Реактор-смеситель Советский патент 1990 года по МПК B01J19/18 

Изобретение относится к конструкции реакционного и смесительного оборудования для суспендированных и высоковязких систем и, в частности, может быть использовано для получения композиций синтетических Моющих средств, причем допускаются к переработке сыпучие компоненты, содержащие твердые и инородные включения.

Целью изобретения является повьпае- ние надежности аппарата и улучшение стабильности состава готовой продукции .

На фиг.1 изображен реактор-смеситель, общий вид; на фиг.2.- сечение А-А на фиг.1 (расположение серповидных скребков над решеткой, а также проекция окна в диффузоре и заслонка)} на фиг.З - вид Б на фиг.2 (заслонка, прикрывающая окно в диффузоре).

Аппарат включает корпус 1 с тепло- обменной рубашкой 2, крышкой 3, на которой установлен электропривод с редуктором 4 для вращения перемешивающего устройства, состоящего из шнека 5 и якорной мешалки 6, На крьш1ке аппарата расположены фланцы 7, на них крепятся штурвалы 8 для подъема и опускания полого диффузора 9..Теплоноситель в диффузор подается по трубке 10, выводится по трубке И, а к ним подводится по гибким шлангам 12.

С помощью трубок 10 и и при вра- щении одновременно двух штурвалов диффузор поднимается или опускается по наружной резьбе на трубках. Чтобы цилиндр во время работы не проворачивался, предусмотрена направляющая рейка 13, которая вместе с диффузог

о

со 00

ром перемещается вверх или вниз по пазу 14 в направляющих сегментах 15, которые крепятся к корпусу пластинами 16, Вал мешалки 17 опирается на подшипник 18. Штуцеры 19 и 20 предназначены дпя ввода жидких и сыпучих компонентов, которые по наклонным трубам 21 поступают в центральный направляющий цилиндр. На общем валу внутри диффузора установлены скребки 22. Для работы с загрязненным сыпучим сырьем скребок изготавливается и упругого материала (не обязательно металла) и имеет серповидную форму, чтобы не только разрушать любые комки, но и перемещать посторонние механические примеси (гравий, битый кирпич, болты, гайки и т.п.) от центра к периферии. Скребок касается внут- ренних стенок диффузора, попадая в окно, распрямляется и с натягом (усилием) входит в него, касаясь заслонки.

Для вывода механических примесей из диффузора в его .нижней части заподлицо с решеткой 23 расположено окно 24, прикрытое снаружи упругой заслонкой 25. Окно-24 имеет форму прмоугольника (фиг.З), в сечении го- ризонтальной плоскостью видно, что его входная стенка в полом цш1индре является продолжением касательной от внутренней до наружной окружности диффузора. Выходная стенка окна (по ходу вращения скребков) выполнена закругленной. Заслонка 25 изготовлена из упругого материала (не обязательно металла), крепится снаружи к корпусу диффузора и имеет перфорацию, равную величине отверстий решетки. Кроме того, заслонка может прикрыват окно с зазором, равным или немного меньшим диаметра отверстий решетки. Для опускания скребка 22 вместе с диффузором и обеспечения плотного прилегания его к решетке 23- втулкой скребка и шнеком расположе:на пружина 26.

Через штуцер 27 происходит непре- рывный слив готового продукта, В это случае верхний торец диффузора долже находиться вьшде нижнего края штуцера 27. Штуцер 28 смонтирован ниже шламо приемника 29 и предназначен для

периодического вывода шлама, окончательного слива из аппарата в случае его опорожнения 1ши при работе в периодическом режиме.

0

О д 5

0

5

Штуцеры 30 и 31 предназначены для ввода и вывода теплоносителя (хладагента) из рубашки. Аппарат -может работать как в непрерывном, в периодическом режимах, В обоих случаях диффузор играет роль направляющего аппарата и тешюобменного элемента.

Реактор-смеситель в непрерывном режиме работает следующим образом,

Жидкие и сыпучие компоненты поступают через штуцеры 19 и 20 по трубам 21 в диффузор 9. Ппя эффективного и полного перемешивания ком понентов направляющий цилиндр должен находиться в верхнем положении, чтобы избежать попадания неперемешанных продуктов в периферийную полость. При вращении шнека 5 происходит одновременно перемешивание и вытеснение коьшозиции из диф4)узора в нижнюю часть под решетку, затем происходит дополнительное перемешивание лопастями якорной мешалки в наружной полости. Перемещение: -суспензии снизу вверх с одновременным перешиванием в радиальном .направлении происходит за счет статического и дина;-;и зского напоров из налраБЛяюд-эго цилиндра.

