SU1181698A1 - Аппарат дл обработки гетерогенных сред - Google Patents

Abstract

АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЕТ РОГЕННЫХ СРЕД, содержащий корпус с выполненной в нем смесительной камерой , вал, расположенный в корпус по его оси, помещенные в смеситель ную камеру диски, первый из которых закреплен на валу, стержни ромбовидного сечени ,, установленные напротив друг друга на дисках па концентрическим окружност м со сдчигом по спиральным лини м, при этом стержни первого диска расположены в щахматном пор дке по отношению к стержн м второго диска, и патрубки ввода и вывода материалов в готовой смеси, отличающийс  тем, что,, с целью интенсификации процесса смешени  материалов за счет пульсации перемешиваемых материалов в пространстве между дисками, он снабжен изогнутыми напорными лопатками , установленными на периферии дисков по спиральным лини м, образованным стержн ми, при этом рассто ние между концентрическими р дами стержней уменьшаетс  от центра к периферии дисков и второй диск закреплен на валу и соединен с первым диском.

Description

Изобретение относитс  к технике таких массообменньгх процессов между твердой и жидкой фазами, как растворение и вьпцелачивание и может быть применено к горнорудной, химической, пищевой и смежных с ними отрасл х промьпиленности. Оно также может найти применение в цветной металлургии при вькцелачивании концентратов цветных металлов. Известен роторно-пульсационный аппарат, содержащий неподвижный корпус и ротор со стержн ми, при помощи которых прЗизвод т регулирное прерывание потока текучей среды с целью создани  в ней пульсаций давлени  и скорости f11, Однако при небольших радиальных зазорах между движущимис  и неподвиж ными част ми аппарата происходит уси ленна  эрози  соприкасающихс  с суспензией поверхностей. При увеличении же радиальных зазоров пульсации жидкости сглаживаютс  и эффект интенсификации резко уменьшаетс . Кроме того , такие аппараты обладают низким напоро, в св зи с чем их применение затруднено в случа х,когда суспензию необходимо подавать .иэ аппарата в аппарат или на некоторую высогу. Поэ тому широкое распространение они получили только при интенсификации жидкофазпых процессов. Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому эффекту, вл етс   ппарат дл  обработки гетерогенных сред, содержащий корпус с выполненной в нем смесительной камерой, вал, расположенный в корпусе по его оси, помещенные в смесительную камеру дис ки, первый из которых закреплен на валу, стержни ромбовидного сечени , установленные на дисках по концентрическим окружност м со сдвигом по спиральным лини м, при этом стержни первого диска расположены в шахматно пор дке по отношению к стержн м второго диска, и патрубки ввода и вывода материалов и готовой смеси 12. Недостатками известного аппарата  вл етс  то, что он может примен ть с  только дл  эмульгировани  жидкостей , и не может примен тьс  дл  обработки гетерогенных сред, содержащих крупнодисперсные абразивные час тицы, в .результате чего в известном аппарате имеет место значительна  эрози  враи(ающихс  частей и низка  J82 эффективность перемешивани  компонентов . Цель изобретени  - устранение указанных недостатков и интенсификации процесса смещени  материалов за счет пульсации перемешиваемых матеиалов в пространстве между дисками, Поставленна  цель достигаетс  тем, что аппарат дл  обработки гетерогенных сред, содержащий корпус с вьтолненной в нем смесительной камерой , вал, расположенный в корпусе по его оси, помещенные в смесительную камеру диски, первый из которых закреплен на валу, стержни ромбовидного сечени , установленные напротив друг друга на дисках по/ концентрическим окружност м со сдвигом по спиральным лини м, при этом стержни первого диска расположены в шахматном пор дке по отношению к стержн м второго диска, и патрубки ввода и вывода материалов и готовой смеси снабжен изогнутыми напорными лопатками, установленными на периферии дисков по спиральным лини м, образованными стержн ми, при этом рассто ние между концентрическими р дами стержней уменьшаетс  от центра к периферии дисков и второй диск закреплен на валу и соединен с первым диском. На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, частичный разрез; на фиг.2половина одного из дисков, общий ВИД; на фиг. 3 - ротор, продольный разрезi на фиг. 4 - размещение стержней при фиксированном положении дисков. Аппарат дл  обработки гетерогенных сред состоит из корпуса 1, установленного на раме 2, и ротора 3, закрепленного на валу 4, которьш вращаетс  в подшипниковых узлах 5. Корпус содержит подвод .щий 6 и отвод щий 7 патрубки. Ротор 3 предлагаемого аппарата состоит из двух дисков В, первый из которых выполнен заодно со ступицей 9. На дисках 8 закреплены или выполнены заодно стержни 10 и периферийные нагнетаюш е лопатки.11, которые расположены по спиральным лини м. Стержни 10 и нагнетаюс ие лопатки 11 образуют радиально направленные 12 и кольцевые концентрические 13 каналы. При вращении ротора за каждым из стержней в зоне, обозначенной контуром, образуютс  кавитационные каверны

1A, направленные в каналах приблизительно так, как показано на фиг. 1.

