Роторный аппарат

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Власов Александр Викторович Давиденко Виталий Федорович Коротков Владимир Александрович Лозников Роман Анатольевич Русакевич Михаил Иванович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(57) Роторный аппарат, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрично установленные в нем ротор и статор с радиальными каналами в их боковых стенках и привод вращения ротора, отличающийся тем, что боковые стенки статора выполнены в виде внешнего и внутреннего колец, в зазор между которыми входит боковая стенка ротора со сквозными радиальными каналами, а каналы в боковых стенках статора выполнены глухими поочередно в наружном и внутреннем кольцах, причем глухие каналы связаны с полостью статора перед входным патрубком. 94812013.08.30 Предлагаемое техническое решение относится к устройствам смешивания и диспергирования для получения суспензий, эмульсий и иных жидких смесевых композиций путем увеличения интенсивности кавитации и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей, строительной, пищевой, а также в топливно-энергетической промышленности. В настоящее время широко известны различные физико-химические методы воздействия на структуру жидких смесевых композиций, в частности гидродинамические, электростатические, каталитические и другие. Наиболее распространенными и применяемыми в эксплуатации являются гидродинамические методы, кавитационные и роторно-пульсационные. Под кавитацией в жидкости понимают образование наполненных паром и газом полостей при локальном понижении давления в движущейся жидкости ниже давления насыщенных паров и затем их схлопывания. В зависимости от концентрации пара или газа в каверне их называют паровыми или газовыми. Известен роторный аппарат 1, содержащий корпус с патрубками входа и выхода обрабатываемой среды, концентрично установленные в нем ротор и статор с радиальными каналами в боковых стенках. Недостатком предлагаемого технического решения является низкая интенсивность технологического процесса. Известен роторный аппарат 2, выбранный в качестве прототипа, который содержит корпус с входным и выходным патрубками. Внутри корпуса аппарата концентрично установлены ротор и статор с одинаковым количеством радиальных каналов, выполненных в их боковых стенках. На внешней цилиндрической стороне ротора между каналами параллельно им выполнены канавки. Аппарат работает следующим образом. В полость ротора поступает обрабатываемая жидкость через входной патрубок. Ротор связан с приводом вращения. Обрабатываемая жидкость под действием входного давления и центробежных сил перетекает через радиальные каналы ротора в каналы статора и далее в камеру озвучивания. При периодическом совпадении каналов ротора и статора в каналах статора происходит изменение скорости и давления в потоке вследствие изменения проходного сечения, что приводит к кавитационному эффекту. При совмещении канала статора с канавкой ротора, в которой давление жидкости меньше, чем давление в зазоре между статором и ротором за счет растягивающих усилий, создаваемых центробежной силой, происходит дополнительный импульс разрежения в канале статора. Для создания достаточного импульса разрежения сечение каналов в роторе идентично сечению каналов в статоре. За счет увеличения интенсивности кавитации повышается эффективность работы аппарата. Недостатком устройства является недостаточная эффективность диспергирования. Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности аппарата за счет знакопеременного течения жидкости в каналах ротора, создающего дополнительный кавитационный эффект. Указанная задача решается следующим образом. Известный роторный аппарат содержит корпус с входным и выходным патрубками,концентрично установленные в корпусе ротор и статор с радиальными каналами, выполненными в их боковых стенках, и привод вращения ротора. Согласно предлагаемому техническому решению боковые стенки статора выполнены в виде внешнего и внутреннего колец, в зазор между которыми входит боковая стенка ротора с радиальными сквозными каналами, а каналы в боковых стенках статора выполнены глухими поочередно в наружном и внутреннем кольце, причем глухие каналы связаны с полостью статора перед входным патрубком. Такое конструктивное решение позволяет изменять направление движения жидкости в каналах ротора при его совпадении с каналом статора, что создает дополнительный кавитационный эффект. На фиг. 1 представлена схема общего вида роторного аппарата. На фиг. 2 показано расположение каналов ротора и статора, выполненных на боковых стенках (разрез по А-А). 2 94812013.08.30 Роторный аппарат состоит из корпуса 1 с крышкой 2, который снабжен входным патрубком 3 подвода обрабатываемой жидкости, а крышка 2 - выходным патрубком 4. Внутри корпуса 1 помещен ротор 5, связанный с приводом вращения 6. Концентрично ротору 5 установлен статор 7, имеющий боковые стенки в виде внешнего 8 и внутреннего 9 колец. Внешнее кольцо 8 снабжено сквозными радиальными каналами 10, а внутреннее кольцо 9 снабжено глухими радиальными каналами 11, глухие концы которых поочередно чередуются в кольцах 8 и 9 статора 7 и связывают полость 12 статора 7 с входным патрубком 3. Роторный аппарат работает следующим образом. При вращении ротора 5 с помощью привода вращения 6 обрабатываемая жидкость через входной патрубок 3 корпуса 1 поступает во внутреннюю полость 12 статора 7. Под действием входного давления обрабатываемая жидкость по радиальным каналам 10 и 11 статора 7, которые выполнены в боковых стенках статора 7 в виде внешнего 8 и внутреннего 9 колец, устремляется в каналы 10 ротора 5. При совмещении канала 10 ротора 5 со следующей парой отверстий 10 и 11 статора 7 в канале 10 ротора 5 жидкость изменяет направление движения на противоположное, что создает дополнительный кавитационный эффект уже в самом канале 10 ротора 5. Отвод отработанной жидкости (продукта) происходит через отводной патрубок 4, выполненный в крышке 2 корпуса 1. Таким образом, предлагаемый роторный аппарат позволяет значительно повысить эффективность диспергирования обрабатываемой жидкости. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3