Аппарат для перемешивания многофазных сред Советский патент 1988 года по МПК B01F7/30 

tt

О1 ts9

I Изобретение относится к химичес- ой технологии, предназначается для 1|1нтенсификации массообмена процессов 1 жидких средах и может быть исполь- ; овано в различных отраслях промышт jjieHHocTH: химической, иефтеперераба- т ыванлцей, угольной, пищевой, микробиологической, фармацевтической и Лругих в качестве смесителя для химического реактора.

Известно устройство для перемешивания, состоящее из корпуса, вала

мешалкой, соединенного с приводом, п|реобразующим равномерное вращение во вращение с внутрицикловым измене- лем угловой скорости, и двигателя 1

Интенсивность массообмена между ф азами в объеме данного аппарата рез

Kb возрастает, так как вращение мешалки происходит с непрерывно изме- нлющейся скоростью. При таком режиме тзердые частии г, обладающие большей и; тенсивностью, чем жидкость, отстают от„жидкости в случае увеличения ciropocTH вращения мешалки и, наоборот, обгоняют жидкость в случае умень ш{1ния скорости вращения, В результате возникает существенная разница м€:жду скоростями твердых и жидких час тид, которая в случае вращения с постоянной угловой скоростью незначительна. Отмеченное различие скоростей приводит к заметной интенсификации процесса массообмена. Кроме того, непрерывное изменение скорости вращени|я мешалки приводит к существенному ув|8личению энергии турбулентных пуль- , а также препятствует образований воронки на поверхности жидкости. Однако использовать данное устройст- во для перемешивания больших объемов нецелесообразно, так как в этом случай необходимо увеличить радиус ме- шарки, что, в свою очередь, приводит к резкому увеличению потребляемой мо)ности (мощность увеличивается про- по.|)ционально пятой степени радиуса). Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для перемешивания многофазных сред, содержащий корпус с срьткой, патрубки, загрузки и вы- гр:|гзки и приводной вал, соединенный пофредством планетарной передачи с валками мешалок, размещенных по пери- фе1|)ии корпуса, при работе которого реагенты через патрубки загрузки вводят Вааппарат, двигатель с помощью привода приводит в движение мешалки.

0

5

0

5 5 0 0 5

45

которые вращаются с постоянной угловой скоростью вокруг своей оси и движутся по кругу также с постоянной скоростью 2.

Однако для известного аппарата характерны недостаточная турбулизация потока и недостаточно высокая интенсивность процесса перемешивания.

Целью изобретения является интенсификация процессов перемешивания путем создания непрерывного изменения угловой скорости.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем корпус с крьшзкой, патрубки загрузки и выгрузки, приводной вал, соединенный посредством планетарной передачи с валами мешалок, размещенных по периферии корпуса, планетарная передача выполнена в виде закрепленного на приводном валу входного поводка с шатунами, соединенными посредством кривошипов с сателлитами, кинематически связанными с неподвижным зубчатым колесом и выходным поводком, в опорах которого расположены валы сателлитов, жестко соединенные с валами периферийных мешалок.

Таким образом, в аппарате создаётся круговое движение мешалок, причем мешалки движутся по кругу с внутри- цикловым непрерывным изменением угловой скорости, что создает дополнительную турбулизацию с преобладанием крупномасштабных пульсаций скорости и ускоряет выравнивание концентрации во всем объеме. Кроме того, двигаясь по кругу, меш-алки периодически бывают в каждой точке потока, они вращаются вокруг своей оси также с непрерывным внутрицикловьм изменением угловой скорости, что еще боль- ше турбулизируёт поток.

На чертеже приведена кинематическая схема аппарата для перемешивания многофазных сред.

Аппарат содержит корпус 1-с крьш1- кой 2, патрубки 3 и 4 соответственно загрузки и зыгрузки, двигатель 5, соединен ный с приводным валом 6, привод и периферийные мешалк.и 7, входной поводок 8, соединенньш с шатунами 9, кривошипами 10 и сателлитами 11. В опорах выходного поводка 12 расположены валы сателлитов 11 жестко соединенные с валами периферийных мешалок 7, сателлиты 11 кинематически связаны с неподвижным зубчатым ко лесом 13.

Аппарат работает следующим образом.

Движение от приводного вала 6 электродвигателя 5 передается входному поводку 8, который, вращаясь вокруг своей оси, передает движение шатунам 9 и через кривошипы 10 кинематически св.язанным с ними зубчатым сателлитам 11 и выходному поводку 12, в опорах которого находятся валы сателлитов 11. За счет того, что кривошипы 10 эксцентрично установлены на сателлитах 11, находящихся в зацеплении с неподвижньм зубчатым колесом 13, угловая скорость и уско- рени зубчатого колеса 13 и выходного поводка 12 становятся непостоян0

5

0

ными по времени. Движение с внутри- цикловым изменением амплитуды и частоты угловой скорости сателлитов 11 передается валам мешалок.

В предложенном аппарате диффузионный поток на частищ только за счет увеличения относит.ельной скорости движения частицы возрастает на 50%, в то время как добавочная потребляемая мощность, затрачиваемая на колебания, возрастает менее чем на 10%. Кроме того, вокруг мешалок создается область, в которой происходит столкновение струй, вытекающих из-под мешалок, что создает турбулизацию потока. Все это приводит к значительному увеличению интенсивности массооб- мена.