Кавитационный реактор для обработки потока материалов

Кавитационный реактор для обработки потока материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. КАВИТАЦИОННЫЙ РЕАКТОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОТОКА МАТЕРИАЛОВ, преимущественно, волокнистых,включающий корпус с цилиндрическим участком, внутри которого расположен приводной вал с кавитатором в виде крыльчатки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности , обработки, он имеет прерыватель потока, выполненный в виде двух снабженных радиальными окнами дисков, один из которых установлен на приводном валу крыльчатки, а - 1 другой укреплен в корпусе непосредственно перед первым диском, причем расстояние между двумя соседними окнами обоих дисков, измеренное по длине дуги окружности любого произвольного радиуса, равно ширине каждого окна, измеренной по длине дуги окружности того же радиуса. 2.Реактор по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что корпус имеет участок в виде конфузора, сопряженного с цилиндрическим участком, а прерыватель потока расположен на входе конфузора. 3.Реактор по пп. 1,2,о т л иi чающийся тем, что диск, установленный на приводном валу крыльчатки со стороны, противоположной неподвижному диску,имеет радиальные ребра жесткости. со со со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (ll) SU

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AS TOPCHOMV СВИДЕТЮЗ ЭТНУ (21) 3580557/29-12 (22) 18. 04. 83 (46) 30.06.84. Бюл. Р 24 (72) И.M. Федоткин и О. В. Козюк (53) 676.1.021.3 (088.8) (561 1. Авторское свидетельство СССР

N9 467 159, кл . D 21 В 1/36, 1979. (54)(57) 1. КАВИТАЦИОННЪ|Й РЕАКТОР

ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОТОКА МАТЕРИАЛОВ, преимущественно, волокнистых,включающий корпус с цилиндрическим участком, внутри которого расположен приводной вал с кавитатором в виде крыльчатки, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения эффективности. обработки, он имеет прерыватель потока, выполненный в виде двух снабженных радиальными окнами дисков, один из которых установлен на приводном валу крыльчатки, а

g(gg В 01 F 7/04, D 21 В 1/36 другой укреплен в корпусе непосредственно перед первым диском, причем расстояние между двумя соседними окнами обоих дисков, измеренное по длине дуги окружности любого произвольного радиуса, равно ширине каждого окна, измеренной по длине дуги окружности того же радиуса.

2. Реактор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что корпус имеет участок в виде конфузора, сопряженного с цилиндрическим участком, а прерыватель потока расположен на входе конфузора.

3. Реактор по пп. 1,2,о т л ич а ю шийся тем, что диск, установленный на приводном валу крыльчатки со стороны, противоположной неподвижному диску, имеет радиальные ребра жесткости.

1099990

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, а также интенсификации технологических процессов гомогениэации, суспендирования, диспергирования, растворения и может найти применение в химической, пищевой, целлюлознобумажной, строительной промышленности.

Известен кавитационный реактор для обработки потока материалов, преимущественно, волокнистых, включающий корпус с цилиндрическим участком, внутри которого расположен приводной вал с кавитатором в виде крыльчатки (11.

Недостатки укаэанного устройства невысокие эффективность перемешивания и степень диспергации перемешиваемых веществ.

Цель изобретения — повышение эффективности обработки веществ.

Поставленная цель достигается тем, что кавитационный реактор для обработки потока материалов преимуР щественно, волокнистых, включающий корпус с цилиндрическим участком, внутри которого расположен приводной вал с кавитатором в виде крыльчатки, имеет прерыватель потока, выполненный в ниде двух снабженных радиальны ми окнами дисков, один иэ которых установлен на приводном валу крыльчатки, а другой укреплен в корпусе непосредственно перед первым диском, причем расстояние между двумя соседними окнами обоих дисков, измеренное по длине дуги окружности любогс произвольного радиуса, равно ширине каждого окна, измеренной по длине дуги окружности того же радиуса.

Корпус имеет участок в виде конфузора, сопряженного с цилиндрическим участком, а прерыватель потока расположен на входе конфузора.

Диск, установленный на приводном валу крыльчаткй со стороны, противо-положной неподвижному диску, имеет радиальные ребра жесткости.

На фиг.1 изображен кавитационньпл реактор, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.

