ЕМКОСТНОЙ АППАРАТ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ Российский патент 2009 года по МПК B01F7/16 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и может быть использовано в химической и целлюлозно-бумажной промышленности для приготовления однородных суспензий.

Известен гидроразбиватель для обработки суспензии высокой концентрации [Авт. св. №1602908, МКИ 7 D21В 1/34, опубл. 30.10.90, бюл. №40]. С целью увеличения производительности при работе с волокнистой массой высокой концентрации устройство для регулирования зазора размещено между ротором и его приводным валом и выполнено в виде эксцентрика, закрепленного на приводном валу, и промежуточного вала, один конец которого закреплен на роторе, а другой установлен с возможностью контактирования с эксцентриком.

Однако указанное устройство обладает недостаточно высокой эффективностью при перемешивании волокнистой массы в силу следующих причин:

1) интенсивная циркуляция волокнистой массы с находящимся в ней роспускаемым материалом имеет место в горизонтальной плоскости в пространстве, ограниченном прироторной областью. В оставшемся объеме гидроразбивателя по вертикали имеет место случайный характер движения волокнистой массы, что исключает в ванне вероятность организации гидродинамической картины работы аппарата с требуемой степенью циркуляции;

2) конструкция гидроразбивателя не позволяет кардинально оказывать посредством регулировки ее отдельных элементов влияние на движение волокнистой массы в ванне с целью достижения в минимальный промежуток времени одинаковой концентрации в любой произвольно наперед выбранной точке рабочего пространства аппарата.

Известно устройство для перемешивания суспензий, содержащее вертикальную емкость, перемешивающий орган в виде шнека, один конец которого шарнирно связан с приводом вращения [Авт. св. №1574259, МКИ В01F 7/24, опубл. 30.06.90, бюл. №24].

Недостатками данного устройства является то, что в нем для перемешивания используется шнек цилиндрического типа, что естественным образом изменяет его воздействие на движущийся вниз поток волокнистой массы при возрастающей глубине ванны вертикальной емкости аппарата. В свою очередь, в результате взаимодействия потока, сходящего со шнека, с большим запасом кинетической энергии с восходящим потоком с меньшей энергией в пристенной области аппарата имеет место существенное видоизменение гидродинамики движения волокнистой суспензии, снижающее эффективность эксплуатации устройства для перемешивания.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является емкостной аппарат непрерывного действия (RU №2235584, МКИ 7 В 01 F 7/16), имеющий корпус, выполненный из двух частей, причем верхняя часть представляет собой тело вращения с образующей дугой радиуса, равного диаметру ротора, а сопрягаемая с ней симметрично нижняя часть - в виде нижнего участка параболы вида х²=2Ру, загрузочное устройство целлюлозы, перемешивающее устройство в виде ротора шнекового типа с приводом.

Недостатком данной конструкции является низкая интенсивность роспуска материалов ввиду слабой эффективной организации потока в прироторной области и недостаточной гомогенностью приготовляемой волокнистой суспензии в полости аппарата.

Изобретение решает следующие задачи: увеличение производительности и повышение качественных показателей обрабатываемой суспензии, что обеспечивает улучшение качества готового продукта.

Технический результат заключается в повышении КПД за счет снижения затрат на единицу выпускаемой продукции.

К рабочей части корпуса аппарата прикреплены направляющие планки, состоящие из двух блоков, причем нижний блок установлен стационарно, а верхний - с возможностью изменения профилирующей формы путем изгиба планок по их длине в вертикальной плоскости, что позволяет интенсифицировать процесс приготовления гомогенной массы и уменьшить силы трения.

Указанный технический результат достигается тем, что в емкостном аппарате непрерывного действия, включающем загрузочное устройство целлюлозы, перемешивающее устройство в виде ротора шнекового типа с приводом, корпус, причем верхняя часть представляет собой тело вращения с образующей дугой радиуса, равного диаметру ротора, а сопрягаемая с ней симметрично нижняя часть - в виде нижнего участка параболы вида х²=2Ру, согласно изобретению к рабочей части корпуса прикреплены направляющие планки, причем направляющие планки состоят из двух блоков: верхний - с возможностью изменения профилирующей формы путем изгиба планок по их длине в вертикальной плоскости, а нижний - установлен стационарно.

На фиг.1 изображен емкостной аппарат непрерывного действия; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.1.

Емкостной аппарат непрерывного действия имеет корпус 1, в котором в нижней его части по оси установлен ротор шнекового типа 2. Ротор 2 крепится на вертикальном валу 3, который посредством ременной передачи, с помощью шкива 4, приводится в движение от электродвигателя постоянного тока (на чертеже не указан). Крепление вертикального вала 3 выполнено в подшипниковом узле 5. К основанию ротора шнекового типа 2 примыкает с зазором перфорированное ложное дно 6.

Для отвода получаемой в аппарате суспензии корпус под ложным дном имеет два патрубка 7. Сверху корпус снабжен люком для загрузки целлюлозы 8 с патрубком для подачи жидкости 9. Изнутри под загрузочным люком установлен кольцевой ороситель 10.

