ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дегазация в горизонтальных роторных аппаратах из "Инженерные методы расчета процессов получения и переработки эластомеров" Горизонтальные роторные аппараты распространены меньше, чем вертикальные, однако в некоторых случаях их применение более целесообразно, так как они позволяют легко регулировать время пребывания жидкости в аппарате. [c.258] В роторных аппаратах вертикального типа жидкость движется сверху вниз под действием силы тяжести. Для обеспечения необходимого времени пребывания они имеют значительную высоту — 5—7 м. При такой высоте жидкость движется в режиме идеального вытеснения. Недостаток вертикальных аппаратов — трудность их обслуживания и ремонта для выемки ротора подъемным механизмом необходима свободная высота цеха до 7 м. [c.258] Аппараты горизонтального типа имеют меньшую длину — 2—3 м, более удобны в обслуживании и ремонте. Однако недостатком горизонтальных аппаратов является невозможность увеличения длины аппарата из-за прогиба ротора под действием силы тяжести. Кроме того, режим движения среды в горизонтальном аппарате близок к идеальному смешению. Этому способствует малая длина аппаратов, движение жидкости в виде деформируемых валиков и любые неточности в изготовлении корпуса и лопастей. [c.258] Горизонтальные аппараты, по сравнению с вертикальными, позволяют достигнуть любого времени пребывания жидкости (например, 1 ч). Они могут быть двух типов — с коническим корпусом и с цилиндрическим корпусом. Конические аппараты имеют угол конусности 2°, позволяющий использовать составляющую центробежной силы, направленную по образующей аппарата, для торможения или ускорения движения жидкости. Однако сложности изготовления конических аппаратов привели к разработке цилиндрических аппаратов, лишенных этого недостатка. Используются горизонтальные роторные аппараты в основном для предварительного концентрирования растворов полимеров. [c.258] Ротор аппарата состоит из вала, составных лопастей (обычно 6 штук) и дисков, связывающих лопасти с валом. Кромки лопастей расположены параллельно образующей корпуса и составляют с корпусом зазор 0,5—2,5 мм. В коническом аппарате кромки лопастей расположены также параллельно образующей конуса с постоянным зазором по всей длине корпуса. Среднее значение зазора в коническом аппарате равно 2 мм и регулируется путем перемещения ротора от 0,5 до 3,5 мм. Для увеличения количества раствора в зоне концентрирования устанавливается кольцо 6, которое выполняет роль переливного порога. [c.260] В коническом концентраторе регулировка зазора производится перемещением ротора в осевом направлении в ту или другую сторону на 25 мм от среднего положения, когда зазор составляет 2 мм. Угол конусности корпуса 2°. [c.260] Перемещение ротора осуществляется с помощью устройства, состоящего из винта с трапецеидальной резьбой, неподвижной гайки, прикрепленной к неподвижному корпусу подшипника, и подвижной подшипниковой опоры. Винт, вращаясь с помощью маховика в неподвижной гайке, получает осевое перемещение, которое через тяги передается подвижной подшипниковой опоре. Ротор перемещается вместе с подвижными подшипниковыми опорами и с торцовыми уплотнениями как единое целое. [c.260] Горизонтальный конический роторный аппарат используется в технологической схеме синтеза дивинил-стирольного термоэластопласта, содержащего 50 % стирола (ДСТ-50). После полимеризации и стабилизации раствора полимера проводится концентрирование раствора в роторном аппарате и выделение каучука на валковом дегазаторе. Процесс концентрирования идет при температуре 110°С и давлении 1 МПа. Концентрация полимера повышается с 15 до 30 % (масс.), т. е. в горизонтальном концентраторе удаляется около 60 % всего растворителя (толуола). [c.260] Для регулирования времени пребывания жидкости в горизонтальном роторном аппарате (рис. 6.27), как и в вертикальном, используется регулировочное кольцо. Кольцо может иметь прямоугольную или трапецеидальную форму в сечении. На рис. 6.27 изображено кольцо трапецеидальной формы. Оно выполняет роль порога, через который должна передаваться жидкость, находящаяся в валиках. Порог позволяет контролировать время пребывания жидкости независимо от ее вязкости и доли испарившегося продукта [30]. [c.260] Регулирование времени пребывания возможно также с помощью накладок, укрепляемых на лопастях ротора. Накладки могут иметь различную форму. Наиболее предпочтительны накладки с углом при вершине а — 30 45°. Высота накладок должна соответствовать высоте жидкостного валика. Максимальная высота накладок равна высоте (ширине) лопастей ротора. Накладки укрепляются на стороне лопасти, направленной в сторону вращения, и выполняют следующие роли предотвращают затекание жидкости в торцовую часть ротора в месте подачи раствора, служат для увеличения времени пребывания жидкости в аппарате, создают зону слива у выходного патрубка. [c.261] Кроме того, для регулирования времени пребывания можно использовать ротор с винтовыми лопастями. Винтовая лопасть оказывает на жидкость воздействие, направленное по оси аппарата. Если направление этого воздействия совпадает с направлением движения жидкости к выходному патрубку, время пребывания жидкости уменьшается. Если направление воздействия винтовой лопасти противоположно направлению движения жидкости, время пребывания жидкости в аппарате возрастает с одновременным увеличением площади сечения жидкостных валиков. Лопасти ротора могут иметь изгиб по винтовой поверхности на всей длине ротора или только на определенном участке. Изгиб участка лопасти около выходного патрубка с осевым усилием, вызывающим торможение жидкости, позволяет удерживать жидкость от входа в сепарационную зону. [c.261] Аналогичную роль выполняют отгибы на концах лопасти. В зоне выходного патрубка отгибы удерживают жидкость от перетока в сепарационную зону, а в зоне входного патрубка — от перетока к торцовой части ротора. Отгибы, как и накладки, являются элементами, выполняемыми на лопастях, и служат для той же цели, что и переливные кольца, устанавливаемые на корпусе аппарата. [c.261] Вывод из горизонтального аппарата маловязкой жидкости не представляет затруднений. Для вывода высоковязкой жидкости необходимо использовать специальные выгрузные устройства, которые выполняются в виде встроенного шестеренчатого насоса или в виде встроенного шнека. [c.261] Для уменьшения продольного перемешивания в горизонтальных аппаратах используются лопасти с отгибами. При отгибе элемента лопасти в ней появляются окно и перегородка. Перегородки позволяют разделить жидкостной валик, возникающий перед лопастью, на отдельные части. [c.262] Чаще всего аппарат имеет 4—6 лопастей. Окна в лопастях обычно делаются таким образом, что окна одной лопасти находятся по длине аппарата между окнами соседних лопастей. [c.262] При подаче жидкости в аппарат она распределяется в виде пленки по стенке аппарата и в виде жидкостных валиков, которые перемещаются лопастями. В цилиндрическом аппарате пленка жидкости не перемещается, а жидкость, находящаяся в валиках, благодаря возникновению градиента толщины валика перемещается вдоль лопасти. Так как перегородки на лопасти ограничивают переток валиков в сторону подачи жидкости, а окна, наоборот, создают возможность для перетока валиков, возникает движение жидкости в валиках, направленное вдоль аппарата в одну сторону. В результате этого режим движения жидкости приближается к режиму идеального вытеснения. [c.262] Роторные аппараты сложны и дороги в изготовлении. Корпус роторного аппарата необходимо растачивать по всей длине с учетом температурной деформации. Ротор аппарата требует динамической балансировки. Запуск ротора на холодном аппарате недопустим, так как это может вызвать дисбаланс и заклинивание ротора. Сложности изготовления ограничивают диаметр аппарата максимальный диаметр применяемых аппаратов — 1,2 м. [c.262] Это же выражение можно получить, если пренебречь изменением центробежной силы по толщине пленки. Из него следует, что по мере продвижения от большого диаметра к малому толщина пленки увеличивается. Например, при значениях диаметров аппарата Dj = 0,5 м, D.2 = 0,4 м и начальной толщине пленки = 2 мм из уравнения (6.67) получим = 2,5 мм. [c.263] Если жидкость движется от большого диаметра к малому, возникает градиент толщины пленки, имеющий противоположное направление градиенту толщины, вызванному центробежными силами. Наложение этих двух градиентов приводит к выравниванию толщины пленки по длине аппарата. По этой причине движение жидкости в конических горизонтальных аппаратах осуществляется от большого диаметра к малому. Рассмотренные закономерности больше относятся к жидкостным валикам, которые вращаются вместе с ротором. Пленка жидкости на стенке аппарата имеет вращательную скорость, несколько меньшую окружной скорости вращения ротора. [c.263] Направление осей координат для конического аппарата. [c.264] Вернуться к основной статье