14 is sent for intermediate processing into the chambers A and B. The rest of the product is circulated in the working area of the apparatus, where due to the pumping effect it passes through the holes 3 in the rotor hub. After processing in chambers A and B, the product returns to the working area of the apparatus through nozzle 7. 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 вывода части продукта из аппарата для промежуточной обработки. 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 remove part of the product from the apparatus for intermediate processing. 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.

Количество лопастей может варьироваться в зависимости от характера обработки продукта и количества необходимого оборудования.The number of blades may vary depending on the nature of the processing of the product and the amount of equipment needed.

Экспериментальные исследования показали, что при данной конструкции аппарата за счет закрепленных на внутренней стенке корпуса лопастей происходит интенсивная и многократная обработка продукта.Experimental studies have shown that with this design of the apparatus, due to the blades fixed on the inner wall of the casing, intensive and repeated processing of the product occurs.

Таким образом, в предлагаемой конструкции роторно-пульсационного аппарата с промежуточной обработкой продукта увеличено количество стадий обработки, что позволяет интенсифицировать процесс и повысить качество получаемого экстракта.Thus, in the proposed design of a rotary pulsation apparatus with intermediate processing of the product, the number of processing stages is increased, which allows to intensify the process and improve the quality of the obtained extract.

Источники литературыSources of literature

1. Пат. 2190462 РФ, МКИ7 В01F 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, MKI7 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. 2005138757 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. 20.06.2007. - Бюл. №21.2. Pat. 2005138757 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. 06/20/2007. - Bull. No. 21.

Claims

A rotary pulsation extractor with guide vanes, comprising 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 opposite to the rotation of the rotor, and welded to the inner wall of the apparatus body.