Корпус аппарата 1 в верхней его части представляет собой тело вращения с образующей дугой радиуса, равного диаметру ротора, а сопрягаемая с ней симметрично нижняя часть - в виде нижнего участка параболы вида х²=2Ру. Внутри к нему прикреплены направляющие планки 11, состоящие из двух блоков 12 и 13. Блок направляющих планок 12 в нижней части корпуса установлен стационарно (фиг.3), а блок направляющих планок 13 в верхней части корпуса выполнен с возможностью изменения профилирующей формы путем изгиба планок по их длине в вертикальной плоскости (фиг.2).

Емкостной аппарат непрерывного действия работает следующим образом.

В корпус аппарата 1 предварительно подводится подача жидкости через кольцевой ороситель 10 до уровня шнекового ротора 2, отводящие патрубки 7 при этом закрыты. Затем производится включение электродвигателя постоянного тока и посредством ременной передачи вертикальный вал 3 с ротором 2 получает вращение.

После запуска аппарата в работу производится одновременно подача жидкости через ороситель 10 и целлюлозы через центральный люк 8.

Количество загружаемого сырья определяется выбранным модулем ванны. В зависимости от качества получаемой целлюлозы экспериментально подбирается количество оборотов ротора шнекового типа. Затем открываются отводящие патрубки 7 для выпуска получаемой волокнистой смеси.

Целлюлоза, попадая через люк для загрузки 8 в аппарат, смачивается смесью из оросителя 10 и затягивается в воронку, образованную ротором в смеси. Целлюлоза за счет интенсивного механического воздействия о тело и лопасти ротора шнекового типа 2 и гидродинамических воздействий потоков высокой турбулентности в вертикальном зазоре ротор - корпус аппарата эффективно роспускается.

Потоки волокнистой суспензии, выходящие с ротора 2, затем формируются нижней частью корпуса, выполненной по параболической кривой. Дальнейшее движение волокнистой суспензии происходит в условиях воздействия гидродинамической решетки, образованной дугообразным корпусом аппарата 1 и стационарно установленным нижним блоком направляющих планок 12 (фиг.3).

Организованные таким образом потоки волокнистой суспензии впоследствии входят в зону, определяемую верхним блоком направляющих планок 13 (фиг.2), где при необходимости динамическая корректировка их направления движения реализуется изменением профилирующей формы верхней части планок путем изгиба на требуемый угол в вертикальной плоскости.

Откорректированные таким образом по направлению и скорости потоки волокнистой суспензии по кратчайшему пути направляются в затягивающую воронку, образующуюся при вращении ротора шнекового типа 2.

Получаемая волокнистая целлюлозная суспензия проходит через перфорированное ложное дно 6, а затем через отводящие патрубки 7 направляется для дальнейшей обработки.

В предлагаемом аппарате имеет место интенсификация технологического процесса приготовления гомогенной волокнистой или волокнисто-порошковой массы за счет увеличения степени циркуляции волокнистой суспензии в проточной рабочей полости емкостного аппарата непрерывного действия.

Кроме этого, в предлагаемом аппарате значительно снижаются непроизводительные энергетические потери благодаря уменьшению сил трения за счет исключения или существенного снижения эффекта отрывности потока от корпуса аппарата и направляющих планок посредством изменения профилирующей формы путем изгиба по их длине в вертикальной плоскости.

Предлагаемая конструкция емкостного аппарата позволяет значительно снизить объемы волокнистой суспензии транспортируемой в рабочей проточной полости на горизонтальных подуровнях посредством регулируемого гидродинамического замыкания в меридиональной плоскости цепи ротор - дугообразный корпус - стационарные и регулируемые направляющие планки - ротор.

Производительность предлагаемого емкостного аппарата при достижении одинакового количества нероспущенного остатка за счет уменьшения времени обработки исходных продуктов увеличилась в среднем на 15-20% (см.таблицу), причем удельные затраты энергии снизились на 20%.

Результаты обработки волокнистых материалов в емкостных аппаратах различной конструкции.Вид аппаратаПервая партия, минВторая партия, минТретья партия, минСреднее значение, минБазовый аппарат78108,3Предлагаемый аппарат4354

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и может быть использовано в химической и целлюлозно-бумажной промышленности для приготовления однородных суспензий. Аппарат содержит загрузочное устройство целлюлозы, перемешивающее устройство с приводом. К рабочей части корпуса аппарата прикреплены направляющие планки. Верхняя часть корпуса аппарата представляет собой тело вращения с образующей дугой радиуса, равного диаметру ротора, а сопрягаемая с ней симметрично нижняя часть - тело вращения с образующей в виде отрезка параболы вида х²=2Ру. Направляющие планки в верхней части выполнены с возможностью изменения профилирующей формы путем изгиба планок по их длине в вертикальной плоскости. Технический результат заключается в увеличении производительности и повышении качества готового продукта. 3 ил., 1 табл.

Емкостной аппарат непрерывного действия для перемешивания, включающий загрузочное устройство целлюлозы, перемешивающее устройство в виде ротора шнекового типа с приводом, корпус, выполненный из двух частей, причем верхняя часть представляет тело вращения с образующей дугой радиуса, равного диаметру ротора, а сопрягаемая с ней симметрично нижняя часть - тело вращения с образующей в виде отрезка параболы вида: х²=2Ру, направляющие планки, отличающийся тем, что направляющие планки выполнены из двух блоков, причем нижний блок установлен стационарно, а верхний - с возможностью изменения профилирующей формы путем изгиба планок по их длине в вертикальной плоскости.