Кавитационный реактор состоит из корпуса 1, патрубка подачи 2 и от. вода смеси 3. Внутри корпуса 1 на

55 приводном валу 4 расположен кавитатор в виде крыльчатки 5 суперкавитирующего профиля, Перед крыльчаткой 5 установлен прерыватель потока

6, выполненный в виде вращающегося диска 7, размещенного на приводном валу 4 и соприкасающегося с неподвижным диском 8, закрепленным в корпусе 1.Вращающийся 7 и неподвижный

8 диски прерывателя основного потока 6 содержат радиальные окна 9 °

Причем расстояние между двумя соседними окнами писков 7 и 8, измеренное по длине дуги окружности любого произвольного радиуса, равно ширине каждого окна 9, измеренной по длине дуги окружности того же радиуса.

Корпус 1 имеет участок в виде конфуэора 10„ сопряженного с цилиндрическим участком 11. При этом крыльчатка 5 находится в участке

1 1, а прерыватель потока 6 расположен на входе конфузора 10. Вращающийся диск 7 со стороны, противоположной неподьижному диску 8, содержит ребра жесткости 12, расположенные радиально на перегородках между окнами 9.

Кавитационный реактор работает следующим образом.

В корпус 1 через патрубок пода. чи 2 подаются смешиваемые компоненты. При вращении с помощью приводного нала 4 крыльчатки 5 суперкавитирующего профиля на лопастях последней образуются кавитационные каверны, при смъгкании которых возникают поля микропузырьков.Схлопываясь, микропуэырьки образуют кумулятивные микроструи со скоростями

250-300 м/с и ударными местными давлениями до 1 ГПа,.которые оказывают перемешивающее, диспергируюшее воздействие на обрабатываемую среду.

Одновременно при вращении приводного вала 4 при.водится в движение вращающийся диск 7 прерывателя потока 6, размещенного перед крыльчаткой 5. Поскольку размеры и расположение окон 9 прерывателя потока 6 выполнены таким образом, что расстояние между двумя соседними окнами 9 обоих дисков 7 и 8, измеренное по длине дуги окружности любого произвольного радиуса, равно ширине каждого окна 9, измеренной по длине дуги окружности того же радиуса, то при вращении диска 7 происходит поочередно полное открытие и закпы1099990

ВНИИПИ Заказ 4458/7 Тираж 576 Подписное

Филиал ППП "Патеыт", г.Ухгород, ул.Проектная, 4 тие окон 9 в неподвижном 8 и подвижном 7 дисках.

В результате этого обеспечивается пульсационная подача смешиваемых компонентов в зону кавитационного смешения. Возникающие в потоке пульсации скорости и давления вызывают пульсации кавитационных каверн. Крыльчатка 5 работает в режиме нестационарной кавитации. При этом 10 увеличивается количество схлопывающихся микропузырьков, протяженность зоны кавитационного перемешива ния, повышается ее эрозионная активность. Все это повышает эффектив- . 15 ность перемешивания, создаются условия для более мелкого дробления частиц смеси, повьппается интенсивность перемешивания. Выполнение участка корпуса 1 кавитационного реактора в виде конфузора 10, сопряженного с цилиндрическим участком 11,внутри которой находится крыльчатка 5, и размещение прерывателя потока 6 на входе конфузора 10 позволит снизить гидродинамические потери энергии в прерывателе потока 6, поскольку скорость движения обрабатываемой жидкости в конфузорной части 10 корпуса 1 меньше, чем на участке 11.

Кроме того, размещение прерывателя основного потока 6 на входе конфузора 10 позволит избежать развития кавитационных явлений на деталях прерывателя потока 6 и тем самым предохранить его ot кавитационного разрушения. Наличие на вращающемся диске 7 со стороны противоположной неподвижному диску 8 ребер жесткости 12, расположенных радиально на перегородках между окнами 9, позволит повысить жесткость и прочность вращающегося диска 7.Помимо этого, ребра жесткости 12 выполняют роль турбинной мешалки, которая осуществляет предварительное персмсшивание компонентов смеси перед их поступлением в зону кавитационной обработки. Наличие такой предвключенной турбинной мешалки повышает эффективность перемешивания, приводит к увеличению гомогенизации смеси и диспергирования твердой фазы. Пройдя через смеситель, готовая смесь выгружается через патрубок отвода смеси 3.

Применение данного изобретения в химическом, пищевом, строительном производствах позволит повысить эффективность перемешивания,степень диспергации перемешиваемых веществ, сократить время приготовления смеси.

Кавитационный смеситель простой по конструкции и надежный в работе.

Для создания пульсирующего режима развитой кавитации не требуется дополнительных затрат энергии, а работа кавитационного смесителя в таком режиме и наличие предвключенной турбинной мешалки позволяет не только интенсифицировать процесс перемешивания, но и снизить удельные энергетические эатраты на перемешивание, сохраняя высокую степень гомогенизации и диспергирования.