Смесительное устройство Советский патент 1987 года по МПК B01F5/16 

Изобретение относится к устройствам открытого турбинного типа для перемеши- вания и диспергирования в системе жидкость - газ и жидкость - жидкость и может быть использовано в микробиологиче- ской, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности перемешивания и диспергирования

На фиг. 1 изображено устройство для перемешивания и диспергирования, продоль- ный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на :фиг. 1.

Смесительное устройство состоит из вертикального вала 1, на котором закреплена ступица 2, имеющая разделительный диск 3, на котором установлены радиальные лопатки 4, имеюш,ие высоту Ьд и частично выхо- дяш,ие за его плоскость. Лопатки 4 выполнены с пластинчатыми элементами 5 на свободном конце, размеш,енными по высоте лопатки, при этом смежные элементы высо- той hi отогнуты в плоскости вращения диска в противоположные стороны относительно плоскости лопатки. Ступица 2 крепится к валу 1 посредством гайки 6, крутящий момент с вала 1 на перемешивающее устройство передается шпонкой 7.

Смесительное устройство работает следующим образом.

Жидкая среда вместе с диспергируемым веществом, например газом, поступает на вход межлопаточного пространства перемешивающего устройства. При вращении перемешивающего устройства лопатки 4 взаимодействуют с жидкостью и дисперсной фазой и вследствие центробежной силы перемещают их в радиальном направлении, сообщая запас кинетической энергии. Таким образом, создаются циркуляционные по- токи жидкости и осуществляется перемешивание во всем объеме емкости. Выбирая высоту лопаток hj, достаточно больщой величины, можно обеспечить требуемое значение циркуляции и достичь тем самым ин- тенсивного перемешивания. Характерно, что выполнение лопаток с пластинчатыми элементами на свободном конце,размещенными по высоте лопатки и отогнутыми в плоскости вращения диска в противоположные стороны относительно плоскости лопатки, практически не изменяет значения осевой циркуляции, развиваемой мешалкой таких же размеров со- сплошными лопатками, так как суммарная высота пластинчатых элементов равна высоте лопатки hj,, и переход

от течения вдоль сплошной части лопатки к течению вдоль пластинчатых элементов носит плавный характер.

Пластинчатые элементы 5 делят поток жидкости, сходящий со сплошной части лопатки 4, на ряд потоков меньшего диаметра по числу пластинчатых элементов. При этом масщтаб движения и его характеристики в зоне действия пластинчатых элементов определяются их геометрическими размерами. Для относительной локальной интенсивности турбулентности С правомерно ввести значение hi:C- rf-r где dw - диаметр мещалки.

Так как hiChj,, в предлагаемом устройстве удается достичь высоких значений локальной турбулентности в зоне мещ алки. Поскольку высота пластинчатых элементов 5 hi незначительная, ими генерируются турбулентные пульсации с масштабом, соизмеримым с размером дисперсной фазы и, таким образом, происходит ее эффективное дробление.

Таким образом, при работе предлагаемого устройства достигается как высокая степень диспергирования в локальной зоне мешалки, так и интенсивная циркуляция жидкости, исключающая нежелательные явления сегрегации и различия в размерах дисперсной фазы.

Предлагаемое устройство позволяет достигнуть одновременно двух показателей - интенсивного перемешивания и диспергирования и обеспечения тем самым высокого качества диспергирования и повышения скорости массопереноса, низкую энергоемкость, так как энергия к дисперсной фазе подводится в оптимальной области масщтабов турбулентных пульсаций.

Формула изобретения

1.Смесительное устройство, содержащее вертикальный вращающийся вал с диском, на периферии которого размещены лопатки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания и диспергирования, лопатки выполнены с пластинчатыми элементами на свободном конце, размещенными по высоте лопатки, при этом смежные элементы отогнуты в плоскости вращения диска в противоположные стороны относительно плоскости лопатки.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что число пластинчатых элементов больше или равно двум.

1

А

Фиг.

Я-/1

Составитель В. Зенков

Редактор И. ГорнаяТехред И. ВересКорректор А. Тяско

Заказ 1829/7Тираж 566Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-нолиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

Изобретение относится к смесительным устройствам и позволяет повысить эффективность перемешивания и диспергирования за счет создания мелкомасштабных турбулентных пульсаций и интенсивной циркуляции. Устройство содержит вертикальный врашающийся вал с диском, по периферии которого размещены радиальные лопатки. Лопатки выполнены с пластинчатыми элементами на свободном конце, размешенными по высоте лопатки, при этом смежные элементы отогнуты в плоскости врашения диска в противоположные стороны относительно плоскости лопатки. При работе устройства отогнутые пластинчатые элементы диспергируют газ в жидкость и, так как суммарная высота элементов равна высоте лопатки, одновременно достигается интенсивная циркуляция. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с о