SU1579549A1

SU1579549A1 - Rotary apparatus

Info

Publication number: SU1579549A1
Application number: SU874271383A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Олегович Иванов; Евгений Александрович Мандрыка; Виктор Степанович Шубин; Владислав Леонидович Коленков; Вячеслав Сергеевич Молочков; Аркадий Константинович Докин; Василий Леонидович Накисько
Original assignee: Московский Институт Химического Машиностроения; Всесоюзный Научно-Исследовательский Биотехнический Институт
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1990-07-23

Abstract

Изобретение относитс к аппаратам, предназначенным дл создани акустической и гидродинамической кавитации в проточной среде, и может быть использовано в химической, биологической, пищевой и других отрасл х промышленности. Роторный аппарат содержит корпус с выходным и входным патрубками, а также статор 3 и ротор 6 с прорез ми. Прорези ротора снабжены криволинейными пластинами 10, при этом кромки 8 выполнены скругленными и расположены концентрично пластинам 10, образу каналы 14. Среда поступает в ротор через входной патрубок и продвигаетс по каналам 14 в прорези ротора и далее в прорези статора, подверга сь при этом обработке. Прорези ротора выполнены наклонными, при этом угол наклона может быть различным. Данна конструкци обеспечивает интенсификацию процесса, повышает качество обработки и улучшает эксплуатационные характеристики роторного аппарата. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to apparatuses designed to create acoustic and hydrodynamic cavitation in a flow medium, and can be used in the chemical, biological, food and other industries. The rotor apparatus includes a housing with outlets and inlets, as well as a stator 3 and a rotor 6 with slits. The rotor slots are provided with curved plates 10, while the edges 8 are rounded and arranged concentrically to the plates 10, forming channels 14. The medium enters the rotor through the inlet and advances through the channels 14 into the rotor slot and further into the stator slot, subjected to processing. The rotor slots are inclined, with the angle of inclination may be different. This structure provides an intensification of the process, improves the quality of processing and improves the performance characteristics of the rotary apparatus. 2 hp f-ly, 3 ill.

Description

А-АAa

(Л(L

11 811 8

Фиг.22

сд лsd l

соwith

СПSP

4four

ХX

11eleven

Изобретение относитс к аппаратам, предназначенным дл создани акустической и гидродинамической кавитации и высокочастотных механических колебаний в проточной среде, и может быть использовано в химической, биологической, пищевой, нефт ной , машиностроительной, авиационной и в р де других отраслей народного хоз йства дл интенсификации различных физико-химических тепломассообменных, биологических и других процессов, протекающих в системе жидкость-газ, жидкость-жидкость, жидкость твердое тело.The invention relates to apparatuses designed to create acoustic and hydrodynamic cavitation and high-frequency mechanical vibrations in a flow medium, and can be used in chemical, biological, food, petroleum, engineering, aviation and in a number of other national industries to intensify various physical processes. - chemical heat and mass transfer, biological and other processes occurring in the system liquid-gas, liquid-liquid, liquid solid.

Цель изобретени - повышение производительности , качества обработки и улучшение эксплуатационных характеристик аппаратаThe purpose of the invention is to increase productivity, quality of processing and improve the operational characteristics of the device.

На фиг. 1 изображен роторный аппарат , разрез; на фиг 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема скоростей течени смеси в аппарате.FIG. 1 shows a rotary apparatus, a slit; FIG. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a diagram of the flow rates of the mixture in the apparatus.

Роторный аппарат содержит корпус 1 с выходным патрубком 2, цилиндрический или конический статор 3 с прорез ми 4, входной патрубок 5, цилиндрический или конический ротор 6 с наклонными прорез ми 7, имеющими передние 8 и задние 9 кромки по ходу вращени 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 составл ет 1,4-4,0, а угол а между ос ми 11 и 12 статора 3 и ротора 6 равен 91 - 135°The rotary apparatus comprises a housing 1 with an outlet nozzle 2, a cylindrical or conical stator 3 with slots 4, an inlet nozzle 5, a cylindrical or conical rotor 6 with inclined slots 7 having front 8 and rear 9 edges along the rotation of the rotor 6. At the rear the edges 9 are arranged with curvilinear plates 10, and the front edges 8 are rounded and arranged concentric with the plates 10. In this case, the ratio of the length / slots to thickness L of the rotor 6 is 1.4-4.0, and the angle between axes 11 and 12 stator 3 and rotor 6 is equal to 91 - 135 °

Корпус I и статор 3 образуют озвучиваемую зону 13, а пластины 10 и скруглен- ные передние кромки 9 - изогнутые каналы 14The housing I and the stator 3 form the voiced zone 13, and the plates 10 and the rounded front edges 9 form curved channels 14

Роторный аппарат работает следующим образом.Rotary apparatus operates as follows.

