Смеситель Советский патент 1991 года по МПК B01F7/18 

Изобретение относится к химической промышленности.

Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания.

Нафиг.1 изображен продольный разрез смесителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Смеситель состоит из корпуса 1 со съемной крышкой 2, прикрепленной к корпусу болтами 3, комбинированной якорной 4 и лопастной 5 мешалками на общем валу 6, цилиндрической обечайки 7, герметично приваренной к крышке 2 и имеющей на наружной и внутренней стенках соответственно лопасти 8 и 9, вваренные в обечайку.

На валу закреплена дроссельная решетка 10. размещенная в нижнем отверстии обечайки. Якорная мешалка снабжена лопастями 11, размещенными между лопастями 8 обечайки. Лопасти 9 обечайки размещены между лопастями мешалки 5. По концам якорной мешалки приварено кольцо жесткости 12. В корпусе имеется разгрузочный

патрубок 13 и загрузочный патрубок 14. С внутренней полостью обечайки сообщен трубопровод 15 переменного давления газа, а с полостью между корпусом и обечайкой - трубопровод 16. Трубопроводы 15 и 16 через воздухораспределитель 17 сообщены с трубопроводом 18 отсоса воздуха и воздушником 19.

Внутренний диаметр корпуса D и внутренний диаметр обечайки d принимаются из условия, что площадь поперечного сечения обечайки равна половине площади поперечного сечения корпуса

л d2 1 лР2

4 24 отсюда D d VS.

Это условие обеспечивает оптимальные размеры смесителя при передавливании вязкой жидкости из корпуса в обечайку и, наоборот, поскольку вязкая жидкость в обеих случаях будет подниматься на высоту Н из условия равенства объемов.

сл

с

о сл сл сл сл ю

С другой стороны, если имеется два участка трубы (корпус и обечайка) с равной площадью поперечного сечения, то такой трубопровод будет иметь минимальное гидравлическое сопротивление по сравнению с двумя участками трубы с разной площадью поперечного сечения при постоянной суммарной площади поперечного сечения участков.

В последнем случае гидравлическое сопротивление будет в большей степени зависеть от участка трубы меньшего диаметра, скорость вязкой жидкости в котором больше.

Следовательно, при соотношении D V2cT гидравлическое сопротивление канала, по которому движется вязкая жидкость в смесителе при пере- давливании, будет минимальным.

При заданном перепаде давления в корпусе и обечайке время перетока жидкости также будет минимальное.

Из этого следует, что при соотношении D V2 d можно сделать максимально возможное количество циклов передавливания жидкости между полостями смесителя, что будет способствовать интенсификации процесса смешения вязкой жидкости.

Неподвижная обечайка с лопастями на наружной и внутренней стенках будет эффективно препятствовать круговому враще- нию вязкого материала в корпусе смесителя, что улучшит сдвиг слоев вязкого материала при взаимодействии последнего с подвижными и неподвижными лопастями.

С другой стороны, переменное давление на свободную поверхность вязкого материала в корпусе и внутри обечайки будет способствовать передавливанию вязкого материала с кольцевой полости между корпусом и обечайкой во внутреннюю полость последней и, наоборот, что интенсифицирует процесс перемешивания.

Кроме того, в процессе аксиального перемещения вязкого материала во внутренней полости обечайки через дроссельную вращающуюся решетку будет наблюдаться интенсивный сдвиг слоев материала при прохождении отверстий в дроссельной решетке.

Упомянутые факторы обеспечат перемешивание вязкого материала за короткое время.

Для более полного использования объема корпуса смесителя обечайка имеет площадь в поперечном сечении.рав- ную половине площади поперечного сечения корпуса по внутренним диаметрам,

Смеситель работает следующим обра зом.

Вязкие жидкие компоненты через пат рубок 14 загружаются в корпус 1 до высоты

h. Включается мешалка на вращение. При этом в корпусе 1 вращаются вал 6, закрепленные на нем лопасти 5, дроссельная решетка 10, якорная мешалка 4, лопасти на ней 11 и кольцо 12.

