Смеситель для размывания осадка твердых частиц Советский патент 1992 года по МПК B01F7/18 

Фиг.2

Изобретение относится к области химического машиностроения, в частности к смесителям и реакторам с механическим перемешиванием, в которых жидкость перемешивается с тяжелыми твердыми частицами, легко выпадающими в осадок, при большой их концентрации и, следовательно, глубоком слое осадка при отстаивании суспензии.

Цель изобретения - повышение эффективности перемешивания изменяющегося объема сливаемой суспензии при значительной скорости оседания твердых частиц,

На фиг. 1 изображен смеситель, общий вид; на фиг, 2 - мешалка, поперечный разрез; на фиг. 3 - то же, нижнее положение.

Смеситель содержит емкость 1, вертикальный вал 2 с приводом 3 вращения. На валу с возможностью осевого перемещения установлена поплавковая мешалка в виде втулки 4 с лопастями 5, имеющая приведенную плотность меньше плотности жидкой фазы суспензии, Лопасти 5 мешалки установлены вертикально. Втулка 4 выполнена со штифтами 6 на внутренней поверхности. Вал 2 выполнен с пазами 7, наклоненными от нижнего торца вала в сторону его вращения. В пазах 7 установлены штифты 6. Слой осадка 8 твердых частиц глубиной h находится в нижней части емкости 1, сверху него находится слой 9 жидкости глубиной H-h (фиг. 1). Втулка мешалки (фиг. 2) выполнена полой для получения приведенной плотности мешалки, меньшей плотности жидкости 9. Для ограничения перемещения мешалки на валу установлены кольца 10: нижнее в непосредственной близости от нижнего днища 11 емкости 1, верхнее так, чтобы мешалка в верхнем положении находилась выше слоя осадка. При включении привода 3 вал 2 и мешалка начинают вращаться. Лопасти 5 мешалки создают поток 9 жидкости, направленный преимущественно или тангенциально и вдоль оси, или тангенциально и радиально (в зависимости от конструкции лопастей В том и в другом случаях движение жидкости начинает размывать осадокЗ и его уровень под мешалкой понижается. Вал 2 с помощью наклонных пазов 7 не только передает мешалке крутящий момент, но и создает силу, прижимающую ее к неразмытому слою осадка. По мере размывания его мешалка перемещается вниз, пока весь осадок не окажется суспендированным, а мешалка прижатой к нижнему упорному кольцу 10 (фиг. 3). При этом слой суспензии имеет высоту Н (положение свободной поверхности А).

Запуск мешалки в слое жидкости и возможность перемещения мешалки вниз в зависимости от сопротивления неразмытого слоя осадка позволяют произвести запуск и суспендирование осевшей твердой фазы при мощности двигателя, не превышающей

необходимую для стационарного случая - поддержания допустимой разности концентраций твердой фазы по высоте суспензии на самом нижнем положении мешалки. В то же время ее нижнее положение в процессе

0, слива суспензии (сливной трубопровод не показан) позволяет качественно перемешивать суспензию до достаточно малых высот ее оставшегося слоя (положение свободной поверхности В на фиг. 3).

5 Единственный вариант, позволяющий одновременно выполнить две задачи - и внедриться в слой осадка, и эффективно размывать осадок на дне в процессе слива суспензии - мешалка с вертикальными ло0 пастями. Для опускания ее вниз после начала вращения вала без использования каких-либо управляемых механизмов предложено на валу выполнить наклонные пазы, на верхней плоскости которых сила, враща5 ющая вал, и раскладывается на две составляющих, одна из которых вращает мешалку, а вторая опускает ее вниз, эти силы передаются мешалке через штифты. Такое техническое решение принципиально отличается

0 тем, что опускающая сила имеет не гидродинамическую, а механическую природу. При этом не создается поток суспензии вверх (т.е. в противоположном от необходимого направлении), а также наклонный паз на

5 валу может быть выполнен с малым углом подъема по отношению к продольной оси - чтобы опускающая сила была меньше сопротивления мешалки при врезании ее в слой осадка. На начальной стадии врезания, когда общее сопротивление вращению мешалки еще незначительно увеличивается, мешалка по предлагаемому изобретению может прекращать движение вкиз, а вращаться на постоянной высоте

0 именно потому, что опускающая сила создается не на лопастях в результате вращения, а в системе паз - штифт, где перемещение штифта может прекращаться без прекращения вращения вала и мешалки. Во время

5 проведения экспериментов по размыванию осадка глины в воде даже после суточной выдержки врезания мешалки не происходило.

Таким образом, только сочетание пря0 мых лопастей мешалки с наклонным пазом на валу позволяет достичь цели изобретения.

Формула изобретения Смеситель для размывания осадка твердых частиц, содержащий емкость, вращающийся вертикальный вал, на котором с возможностью осевого перемещения установлена поплавковая мешалка в виде втулки с лопастями, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания изменяющегося объема сливаемой суспензии при значительной скорости

оседания твердых частиц, лопасти мешалки установлены вертикально, втулка выполнена со штифтами на внутренней поверхности, а вал - с пазами, наклоненными от нижнего торца в сторону его вращения, в которых установлены штифты.

Изобретение относится к смесителям для размывания осадка твердых частиц и позволяет повысить эффективность перемешивания изменяющегося объема сливаемой суспензии при значительной скорости оседания твердых частиц. Смеситель содержит вращающийся вал 2 с пазами, наклоненными от его нижнего торца в сторону вращения. На валу с возможностью осевого перемещения установлена мешалка с полой втулкой 4 и вертикальными лопастями, на внутренней поверхности втулки выполнены штифты 6, установленные в пазах вала 2.3.ил.