Обрабатываема смесь из двух и более компонентов поступает через патрубок 5 в ротор б В полости ротора 6 среда двигаетс к каналам 14 В момент совпадени прорезей 4 и 7 смесь захватываетс криволинейными пластинами 10, двигаетс с ускорением , посто нно измен направлени дви- жени По мере открывани прорезей 4 скорость смеси резко возрастает. При закрывании прорезей 4 статора 3 расход смеси достигает максимального значени , затем поток получает большое отрицательное ускорение , что вызывает отрицательный импульс давлени , сопровождающийс влением акустической и гидродинамической кавитации. После обработки смесь выводитс через патрубок 2The processed mixture of two or more components flows through the nozzle 5 into the rotor B. In the cavity of the rotor 6, the medium moves to the channels 14. At the moment of coincidence of the slits 4 and 7, the mixture is caught by the curvilinear plates 10, moves with acceleration, constantly changing the direction of motion. slot 4, the speed of the mixture increases dramatically. When closing the slots 4 of the stator 3, the flow rate reaches the maximum value, then the flow receives a large negative acceleration, which causes a negative pressure pulse, accompanied by the appearance of acoustic and hydrodynamic cavitation. After processing, the mixture is discharged through pipe 2

При совпадении отверстий ротора и статора обрабатываема смесь движетс по каналам ротора, плавно измен направление абсолютной скорости движени (V) от тангенциального на входе в прорези ротораWhen the holes of the rotor and the stator coincide, the processed mixture moves along the rotor channels, smoothly changing the direction of the absolute speed of movement (V) from the tangential at the entrance to the rotor slot

00

5five

0 0

5 five

до направлени , параллельного ос м прорезей статора на выходе из прорезей ротора . Абсолютна скорость смеси полностью определ етс ско ростью течени смеси в прорез х ротора (14) и тангенциальной скоростью вращени ротора (WR) в каждой, точке его прорези. Проведенные исследовани показали, что минимальное сопротивление истечени смеси приходитс на диапазон углов между ос ми отверстий ротора и статора 91°-135°. При этом увеличение производительности аппарата смещает оптимум к , а увеличение произведени угловой скорости ротора на его радиус смещает оптимум к . Смещение величин угла от оптимума ведет к увеличению сопротивлени аппарата.to a direction parallel to the axis of the stator slots at the exit of the rotor slots. The absolute velocity of the mixture is completely determined by the velocity of the mixture in the slots of the rotor (14) and the tangential speed of rotation of the rotor (WR) at each point of its slot. Studies have shown that the minimum mixture outflow resistance falls on a range of angles between the axes of the rotor and stator apertures 91 ° -135 °. At the same time, an increase in the productivity of the apparatus shifts the optimum to, and an increase in the product of the angular velocity of the rotor by its radius shifts the optimum to. The displacement of the angle values from the optimum leads to an increase in the resistance of the apparatus.

Интенсификаци процесса кавитации в предлагаемом аппарате путем увеличени ускорени импульса и модулируемой жидкости в прорез х ротора, достигаемого за счет скруглени на входе смеси передних кромок, продолжени задних стенок ротора изогнутыми пластинами и наклона прорезей ротора, приводит к увеличению амплитуды отрицательного импульса давлени .The intensification of the cavitation process in the proposed apparatus by increasing the acceleration of the pulse and the modulated fluid in the rotor slots, achieved by rounding the front edges at the inlet, continuing the rear walls of the rotor with curved plates, and increasing the amplitude of the negative pressure pulse.

Уменьшение сопротивлени аппарата на входе обрабатываемой смеси в канал ротора , которое св зано с относительным вращением смеси у внутренней поверхности ротора у известного и «нанизыванием смеси на отверсти ротора в предлагаемом устройстве , приводит к увеличению положи0A decrease in the resistance of the apparatus at the inlet of the processed mixture into the rotor channel, which is associated with the relative rotation of the mixture at the inner surface of the rotor near the known and "stringing the mixture on the holes of the rotor in the proposed device, leads to an increase in

00

5five

тельного ускорени и скорости истечени обрабатываемого потока в каналах.acceleration and the flow rate of the treated stream in the channels.

Уменьшение сопротивлени аппарата при истечении смеси из отверстий ротора в отверсти статора, которое достигаетс путем создани угла между ос ми отверстий ротора и статора, равного углу поворота смеси, св занного с инерционностью среды при ее вращении в каналах ротора, приводит к увеличению отрицательного ускорени смеси при закрывании каналов, а следовательно , и к увеличению амплитуды импульсов давлени A decrease in the resistance of the apparatus when the mixture flows out of the rotor holes into the stator holes, which is achieved by creating an angle between the axes of the rotor and stator holes equal to the angle of rotation of the mixture associated with the inertia of the medium as it rotates in the rotor channels, closing the channels and, consequently, to an increase in the amplitude of the pressure pulses

Claims

1. A rotary apparatus comprising a housing with inlet and outlet nozzles and a rotor and a stator coaxially disposed therein in the form of rotation bodies with slots in the side walls having front and rear edges in the course of the rotation of the rotor, characterized in that processing quality, improved performance, the rotor is internally provided with curved plates located on the rear edges of the slots, with the slots made oblique, and the front edges are rounded and located concentric to the plates.

2. An apparatus according to claim 1, wherein the ratio of the length of the rotor slots to its thickness is 1.4-4.0.

3. Apparatus according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the angle between the axes of the rotor and the stator slots. When the slots are combined in their cross section, it is 91-135 °.

13