Роторно-винтовой аппарат

Роторно-винтовой аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. РОТОРНО-ВИНТОВОЙ АППАРАТ, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для ввода и вывода обрабатываемого материала и размещенный в нем многозаходный винтовой с углом наклоUy на винтовой линии 15-90° ротор с зубьями , поверхности которьк обра-1ованы пересечением боковой поверхности ротора с поверхностями винтовых каинвок , расположенных между зубьями, отличающийся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена путем создания местных разрежений в канавках ротора при обрабоке жидкостей с вязкостью 10-10 сПз, наружная поверхность ротора выполнена в виде витка по типу спирали Архимеда . 2. Аппарат по п.1, отличающий с я тем, что, поверхности вершин зубьев наклонены к цилиндричес )S кой поверхности корпуса под углом 15-30°. CD 00 05

C0IO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК..SU„„97364 зш B 01 F 7 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИ7-

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3506671/23-26 (22) 03.09.82 (46) 15.06.84. Бюл. Ф 22 (72) В.ll. Саракуз, Г.М. Тиманьков, .О.В. Доманский, А.В. Тиме, С.А. Будер, Г.A. Мартиновский, В.И. Пономаренко, Ю.П. Баженов, Ю.M. Рябов и И.M. Ахметгалеев (53) 66.023(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

Ф 1266055, кл. В 1 D, 1972.

2. Патент США У 2894280, кл.259-104, 1960. (54)(57) 1. РОТОРНО-ВИНТОВОЙ АППАРАТ, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для ввода и вывода обрабатываемого материала и размещенный в нем многозаходный винтовой с углом наклона винтовой линии 15-90 ротор с зубьями, поверхности которых образованы пересечением боковой поверхности ротора с поверхностями винтовых кана- " вок, расположенных между зубьями, отличающийся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена путем создания местных разрежений в канавках ротора при обрабоке жидкостей с вязкостью 10-104 сПз, на. ружная поверхность ротора выполнена в виде витка по типу спирали Архимеда.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, поверхности вершин зубьев наклонены к цилиндричес- Q

О кой поверхности корпуса под углом

15-30

1 1097364

Изобретение относится к тепломассаобменной аппаратуре, а именно к аппаратам для обработки полимерных материалов, и может найти применение в процессах полимеризации и дезактивации при получении изопреновых каучуков.

Известен роторно-винтовой аппарат, включающий цилиндрический корпус с рубашкой для теплоносителя, вращаю- 10 щийся внутри корпуса многозаходный ротор с винтовыми канавками и винтовыми зубьями с углом наклона винтовой линии 15-90 . Отличительнойособенностью этого аппарата является постоянный зазор между вершинами зубьев ротора и корпусом и скругленная форма вершины зуба (1).

Недостатком данного аппарата является малая эффективность проводи- 20 мых в нем процессов смешения и тепломассообмена вследствие перетоков жид4 кого материала из одного винтового канала в другой смежный канал и уменьшения интенсивности циркуляции внут- 25 ри канала.

Наиболее близким к предлагаемому является роторно"винтовой аппарат длй обработки вязких жидкостей, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для ввода и вывода обрабатываемого материала и многозаходный винтовой ротор с зубьями, выполненными при вершине в виде части . поверхности, ограниченной винтовыми

35 линиями их кромок с углом наклона винтовой линии 15-90 и канавками, расположенными между зубьями (2 ).

Б известном аппарате сведен к минимуму зазор между вершинами зубьев ротора и корпусом путем выполнения вершин винтовых зубьев в виде съемных вставок из износостойкого материала, что способствует снижению перетоков в смежных каналах однако при обработке жидкостей с вязкостью

10-10 4 сПз интенсивность перемешиванем мнагозаходный винтовой с углом наклона винтовой линии 15-90 ротор с зубъями, поверхности которых образованы пересечением боковой поверхности ротора с поверхностями винтовых канавок, расположенных между зубьями, наружная поверхность ротора выполнена в виде витка спирали Архимеда.

Кроме того, поверхности вершин зубьев наклонены к цилиндрической поверхности корпуса под углом 15-30

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1 (радиальное сечение ротора, наружная поверхность которого выполнена в виде витка спирали Архимеда); на фиг. 3 и 4 — разрез Б-Б на фиг. 1 (выполнение вершины зуба в двух вариантах).