Возможен вариант аппарата (фиг.2), в котором количество стержней 10 и нагнетающих лопаток 11 в 2-4 раза 5 больше (дл  последую1чих концентри- ческих р дов).

В обоих вариантах аппарат представл ет собой реконструированный серийный лопастной центробежный 0 насос, колесо которого заменено ротором указанной конструкции.

Аппарат работает следующим об-, разом.

Суспензи , включающа  обрабаты- fS ваемый твердый материал, засасываетс  аппаратом через подвод щий патрубок 6 в ротор 3. При прохождении суспензии по каналам 12 она несколько раз измен ет скорость в 20 тех местах, где каналы 12 пересекаютс  с кольцевыми каналами 13. Поскольку тверда  фаза имеет большую, чем жидкость плотность, то она обладает также и большей инерцион- . 25 ностью, поэтому в указанных зонах она интенсивно омываетс , причем интенсивность омывани  увеличиваетс  по сравнению с трубопроводами переменного сечени  в раз, где 30 W - углова  скорость ротора, R - радиус вращени  частицы, g - ускорение свободного падени  в поле земного прит жени . Кроме того, частицы твердой фазы за каждым из стержней 10 35 попадают-в зону кавитации (в кавитационную .каверну) 14, где подвергаютс  поверхностной эрозии, измельчению и интенсивному омыванию вскипающей на поверхности частиц жидкостью, что 40 значительно ускор ет массообмен. Обработанна  суспензи  периферийными лопатками 11 засасываетс  из зоны стержней 10 и через выходной патрубок

7 нагнетаетс  в технологический трубопровод дл  проведени  последующих технологических приемов.

Таким образом, указанное радположение стержней р дами позвол ет получить сплошные каналы, при движении суспензии по которым обеспечиваетс  минимальна  эрози  ротораи таким образом повышаетс  ресурс работы аппарата.

Конфигураци  р дов стержней и периферийных нагнетающих лопаток, соответствующа  профилю лопаток центробежного насоса, позвол ет достичь значительно большего напора, чем при хаотическом их расположении,как это имеет место в известньрс конструкци х аппаратов, а установка нагнетанщйх лопаток на периферии ротора позвол ет при том же числе оборотов максимально повысить общий напор аппарата и значительно снизить их эрозию, так как размер частиц на выходе из аппарата будет минимальным.

Указанное размещение стержней концентрическими р дами и разна  ширина последних позвол ют создавать кавитационные зоны в радиально направленных каналах, по которым проходит суспензи , в св зи с чем раствор емые частицы принимают большую часть выдел емой при кавитации энергии на себ , уменьша  кавитационный износ стержней и увеличива  таким образом ресурс работы аппарата.

Испытани  модели аппарата производительностью 18 по суспензии показали, что он развивает напор 20-25 м.в.ст. и позвол ет увеличить скорость растворени  каинита из полиминеральной калийной руды в 6-18 . раз (по сравнению с аппаратаьо с мешалками ) .

Фиг.

Claims (1)

1. АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД, содержащий корпус с выполненной в нем смесительной камерой, вал, расположенный в корпусе по его оси, помещенные в смеситель ную камеру диски, первый из которых закреплен на валу, стержни ромбовидного сечения,, установленные напротив друг друга на дисках па концентрическим окружностям со сдвигом по спиральным линиям, при этом стерж· ни первого диска расположены в шахматном порядке по отношению к стержням второго диска, и патрубки ввода и вывода материалов в готовой смеси, отличающийся тем, что,, с целью интенсификации процесса смешения материалов за счет пульсации перемешиваемых материалов в пространстве между дисками, он снабжен изогнутыми напорными лопатками, установленными на периферии дисков по спиральным линиям, образованным стержнями, при этом расстоя ние между концентрическими рядами стержней уменьшается от центра к периферии дисков и второй диск закреплен на валу и соединен с первым

   SU ,.,,1181698 >

   Vvt.f