МЕШАЛКА-ДИСПЕРГАТОР Российский патент 1995 года по МПК B01F7/18 

Изобретение относится к устройствам для диспергирования и смешения гомогенных и гетерогенных систем и может быть использовано в химической промышленности, пищевой, лакокрасочной, в промышленности строительных материалов, в других отраслях.

Известна мешалка, содержащая корпус в виде перевернутого стакана с вертикальной винтовой мешалкой, расположенной в циркуляционной трубе с перепускными окнами в верхней части, имеющей высоту, большую высоты корпуса.

Недостатком устройства является его невысокая производительность.

Задача изобретения универсальность применения, увеличение производительности, снижение энергетических затрат при перемешивании и диспергировании.

Сущность изобретения заключается в том, что высокоскоростная мешалка, играющая в данном случае роль насоса, направляет поток жидкой смеси по циркуляционной трубе на фрезу (фрезы), затем отбойное устройство и через верхние пропускные окна на внутреннюю поверхность корпуса. Открытый нижним торец корпуса позволяет вернуть поток смеси в емкость, в которой происходит перемешивание (диспергирование) жидкой смеси. Таким образом происходит непрерывная циркуляция потока.

Наличие вращающейся фрезы, имеющей сквозные отверстия и зубцы по краю, позволяют производить дополнительное дробление жидкой смеси. Зубцы по краю с углом наклона зубца к оси вала 10-90^о выполняют роль диспергирующего элемента и дополнительно служат для увеличения скорости потока при прохождении через фрезу. Указанные пределы угла наклона наиболее эффективны.

Диск с отверстиями за счет расположения его на фрезе, т.е. минимального расстояния между ними и разности их вращения, позволяет увеличить степень диспергирования. Процесс зависит от веса диска и давления жидкой смеси на его поверхность.

Наличие в нижней части циркуляционной трубы перепускных окон и меньшей длины корпуса по отношению к циркуляционной трубе обеспечивает захват жидкой смеси винтом, например, при размещении мешалки-диспергатора на дне емкости.

Степень и интенсивность диспергирования гомогенных и гетерогенных смесей повышается за счет одновременного использования двух процессов: интенсивного циркуляционного перемешивания и механического дробления частиц.

В случае применения мешалки-диспергатора для перемешивания и диспергирования гомогенных смесей мешалка может быть выполнена в упрощенном варианте с расположением на валу только одного винта и одной фрезы.

Совокупность вышеописанных элементов позволяют более универсально применять мешалку-диспергатор, увеличить ее производительность и улучшить качество продукта снизить энергозатраты. Снижение энергозатрат происходит за счет последовательного расположения на валу винта и диспергирующих элементов, помещенных в циркуляционную трубу.

На фиг.1 изображена схема мешалки-диспергатора; на фиг.2 вариант технической реализации отбойного устройства в виде прямого усеченного корпуса; на фиг.3 и 4 вариант фрезы; на фиг.5 вариант расположения винта и фрез.

Мешалка-диспергатор (фиг.1) содержит корпус 1 с открытым нижним торцом, вал 2 с винтовой мешалкой 3, циркуляционную трубу 4 с перепускными окнами 5 и 6 в верхней и нижней частях. Мешалка соединяется с электродвигателем 7. На валу 2 закреплены мешалка 3, фреза 8, диск с отверстиями 9 или набор винтов и фрез. Отбойное устройство 10 установлено в верхней части циркуляционной трубы 4 соосно части корпуса 1 и закреплено с помощью сварки крепежных винтов, клея и пр. Отбойное устройство выполнено в виде усеченного прямого конуса, вершина которого направлена к мешалке 3.

Мешалка-диспергатор работает следующим образом. Мешалку-диспергатор погружают в емкость с жидкой смесью.

При этом она может быть целиком погружена в нее (в случае выполнения герметичного привода вместе с приводом). При вращении винта 3 жидкая смесь направляется ввеpх по циркуляционной трубе 4 интенсивным потоком. Смесь поступает последовательно на фрезу, поверхность отражателя и через перепускные окна 5 на внутреннюю стенку корпуса 1, где частицы интенсивно диспергируются и перемешиваются. Для интенсификации диспергирования на валу могут быть расположены несколько фрез и винтов, а на фрезах диск с отверстиями без крепления на валу.

При работе мешалку-диспергатор можно перемещать по всему объему емкости со смесью, что уменьшает объем застойных зон. Перемещение мешалки-диспергатора в емкости можно осуществлять с помощью штанги. Провода для подвода питания при этом могут быть расположены в штанге, что улучшает условия эксплуатации. Возможен и стационарный вариант выполнения мешалки-диспергатора, например, для изготовления эмульсий, лаков, лакокрасочных материалов, коктейлей и пр. При этом мешалка-диспергатор может быть помещена в емкость как открытого, так и закрытого типа. В случае применения в открытой емкости корпус мешалки-диспергатора направляет поток жидкой смеси вниз емкости и разбрызгивание (выбрасывание) смеси вне емкости исключается.

В результате применения предлагаемой мешалки-диспергатора увеличивается интенсивность диспергирования и снижаются энергетические затраты при диспергировании и перемешивании, увеличивается производительность. Выполнение мешалки-диспергатора вертикального типа с корпусом, имеющим нижний открытый торец, что позволяет помещать ее в резервуары различного типа (бидоны, кастрюли, стаканы, емкости различной конфигурации) для диспергирования находящихся в них гетерогенных и гомогенных систем, что расширяет универсальность применения.

Снижение энергетических затрат возможно за счет сокращения времени диспергирования и перемешивания жидких систем до заданной консистенции, а также сочетания в одном аппарате функций насоса (винт направляет поток жидкой смеси вверх по циркуляционной трубе) и диспергатора с использованием одного двигателя.

Использование изобретения: химическая промышленность, пищевая, лакокрасочная промышленность строительных материалов и др. Мешалка диспергатор содержит корпус в виде перевернутого стакана с вертикальной винтовой мешалкой, расположенной в циркуляционной трубе с перепускными окнами в верхней части, имеющей высоту, большую высоты корпуса. На валу мешалки закреплена фреза со сквозными отверстиями и зубцами по краю, имеющими угол наклона к оси вала 10 90°С. В верхней части трубы отбойным устройством на котором закреплен стакан. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. МЕШАЛКА-ДИСПЕРГАТОР, содержащая корпус в виде перевернутого стакана с вертикальной винтовой мешалкой, расположенной в циркуляционной трубе с перепускными окнами в верхней части, имеющей высоту, большую высоты корпуса, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере одной закрепленной на валу фрезой со сквозными отверстиями и зубцами по краю, имеющими угол наклона к оси вала 10 90^o, и расположенным в верхней части трубы отбойным устройством, на котором закреплен стакан. 2. Мешалка-диспергатор по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными винтовыми мешалками и фрезами, расположенными последовательно на валу. 3. Мешалка-диспергатор по п. 2, отличающаяся тем, что фрезы снабжены расположенными на них дисками с отверстиями.