Роторно-пульсаційний апарат

Роторно-пульсаційний апарат, що містить вхідний та вихідний патрубки, корпус, в якому встановлено робочу пару статор-ротор, що утворює зі стінкою корпусу кільцевий простір і виконана у 3 на у вигляді коаксіально розташованих тіл обертання з прорізами, і лопатеву крильчатку, встановлену на валу ротора, у маточині якого виконані отвори [RU 2190462, B01F7/28, 2002]. Зазначений апарат має такі недоліки. Отвори у маточині ротора не забезпечують рециркуляцію оброблюваного середовища в об'ємі апарата, оскільки потік середовища, який подають до апарата через центроосьовий вхідний патрубок у внутрішню камеру робочої пари статор-ротор, протидіє потраплянню у цю ж камеру очікуваного рециркуляційного потоку через отвори у маточині ротора, розміщені з протилежного боку камери навпроти вхідного патрубка. Крім того, лопатева крильчатка встановлена на валу ротора всередині внутрішньої камери робочої пари статор-ротор і тому не може забезпечити одночасне усмоктування двох зустрічно спрямованих потоків, вхідного та рециркуляційного. Як наслідок - не забезпечується достатня інтенсивність та глибина процесів, що їх здійснюють в апараті. Спільні ознаки прототипу та пристрою, що пропонується, полягають в тому, що роторнопульсаційний апарат містить вхідний та вихідний патрубки, корпус, в якому встановлено робочу пару статор-ротор, що утворює зі стінкою корпусу кільцевий простір і виконана у вигляді коаксіально розташованих тіл обертання з прорізами, і лопатеву крильчатку, встановлену на валу ротора. В основу корисної моделі поставлено задачу інтенсифікації процесів, що здійснюють в роторнопульсаційному апараті, шляхом забезпечення внутрішньої рециркуляції оброблюваного середовища в об'ємі апарата через робочу пару статор-ротор. Поставлену технічну задачу вирішують тим, що у відомому роторно-пульсаційному апараті, що містить вхідний та вихідний патрубки, корпус, в якому встановлено робочу пару статор-ротор, що утворює зі стінкою корпусу кільцевий простір і виконана у вигляді коаксіально розташованих тіл обертання з прорізами, і лопатеву крильчатку, встановлену на валу ротора, згідно з корисною моделлю, робоча пара статор-ротор розташована у корпусі із забезпеченням сполучення кільцевого простору, лопатевої крильчатки та вхідного патрубка, причому лопатева крильчатка розміщена у напрямній трубі, що виконана у вигляді маточини ротора і до внутрішньої поверхні якої прикріплені зовнішні краї лопатей крильчатки, при цьому лопаті крильчатки вигнуті в осьовому напрямку у бік обертання ротора. Таке взаємне розташування робочої пари статор-ротор і корпусу апарата у поєднанні з високою усмоктувальною здатністю крильчатки, що забезпечується наявністю напрямної труби і форми лопатей, вигнутих в осьовому напрямку у бік обертання ротора, дозволяє значно інтенсифікувати процеси, здійснювані в апараті, завдяки багаторазовій рециркуляції оброблюваного середовища через робочу пару статор-ротор, причому кратність рециркуляції оброблюваного середовища в апараті регулюють зміною частоти обертання ротора. Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється графічними матеріалами, де: 62382 4 на Фіг.1 зображено роторно-пульсаційний апарат, повздовжній розріз; на Фіг.2 - розріз по А-А на Фіг.1. Роторно-пульсаційний апарат складається з корпусу 1 із центроосьовим вхідним патрубком 2 та радіальним вихідним патрубком 3. Корпус апарата згори закритий кришкою 4, що конструктивно виконана як єдине ціле із статором. На валу 5, що обертається електродвигуном (на кресленні не показаний), при допомозі різьби, напрямок якої для створення ефекту самозакручування співпадає з напрямком обертання вала, закріплено втулку 6, до якої приварені 4-6 вигнутих у осьовому напрямку лопатей 7 