Устройство для смешения гетерогенных сред Советский патент 1991 года по МПК B01F7/04 

труб снабжены скребками с острой пе- 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для смешения гетерогенных сред и позволяет получать однородные смеси водных суспензий термопластичных смол с неорганическими наполнителями высокой плотности. Устройство содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1, узел 3 подачи жидкой фазы и расположенный по оси корпуса приводной вал 5, на котором установлен ; закрепленные на радиальных ребрах 6 две пары смесительных элементов 7 и 8, выполненных в виде закрытых с торцов на 180° усеченных труб, параллельных оси ва

Изобретение относится к устройствам для смешения гетерогенных сред, в частности к устройствам для смешения сред с жидкой фазой, которые используются в различных отраслях промышленности - химической, нефтехимической, строительных материалов и машиностроении.

Целью изобретения является получение однородных смесей водных суспензий термопластичных смол с неорганическими наполнителями высокой плотности.

На фиг.1 изображено устройство, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, продольный разрез.

Устройство для смешения гетерогенных сред содержит установленный на станине горизонтальный цилиндрический корпус 1, отношение диаметра которого к длине равно (2-2,5): 1. В верхней части корпуса 1 в загрузочном патрубке 2 закреплен узел 3 подачи жидкой фазы, выполненный в виде трубы, перфорированной в нижней части и установленной параллельно оси корпуса. Патрубок 2 также снабжен штуцером 4 для подачи твердой фазы. В корпусе 1 соосно установлен вал 5 с приводом для его вращения (не показан), На валу 5 закреплены ра- диальные ребра 6 с двумя парами смесительных элементов 7 и 8, выполненных в виде закрытых с торцов на 180° усеченных труб. Смесительные элементы 7 и 8 установлены параллельно оси вала 5 и обращены вогнутой стороной в заданном направлении вращения вала. Одна пара диаметрально противоположных усеченных труб 7 выполнена с центральным углом 205-210°, а другая пара усеченных труб 8 - с центральным углом 180°. Трубы 7 и 8 закрыты с торцов на 180°, считая от места крепления. Наружные края усеченных труб 7 и 8 снабжены скребками 9 с острой передней кромкой, прилегающей к стенке корпуса. Ребра б установлены под углом 45° к оси вала. Патрубок 10 служит для выгрузки готовой смеси.

Устройство работает следующим образом.

Через загрузочный патрубок 2 и узел 3 подачи жидкой фазы в корпус 1 подается жидкая фаза - водная суспензия термопластичной смолы, например 50-60%-ная

водная суспензия ПТФЭ, после чего включается привод. При вращении вала 5 происходит перемешивание жидкой фазы смесительными элементами 7 и 8, закрепленными на ребрах 6. Затем в корпус 1 также через узел 3 подачи жидкой фазы загружается коагулянт (низший спирт) и после перемешивания жидкой фазы, проводимого в течение нескольких минут, в устройство через штуцер 4 подается твердая фаза - наполнитель высокой плотности, например порошок свинца или дисульфида молибдена. При вращении приводного вала 5 смесительные элементы 7 и 8 - усеченные трубы со скребками 9, подхватывают оседающий вниз на дно смесителя порошок на- полнигеля и вместе с жидкой фазой транспортируют его из нижней части смесителя в верхнюю его часть, не заполненную жидкостью. Смесь жидкой и твердой фаз

совершает спиралеобразное сложное движение. В процессе смешения в устройство через узел 3 подачи жидкой фазы могут подаваться дополнительные порции жидкой фазы (коагулянта). Готовая смесь (паста) выгружается через патрубок 10 Равномерное разбрасывание смеси по зеркалу поверхности жидкой фазы достигается за счет того, что смесительные элементы имеют различные центральные углы. При этом смесительный элемент, закрытый с торцов на 180° и имеющий угол 180°, начинает подавать смесь жидкой и подхватываемой с нижней части аппарата твердой фазы в различные точки поверхности смешиваемых фаз при