.Загружаемые через штуцер 20 сыпучие компоненты (сода, триполкфосфат, сульфат натрия и т.п.) могут содержать инородные тела (камни,металл и др.), которые оседают на решетке .23 и перемещаются по ней серповидными скребками 22 от центра к периферии. Скребок искривлен и сопрягается с окружностью диффузора. За счет этого инородные предметы, перемещаясь по краю решетки, попадают в окно 24. На входе в окно скребок плавно скользит по касательной, с усилием распрямляется, достигая внутренней поверхности заслонки. 25, загоняет в угол меж.цу заслонкой и выходной кромкой окна твердое инородное тело и с усилием выталкивает его наружу, приподнимая заслонку 25. В момент прохо}кдения в окне форма - кребка приближается к радиальной, поэтому он достает практически любой инородный предмет в зоне выталкивания. На выходе из окна скребок соприкасается с закругленной выходной .кромкой, плавно из. ибается, принимает прежнюю форму и продолжает движение, скользя нижней кромкой по решет: 5, а торцовой - по стенке

5

диффузора. Поскольку во избежание вр батывания воздуха в композицию вал вращается с небольшой скоростью, тяжелые инородные тела опускаются на дно и попадают в шламоприемник 29 из которого периодически выводятся через штуцер 28. Механические примеси бывают различной конфигурации, некоторые могут привести к заклиниванию вала при попадании между скребком и стенкой. Во избежание поломок скребки изготавливаются из упругого материала, например листовой пружинной стали, стеклопластика, армированной резины и т.п. Поэтому, когда, например, болт оказывается зажатым между кончиком скребка и стенкой, происходит дополнительное искривление скребка, он продолжает перемещать болт по окружности до окна 24 или соскакивает с него. При этом инородное тело обычно отбрасывается к центру и занимает другое положение. Другой скребок направляет его в окно 24. Крупные комки основного ма- .териала также оттесняются к стенке, попадают между нею и скребком, раздаливаются на более мелкие или частично размазываются по внутренней поверхности диффузора, дробятся также в окне 24 нпи при трении о пружинную заслонку 25. Провалившиеся в отверстия заслонки 25 комочки не превьшшют по величине тех, которые прошли через решетку, а потому не могут повлиять на однородность композиции, кроме того, заслонка может монтироваться с зазором по всему периметру окна, меньшим или равным диаметру отверстия в подпорном элементе. Отверстия в заслонке необходимы для организации непрерывного протока части суспензии через окно. В случае плотно закрытого окна возможна задержка в нем комочков средней величины, их .постепенное уплотнение скребками, прилипание к образующейся монолитной массе новых частичек и постепенное замазывание участка выталкивания окна. Выдавливание крупного куска может привести к поломке заслонки и попаданию комка в практически готовую композицию. Поэтому необходимым условием нормальной работы системы окно - заслонка является наличие постоянного протока через отверстия заслонки части суспензии. Предлагаемая конструкция скребкой, помимо их основно

38

го назначения - истирания комков, позволяет проводить сепарацию от тяжелых и твердых инородных тел, практи- чески исключая вероятность поломки. Отсутствие перекатывающихся комков, их быстрое дробление и истирание способствует скорейшей гомогенизации суспензии и гарантирует однородность

готового продукта в любой момент работы аппарата.

При работе в периодическом режиме, т.е. при опущенном диффузоре, характер сепарации или измельчения комков

не меняется.

Реактор-смеситель перспективен для осуществления процессов смешения жидких и сыпучих компонентов, в том числе и осложненных химической

реакцией, его конструктивные особенности позволяют не опасаться комков в сырье и инородных механических примесей,причем гарантируется одно- родность и стабильный состав готового продукта.

Формула изобретения

Реактор-смеситель, включающий вертикальный корпус, центральный направ- 30 пяющий цилиндр-диффузор с теплообмен7 ной рубашкой,установленный коаксиаль- но в корпусе с возможностью возвратно- поступательного перемещения в вертикальном направлении, приводной вал, расположенный по оси корпуса, шнек, закрепленный на валу внутри диффузора, решетку, paзмeu eн ryю соосно под нижним торцом направляющего цилиндра, над KOTopoJi на приводном валу 0 закреплены скребки с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси, и штуцеры ввода и вывода перемешиваемых сред, отличающийся тем, что, с целью повышения надеж- 5 ности аппарата и улучшения стабильности состава готовой продукции, направляющий цилиндр-диффузор имеет окно прямоугольной формы со скошенной по внутренней касательной входной 0 стенкой и закругленной выходной,

при этом окно расположено над решеткой и снабжено заслонкой из упругого материала, в которой имеются отверстия, равные перфорации решетки, в 5 днище смонтирован шламосборник, а скребки изготовлены из упругого материала, имеют серповидную форму, прилегают к стенкам направления и с натягом входят в окно.

IB

Изобретение относится к реакционному и смесительному оборудованию для суспендированных и высоковязких систем и может быть использовано, в частности, для получения композиций синтетических моющих средств, и позволяет повысить надежность и улучшить стабильность состава готовой продукции. Реактор-смеситель включает корпус, центральный диффузор, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, внутри которого на валу размещены шнек и решетка, над которой закреплены скребки, изготовленные из упругого материала, при этом цилиндр-диффузор имеет окно прямоугольной формы с заслонкой из упругого материала с отверстиями. 3 ил.

Фиг.1

Z5 Z

г

22

Фив.2

Фиг.З