крильчатки. Лопаті вигнуто у напрямку обертання вала, а їх зовнішні краї приварені до внутрішньої поверхні напрямної труби 8, до фланця якої при допомозі 3-8 гвинтів 9 прикріплено ротор 10. Робоча пара статор-ротор є набором коаксіальних тіл обертання, що взаємно чергуються, з прорізами прямокутної або іншої довільної форми. Зовнішня поверхня пари статорротор утворює з корпусом апарата кільцевий простір 11, що сполучається із лопатевою крильчаткою та вхідним патрубком. Передбачена можливість регулювання радіального проміжку між нерухомими робочими елементами (тілами обертання) статора і рухомими робочими елементами (тілами обертання) ротора. Для цього тіла обертання в осьовому перерізі мають форму трапецій, а проміжок між ними регулюють шляхом осьового зміщення ротора відносно вала на величину, що дорівнює товщині регулювальної шайби (або набору шайб) 12, розміщеної між упором вала і торцем осьової втулки 6. Роторно-пульсаційний апарат, що заявляється, працює таким чином. Оброблюване середовище надходить до апарата через вхідний патрубок 2, під дією напору, що його забезпечує лопатева крильчатка, проходить послідовно через отвори, або прорізи робочих елементів ротора і статора, де піддається інтенсивній обробці, після чого потрапляє до кільцевого простору 11 і частково виводиться з апарата через вихідний патрубок 3. Частина середовища з кільцевого простору знову усмоктується лопатевою крильчаткою і проходить обробку вдруге. Така рециркуляція повторюється кілька разів, при цьому кратність рециркуляції оброблюваного середовища в апараті регулюють зміною частоти обертання вала ротора. Висока усмоктувальна здатність крильчатки сприяє мінімізації ймовірності утворення короткозамкнених потоків між вхідним і вихідним патрубками. Переваги запропонованого апарата перед відомим підтверджено результатами порівняльних випробувань при проведенні процесу омилення (нейтралізації) жирних кислот водними розчинами лугів у середовищі нафтових олив. Даний процес належить до гетерогенних систем: спочатку суміш «нафтова олива - водний розчин лугу - розплав жирної кислоти», після завершення процесу суспензія «нафтова олива - мило жирної кислоти вода - незначний залишок лугу». Причому, в'язкість суміші у міру протікання хімічної реакції зростає багаторазово. Такі процеси є характерними 5 для виробництв мастильних матеріалів: пластичних мастил, присадок до олив, мастильнохолодильних рідин тощо. Основні вимоги до цих процесів: отримання однорідної мильно-воднооливної суспензії при максимально можливому ступені перетворення реагентів. У порівняльних дослідах використовували такі вихідні компоненти: суміш олив И-50 та АУ у відношенні 3:2; 10%-ний водний розчин гідроксиду літію та 12-оксистеаринову кислоту. Відомий та запропонований апарати мали однаковий робочий 3 об'єм, що дорівнював 1дм . Витрата оброблюваного середовища через апарати дорівнювала 0,05кг/с, температура процесу у обох випадках складала 363 К (90°С). На кожному апараті проведено по 5 серій дослідів. Якщо при використанні відомого апарата Комп’ютерна верстка Н.Лисенко 62382 6 глибина процесу омилення не перевищувала 8385%, то при здійсненні процесу омилення у запропонованому апараті вона склала 96-98%. Аналогічні результати були отримані при порівняльних випробуваннях з використанням деяких інших нафтових олив, жирних кислот та лугів, що підтверджує ефективність запропонованого технічного рішення. Використання запропонованого апарата дозволяє зменшити витрати на здійснення технологічних процесів, оскільки завдяки збільшенню кратності обробки середовища в апараті значно зростає глибина цих процесів, а відповідно, відпадає необхідність у подальшій додатковій обробці середовища. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601