Гидродинамическая роторная мешалка Советский патент 1984 года по МПК B01F7/26 

Изобретение относится к перемешивающим устройствам для химической и химикофотографической промышленности, в частности, для процесса получения светочувствительных эмульсий, и может быть также использовано в других отраслях промышленности, например пиш,евой. Известна турбинная мешалка, содержащая два ряда лопаток, наклонно установленных по обе стороны разделительного диска 1. Однако наличие разделительного диска не позволяет ПОВЬЕСИТЬ интенсивность перемешивания взаимодействием двух движущихся к турбинной мешалке потоков. Известна также гидродинамическая моторная мешалка, содержащая вал, на котором закреплен ротор, выполненный из двух рядов, наклонных лопаток с противоположным углом наклона, и охватывающий его статор 2. Известная мешалка требует частоты вращения, потребляя при работе значительную моншость, имеет малую интенсивность перемешивания из-за низкой .турбулентности сталкивающихся потоков в активной зоне ротора. Работа мешалки сопровождается образованием пены и пузырьков воздуха, отрицательно влияющим на качество получаемого продукта. Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания, уменьшение потребляемой мощности и повышение качества получаемого продукта. Поставленная цель достигается тем, что в гидродинамической роторной мешалке, содержащей вал, на котором закреплен ротор, вьЕполненный из двух рядов наклонных лопаток с противоположным углом наклона, и охватывающий его статор, ротор дополнительно снабжен радиальными лопатками, ряды которых размещены между рядами наклонных лопаток, при этом горизонтальные кромки лопаток соседних рядов смещены одни относительно других. Кроме того, количество радиальных лопаток в ряду равно (1-10);/п„, где количество наклонных лопаток в ряду, а ширина радиальной лопатки равна (0,05- 0,85)d, где d - диаметр ротора. Наличие радиально установленных лопаток повышает степень турбулентности в движущихся потоках и интенсивность процесса вихревой диффузии, способствует появлению и развитию явления кавитации в активной зоне ротора, т. е. в пространстве, описываемом вращающейся мешалкой. Наибольшая степень турбулентности достигается путем многократного разделения и слияния потоков. Интенсивность диффузии определяется турбулентностью потоков. Наряду с турбулентностью и диффузией проявляется явление кавитации, возникающее при обтекании потоками радиальных лопаток. Достигнутое кавитационное течение в обрабатываемой среде при перемешивании значительно снижает сопротивление вращению ротора .мешалки, следовательно, потребляемую мощность. Устройство позволяет с повышение.м интенсивности процесса перемешивания уменьшить частоту вращения ротора и снизить потребляемую мощность привода мещалки, достигнуть эффективного перемешивания без образования пены и пузырьков воздуха.. На черте ;.е изображена гидродинамическая роторная мещалка, общий вид. Мешалка содержит статор 1 с радиально установленными пластинами. Статор прикреплен к плите 2 стойками 3. На одном конце вертикального вала 4 укреплен шкив 5, на другом - ротор, выполненный из нескольких рядов лопаток. Между ряда.ми 6 и 7 наклонных лопаток расположены три ряда 8, 9 и 10 радиальных лопаток. Угол, образованный рядами 6 и 7 установленных по краям ротора наклонных лопаток, направлен в сторону вращения. Количество радиально установленных и наклонных лопаток в каждом ряду 6-10 равно межд собой. Ширина радиально установленной лопатки каждого ряда 8-10 равна (0,05- 0,85) d, где d - диаметр ротора. Горизонтальные кромки соседних рядов лопаток, как радиальных так и наклонных, смещены относительно друг друга. Величина с.мещения составляет 1/2 шага ротора. Гидродинамическая роторная .мешалка работает следующим образом. Обрабатываемая среда, например водная светочувствительная эмульсия, в результате вращения ротора всасывается верхним рядом 6 наклонных лопаток вниз, а нижни.м рядом 7 наклонных лопаток вверх. При этом всасываемая водная светочувствительная эмульсияразбивается на отдельные движущиеся в осевом направлении потоки. Каждый из потоков, проходя в пространстве между двумя наклонными лопатками рядов 6 и 7, встречает на своем пути смешенные горизонтальные кромки радиальных лопаток рядов 8 и 10 и разделяется на два потока. Вновь образованные потоки в пространстве между радиальными лопатками сливаются и образуют новые потоки, каждый из которых, встретив на своем пути смещенные горизонтальные кромки радиальных лопаток ряда 9, снова разделяется на два потока. В средней части ротора движущиеся потоки сталкиваются .между собой. Таким образом, многократное разделение и слияние потоков повышает степень турбулентности в а(тивной зоне ротора и способствует увеличению интенсивности про1076135

34

цесса вихревой диффузии, вызванной вра-Использование предлагаемой мешалки

щением и перемещением обрабатываемойв производстве светочувствительных эмульсреды в радиальном направлении. Повышен-сии позволяет уменьшить потребляемую

ная интенсивность процесса вихревой диф-мошность на 44%, сократить время прифузии в активной зоне ротора находит бо-готовления водной светочувствительной

лее высокую степень развития в кольце-5 эмульсии примерно на 25%, улучшить разревом зазоре между ротором и статором зашающую способность на 8% и характеристисчет пульсационных явлений, воздействияческую вязкость на 33% за счет интенсивысоких градиентов скорости и гидродина-фикации процесса перемешивания и- исклюмических срезывающих усилий.чения образования пены.

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ РОТОРНАЯ МЕШАЛКА, содержащая вал, на котором закреплен ротор, выполненный из двух рядов наклонных лопаток с противоположным углом наклона, и охватывающий его статор, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания, уменьшения потребляемой мощности и повышения качества получаемого продукта, ротор дополнительно снабжен радиальными лопатками, ряды которых размещены между рядами наклонных лопаток, при этом горизонтальные кромки лопаток соседних рядов смещены одни относительно других. 2.Мешалка по п. 1, отличающаяся тем, что количество радиальных лопаток в ряду равно