Статический смеситель Советский патент 1983 года по МПК B01F5/06 

Изобретение относится к перемешиванию жидких сред, преимущественно вязких расплавов и растворов, а имен но к статическим смесителям. При движении вязких жидкостей в каналах центральные слои потока имеют гораздо большую скорость перемещения, чем пристеночные слои. При этом разное время пребывания частиц жидкости в канале вызывает изменение их свойств. Это явление особенно важно учитывать в условиях, когда жидкости быстро меняют свои свойства и когда к равномерности свойств получаемого продукта предъявляются осо бенно высокие требования. Именно такими жидкостями и являются расплавы волокнообразующих полимеров. Известны устройства в виде пробок со сквозными каналами. Они просты .в изготовлении и характеризуются достаточно высокой степенью перемешивания LIJ . Однако данные устройства создают сильное гидравлическое сопротивление движущемуся потоку и поэтому не применяются для вязких жидкостей таких, как расплавы полимеров. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является CTa тический смеситель, содержащий трубчатый корпус, в котором последовательно размещены смесительные элемен ты в виде пластины с криволинейной поверхностью, одна из кромок которой выполнена прямолинейной и размещена по диаметру корпуса |/Г). Известный смеситель прост в изготовлении, но имеет обширную застойную зону, в которой жидкость особен но вязкая может находиться длительное, время, изменяя свои свойства. Интенсивность перемешивания также остается низкой, так как жидкость лишь вытесняется из центральной зоны к стенкам и в Некоторой степени поворачивается вокруг оси канала. Цель изобретения - интенсификация перемешивания за смет ликвидации застойных зон. Поставленная цель достигается тем что в статическом смесителе, содержащем трубчатый корпус, в котором последовательно размещены смесительные элементы в виде пластины с криволинейной поверхностью, одна из кромок которой выполнена прямолинейной и размещена по диаметру корпуса, пластина выполнена гофрированной. 6 при этом оси гофр параллельны оси корпуса и высота их увеличивается в направлении от размещенной по диаметру кромки. На фиг. 1 изображен смесительный элемент-, в аксонометрии; на фиг.2 структура потока на входе..в смесительный элемент; на фиг. 3 то же, на выходе из смесительного элемента. Смеситель представляет собой несколько установленных в корпусе 1 смесительных элементов 2. Каждый смесительный элемент выполнен в виде тонкой гофрированной пластины, при этом оси гофр 3 параллельны оси корпуса и высота их увеличивается в направлении от размещенной по диаметру корпуса кромки k. Таким образом, на одном торце смесительного элемента 2 кромка 5 представляет собой волнистую линию, а на другом торце кромка выполнена прямолинейной и расположена вдоль диаметра корпуса 1. При этом в случае прямоугольного корпуса высота гофров 3 У одного торца выполняется одинаковой, а в случае круглого - уменьшающейся от середины к краям, В статическом смесителе каждый следующий смесительный элемент может быть повернут вокруг оси корпуса относительно предыдущего на 90°. Кроме того, смесительные элементы в канале могут быть обращены одноименными торцами в одну или в разные стороны. Взаимодействие жидкости со смесительным элементом происходит по-разному в зависимости от расположения элемента в канале, т.е. от того, каким из торцов он обращен к набегающему потоку. Так, если в рабочем положении смесительный элемент обращен к набегающему потоку прямолинейной кромкой , он работает следующим образом. Набегающий поток жидкости разделяется на два равных потока посредством кромки и при дальнейшем движении каждый из них разделяется на несколько (в зависимости от числа гофров) подпотоков. Каждый прдпоток устремляется в расширяющуюся впадину между выступами соседних гофров и на выходе преобразуется в плоскую струю (фиг. 3), т.е. поток жидкости разделяется на две равных части прямолинейной кромкой при входе в смесительный элемент (фиг.2), а при выходе имеет сложную структуру по всему

сечению канала (фиг.З) в виде нескольких параллельных друг другу плоских струй, которые расположёны перпендикулярно прямолинейной кромке. Таким образом, в результате взаимодействия потока со смесительным элементом поток многократно делится, отдельные его части, изменяя направление движения, распространяются по сечению канала. Характерно, что центральная часть потока вытесняется к периферии, что очень важно для усреднения свойств проходящей жидкости В случае, если смесительный элемент обращен к набегающему потоку волнистой кромкой 5, он разделяется на несколько параллельных струй (фиг. 3), которые сжимаются в продольном направлении и при выходе из смесительного элемента образуют два равных полукруглых потока (фиг. 2). Оба варианта практически равноценны по инjтенейвности перемешивания, но более предпочтительным является первый.

Изобретение, сохраняя положитель-, ные качества известного устройства (дешевизна и простота изготовления), превосходит его по интенсивности перемешивания жидкости и по качеству продукта за счет исключения застойных зон.

СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ, содержащий трубчатый корпус, в котором последовательно размещены смесительные элементы в виде пластины с криволинейной поверхностью, одна из кроМок которой выполнена прямолинейной и размещена по диаметру корпуса, о тличающийся тем, что, с целью интенсификации перемешивания за счет ликвидации застойных зон, пластина выполнена гофрированной, при этом оси гофр параллельны оси корпуса и высота их увеличивается в направлении от размещенной по диаметру кромки.

т

Фиг

Фиг.З