Реактор-смеситель Советский патент 1984 года по МПК B01J19/18 B01F13/10 

2. Реактор-смеситель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью измельчения комков порошкообразных компонентов, направляющий цилиндр снабжен скребком, закрепленным над подпорным элементом на приводном валу, при этом подпорньоЧ элемент выполнен в виде перфо-рированной горизонтальной пластины.

1

Изобретение относится к реакционному и смесительному оборудованию для вязких жидкостей и суспендированных систем и может быть использовано как для приготовления эмульсий, суспензий, так и растворов вязких продуктов и, кроме того, для реакционных процессов, сопровождающихся вьщелением или поглощением тепла, например для получения жидких и пастообразных моющих средств, или для процесса фосфорилирования высших жирных спиртов фосфорным ангидридом, а также для приготовления цеолитов по непрерывной технологии.

Известен реактор, снабженный центральной циркуляционной трубой, внутри которой установлена шнековая мешалка |1 1.

Недостаток этого реактора состоит в том, что за один проход не достигается полного смешения. При перемешивании жидких, пастообразных или сыпучих компонентов, способных комковаться при попадании в жидкость или содержащих комки, механическое разрушение последних достигается путем длительного и интенсивного перемешивания.

Известен реактор-смеситель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, центральньй направляющий цилиндр с теплообменной рубашкой, установленньй коаксиально в корпусе, приводной вал, расположенный по оси корпуса, шнек, закрепленный на валу внутри направляющего цилиндра, подпорный элемент, размещенный соосно под нижним торцом направляющего цилиндра, и штуцеры ввода и вывода компонентов 2.

Однако в известном реакторе при использовании его для экзбтермических процессов невозможно обеспечить достаточный отвод тепла, так как

нельзя регулировать поверхность теплообмена. При гомогенизации любой системы требуется увеличение времени перемешивания в 2-3 раза. Цель изобретения - интенсификация процессов гомогенизации обрабатываемых сред путем регулирования теплообмена, а также измельчение комков порошкообразных компонентов.

Поставленная цель достигается тем.

что в реакторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, центральньй направляющий цилиндр с теплообменной рубашкой, установленный коаксиально в корпусе, приводной вал, расположенный по оси корпуса, шнек, закрепленный на валу внутри направляющего цилиндра, подпорньй элемент, размещенньй сойсно под нижним торцом

направляющего цилиндра, и штуцеры ввода и вывода перемешиваемых сред, направляющий цилиндр установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении.

Кроме того, направляющий цилиндр снабжен скребком, закрепленным над подпорным элементом на приводном валу, при этом подпорньй элемент выполнен в виде перфорированной горизонтальной пластины.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемьй реактор-смеситель, общий вид, на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Аппарат включает Kopiiyc 1 с теплообменной рубашкой 2, 3, на которой установлен электропривод с редуктором 4 для вращения перемешивающего устройства, состоящего из шнека 5 и якорной мещалки 6. На крышке аппарата расположены фланцы 7, на них крепятся штурвалы 8 для подъема и опускания центрального направляющего цилиндра 9 или прижимные элементы 3 с кулачками (не показано) для органи зации возвратно-поступательных перемещений вдоль оси. Центральный направляющий цилиндр предназначен для снятия тепла экзотермической реакции или наоборот для подогрева в эндотермических процессах, а также организации необходи мых перемещений потоков. Охлаждающая вода подается по труб ке 10 в нижнюю часть направляющего цилиндра, а выводится через трубку 1 К трубкам подводится вода по гибким шлангам 12. С помощью труб при вращении одновременно обоих штурвалов направляющи цилиндр опускается или поднимается за счет резьбы, которая имеется на внешней стороне труб, через них цилиндру сообщаются возвратно-поступательные движения. Чтобы направляющий цилиндр во время работы не проворачи вался, пpeдyc oтpeнa направляющая рейка 13, которая вместе с направляющим цилиндром перемещается вверх и вниз по пазу 14 в направляющих сегментах 15, которые крепятся к корпусу пластинами 16. Вал мешалки 17 опи рается на подшипник 18. Штуцерь: 19 и 20 предназначены для ввода жид.ких или сыпучих компонентов, которые по наклонным трубопроводам 21 поступают в центральньй направляющий цилиндр. На общем валу направляющего цилиндра установлен скребок 22, предназ11аче 1ный для разрушения комков на подпорном элементе - перфорированной пластине 23, в случае их образования при перемешивании жидких и сыпучих KOMnoHeHTQB. Скребок опускается вместе с направляющим цилиндром за счет собственного веса по пазу 24, Через штуцер 25 происходит непрерывньй слив (при непрерывной работе) готового продукта. В этом случае верхний торец направляющего цилиндра должен находиться выше ншкнего края штуцера. Штуцер 26 предназначен для окончательного слива из аппарата в случае его опорожнения и для слива готового продукта при работе в перио дическом режиме. Штуцеры 27 и 28 предназначены для ввода и вывода хладагента из рубашки. Реактор-смеситель может работать как в непрерьшном, так и в пе риодическом режимах. В обоих случаях .центральный направляющий цилиндр 791 ;4 играет роль направляющего аппарата и тегшообменного элемента. Предлагаеь ый реактор-смеситель в непрерывном режиме работает следуюЕщм образом. Жидкие вязкие или жидкие и сыпучие компоненты поступают через штуцеры 19 и 20 по наклонным трубам 21 в центральный направляющий цилиндр 9. Для эффективного и полного перемешивания компонентов центральный направляющий цилиндр должен находиться в верхнем положении, чтобы избежать попадания неперемешанных продуктов в периферийную полость. При вращении шнека 5 происходит одновременно перемешивание и зытеснение композиции вниз в центральном направляющем цилиндре, затем происходит дополнительное перемешива П1е лопастями якорной мешалки в наружной полости. Перемещение лсидкости снизу вверх с одновремеьным пepe eшивaниeм в радиальном направлении происходит путем статического и д 1намического напоров из аправляю1цего цилиндра. Кроме того, якорная мешалка очгщает стенки и днище аппарата, благодаря чему улучИ1ается теплообмен и предотвращаются местные перегревы перемешиваемых веществ. При перемешивании маловязких композиций для интенсификации процесса конструкция шнековой мешалки позволяет использовать гравитационные силы, т.е. изменяется направление вращения для того, чтобы шнек 5 перемешггл жидкость снизу вверх. При работе с маловязкими жидкостями на низких оборотах (60-90 об/мин) выталкивающий эффект незначителен, и при непрерывной подаче компонентов уровен1 жидкости в направляющем цилиндре несколько превьпиает периферий.ыГ:, поэтому из-за веса столба происходит ее вытеснение в зону, где перемешивание осуществляется якорной мешалкой. В самом направляющем цилиндре в этом случае взаимодействуют не только радиальные и осевые составляющие потоков, но и гравитационные о Такое взаимодействие способствует интенсификации процесса смешения. При непрерывной работе возвратнопоступательное перемещение достигается тем, что между штурвалами 8 и фланцами 7 устанавливаются пружины, трубы соединены перекладинами, а к