При выполнении наружной поверхности ротора в радиальном его сечении в виде витка спирали Архимеда с укаsamoA величиной шага и при вращении ротора в направлении, показанном на фиг 1, в зоне ь ступенчатого изменения радиуса ротора возникает местное разрежение, приводящее к микровспениванию обрабатываемого жидкога полимерного материала, чта, в свою очередь, приводит к снижению ега вязкости и увеличению интенсивности тепламассообмена.

Шаг спирали Архимеда целесообразно выбирать из соотношения

S = (2,5;10 — 2,5" 10 )Эу

Ь 3 при этом

1g1

40 где Х вЂ” ширина зуба при вершине; д"- запор между корпусом и роторам;

"1, — вязкость жидкости;

45 0 — диаметр корпуса. ния и тепломассообмена остается невы- С увеличением радиального зазора сокой из-за недостаточной циркуля- между корпусом аппарата и зубьями ции внутри каналов в силу большой ротора ширина зубьев при вершине по вязкости продукта.

50 ходу вращения ротора пропорционалвно

Цель изобретения — интенсификация увеличивается, что сохраняет неизментепломассообмена при обрабоке вяз- ным сопротивление при перетекании жид. ких жидкостей с вязкостью 10-10< сПз. кости из канавки в смежную канавку

Указанная цель достигается тем, через радиальный зазор и способствует что в роторно-винтовом аппарате, со- 55 созданию замкнутого контура циркулядержащем цилиндрический корпус со ции в пределах канавки, а следоваштуцерами для ввода и вывода обраба- тельно, также улучшает условия теплотываемаго материала и размещенный в массообмена.

1097364

Зубья ротора при вершине могут быть выполнены в виде частей цилиндрических поверхностей, соосных с осью ротора и наклонных к цилиндрической поверхности корпуса под углом 5

15-30, что создает еще большее соо противление перетеканию жидкости через радиальный зазор между корпусом и ротором за счет создания микровихрей в зоне зазора.

Аппарат включает цилиндрический корпус 1 с рубашкой для теплоносителя 2, ротор 3 и штуцеры 4 и 5 для ввода и вывода обрабатываемого материала. Ротор 3 снабжен многозаходными винтовыми каналами и разделяющими каналы зубьями 6 с углом наклона вино товой линии 75 {угол наклона винтовой линии может быть выполнен в пределах 15-90 ). б

Наружная поверхность ротора в радиальном его сечении выполнена в ви- де витка спирали Архимеда с шагом спирали S = (2,5 -10 - 2,5 10 )Р, при этом отношение ширины зуба при вершине к радиальному зазору между корпусом и ротором аппарата равно

1 3 ф 1gg

Аппарат работает следующим образом. ЗО

Полимерный материал подается через штуцер 4 внутрь корпуса 1, попадает в винтовые каналы ротора 3 и принудительно подается к выгрузному штуцеру 5. 35

Благодаря выполнению наружной поверхности ротора в радиальном его сечении в виде витка спирали Архимеда с заданным выше шагом спирали и при вращении ротора в зоне ступенчатого изменения радиуса ротора возникает разрежение, приводящее к микровспениванию обрабатываемого продукта, снижению его вязкости и увеличению интенсивности тепломассообмена, что объясняется также большими циркуляционными токами внутри каналов, снижающи ми величину ламинарного подслоя.

При выполнении вершины винтовых зубьев в виде части пОверхности, наклонной к цилиндрической поверхности корпуса под углом У 15-30, жидкий о полимер при вращении ротора сначала попадает в зону резкого сужения в зазоре между вершиной зуба и стенкой корпуса. Затем по мере увеличения зазора в потоке полимера возникают турбулентные пульсации, приводящие r. значительному возрастанию сопротивления перетечке жидкого полимера из канала в канал. При этом также имеет место увеличение теплообменной поверхности эа счет измененной геометрии вершины зуба.

Таким образом, благодаря тому,что в предлагаемом аппарате наружная поверхность ротора выполнена в виде витка спирали Архимеда с шагом спирали и отношением ширины зуба при вершине к радиальному зазору, укаэанными вышее, при обработке в аппарате жидкостей с вязкостью в пределах 10-10 сПэ происходит интенсификация тепломассообмена.

10973б4

Составитель Э, Скачкова

Техред N. Кузьма Корректор

С. Шекмар

Редактор Ю. Ковач

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 4094/8 Тираж 57б Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5