0 В трубопроводе 18 создается разрежение вакуумным насосом. С помощью воздухораспределителя 17 трубопроводы 15 и 16 поочередно подключаются к трубопроводу 18 и воздушнику 19. В положении, изобра5 женном на фиг.1, трубопровод 16 подключен к трубопроводу 18, а трубопровод 15 - к воздушнику 19. При этом в кольцевой полости между корпусом 1 и обечайкой 7 над поверхностью вязкой жидкой среды давле0 ние воздуха будет ниже атмосферного, а во внутренней полости обечайки 7 давление воздуха будет равно атмосферному.

За счет разности давлений вязкая жидкость с внутренней полости обечайки 7 бу5 дет передавливаться в кольцевую полость между корпусом 1 и обечайкой 7 до уровня Н. Во время аксиального перемещения вязкой жидкости последняя будет взаимодействовать с подвижными 5 и неподвижными

0 9 лопастями, продавливаться через отверстия вращающейся дроссельной решетки 10, и опять вступать во взаимодействие с вращающимися 11 и неподвижными 9 лопастями.

5 После переключения воздухораспределителя 17 уже трубопровод 15 будет подключен к трубопроводу 18,а трубопровод 16 к воздушнику 19.

При этом в кольцевой полости между

0 корпусом 1 и обечайкой 7 давление станет равным атмосферному, а в обечайке - ниже атмосферного давления.

Теперь вязкая жидкость начнет перемещаться в обратном направлении, взаимо5 действуя с теми же элементами смесителя, до уровня Н уже во внутренней полости обечайки. Переключение воздухораспределителя осуществляется в автоматическом режиме через заданный промежуток време0 ни, достаточный для передавливания жидкости из одной полости в другую.

При аксиальном перемещении всего объема жидкости в корпусе 1 будет наблюдаться интенсивный сдвиг слоев в разных

5 плоскостях, что обеспечит перемешивание вязкой жидкости за небольшой промежуток времени.

Формула изобретения 1. Смеситель, содержащий корпус с крышкой, в котором концентрично расположены лопастная мешалка и цилиндрическая обечайка с лопастями на наружной и внутренней поверхностях, размещенными между лопастями лопастной мешалки, о т л и ч а- ю щ и и ся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания, он снабжен якорной мешалкой с лопастями, размещенными между лопастями на наружной поверхности обечайки, дроссельной решеткой, закрепленной на валу в нижнем отверстии

цилиндрической обечайки, и трубопроводами переменного давления газа, сообщенными с внутренней полостью обечайки и с полостью между корпусом и обечайкой, при этом обечайка герметично прикреплена к крышке корпуса.

2. Смеситель поп.1.отЬичающийся тем, что внутренние диаметры корпуса и обечайки связаны соотношением D V2 d где D -диаметр корпуса; d - диаметр обечайки.

Изобретение относится к химической промышленности. Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания. Смеситель состоит из корпуса 1 с крышкой 2 и комбинированной якорной 4 и лопастной 5 мешалками на общем валу 6. Новым в смесителе является установка внутри корпуса 1 цилиндрической обечайки 7, герметично пристыкованной к крышке 2 и имеющей на наружной и внутренней стенках лопасти 8 и 9, расположенные между лопастями, закрепленными на якорной 4 и лопастной 5 мешалках, при этом на валу закреплена дроссельная решетка 10, перекрывающая входное отверстие в цилиндрической обечайке, внешняя и внутренняя полости которой сообщаются с трубопроводами 15 и 16 переменного давления газа в них. Внутренние диаметры корпуса и обечайки связаны соотношением D . 1 з п ф-лы, 3 ил.

19

/J Ю

Фиг.1

Ю

J

А-А

Фиг.1

--А

фиг.З