выходе из обрабатываемой среды постепенно до полного опорожнения смесительного элемента Полное опорожнение смесительного элемента заканчивается в верхней точке аппарата или несколько

дальше по мере движения к поверхности обрабатываемой среды

Смесительный элемент 8, имеющий угол 205-210° и закрытый с торца на 180°, начинает распределять подхватываемую смесь непосредственно в объеме перемешиваемой среды, т.е. раньше, чем смесительный элемент 7. Это происходит за счет частично открытого торца (на 25-30°) смесительного элемента 8. Это дает более равномерное распределение твердой фазы по всему объему смеси. Кроме того, дополнительно смесь перемешивается за счет установки радиальных ребер 6 на валу под углом 45° к нему, что обеспечивает отбрасывание смеси от периферии к центру.

При отношении Ок/и;равном (2-2,5):1, не требуется дополнительных устройств, создающих осевое перемешивание. Это дает возможность равномерно перемеш,ать смесь твердой и жидкой фаз по всему объему аппарата без образования застойных зон.

Узел 3 подачи жидкой фазы, выполненный в виде перфорированной в нижней части трубы, позволяет ввести в процессе перемешивания дополнительные порции жидкой фазы (коагулянта), равномерно распределяя ее по всей поверхности и далее по всему объему. Это является важным обстоятельством, поскольку вязкость системы суспензия ПТФЭ - наполнитель при введении коагулянта быстро возрастает с образованием пастообразной структуры.

Размещенные на усеченных трубах 7 и 8 скребки 9 с острой передней кромкой, прилегающей к стенке корпуса 1. позволяют осуществить более полное заполнение смесительных элементов твердой фазой, оседающей в нижней части корпуса.

Таким образом, за счет усеченных труб, ограниченных центральными углами 205- 210 и 180° и закрытых с торцов на 180°, а также скребков жидкая и твердая фазы равномерно распределяются по поверхности обрабатываемой смеси и, соответственно, по всему объему.

Предлагаемое устройство позволяет получать однородные смеси (пасты) водных суспензий термопластичных смол с неорганическими наполнителями высокой плотности (до 12 г/см ), что невозможно при использовании известного устройства. Известное устройство недостаточно эффективно при смешении, например, водной суспензии ПТФЭ с такими наполнителями как порошки свинца и дисульфида молибдена, которые частично оседают на дно аппарата

уже в процессе перемешивания, а при прекращении его полученная смесь расслаивается и разница по содержанию наполнителя в верхнем и нижнем слоях составляет 25- 30%. Предлагаемое устройство позволяет получать однородные смеси, стабильные при хранении и транспортировке. Например..паста ПТФЭ с 56 мас.% свинца или паста ПТФЭ с 40 мас.% дисульфида молибдена практически не расслаиваются при хранении и транспортировке и разница по содержанию наполнителя в верхнем и нижнем слоях после хранения в течение б мес или транспортировки составляет не более

1-1,5%.

Формула изобретения Устройство для смешения гетерогенных сред, содержащее горизонтальный цилиндрический корпус, узел подачи жидкой фазы

и расположенный по оси корпуса приводной вал, на котором установлены закрепленные на радиальных ребрах две пары смесительных элементов, выполненных в виде закрытых с торцов на 180° усеченных

труб, параллельных оси вала и обращенных вогнутой стороной в направлении вращения вала, отличающееся тем, что, с целью получения однородных смесей водных суспензий термопластичных смол с неорганичес к ими наполнителями высокой плотности, одна пара диаметрально противоположных усеченных труб выполнена с центральным углом 205-210°, а другая - с центральным углом 180°, наружные края

труб снабжены скребками с острой передней кромкой, прилегающей к стенке корпуса, причем отношение диаметра корпуса к его длине составляет (2-2,5):1, а узел подачи жидкой фазы выполнен в

виде трубы, перфорированной в нижней части и установленной параллельно оси корпуса.

i J ...

JlC

7зЛ

«T r vvvv ;«:«wv : : ;« ; i«:«i J

фиг.1