Насадка для смешения текучих материалов Советский патент 1992 года по МПК B01F5/06 

Изобретение относится к химическому оборудованию для смешения и гомогенизации жидких материалов.

В производстве химических волокон, в частности синтетических, смешение является одной из самых распространенных технологических операций. Для получения полимеров с заданным комплексом свойств необходимо введение соответствующих добавок, (наполнителей, пластификаторов, красителей, стабилизаторов и т.п.), обеспечивающих необходимые эксплуатационные свойства изделий. Эта задача решается с привлечением емкостных аппаратов с перемешивающими устройствами, динамических и статических смесителей. Все более широкое распространение статические смесители получают в качестве теплообменников для высоковязких жидкостей. Отдельные конструкции повышают интенсивность теплообмена в 2,5 раза по сравнению со стандартными теплообменниками.

В процессе формования волокна температура осадительной ванны и температура

прядильного раствора, поступающего к фильере по червяку, который помещен в ванну, не одинаковы. В следствие этого, несмотря на теплоизоляцию трубы червяка, слои жидкости, текущие по ее периферии, более прогреты, чем центральные. Температурный градиент сказывается на вязкости прядильного раствора (чем выше температура, тем ниже вязкость) и через нее увеличивается неоднородность получаемой нити.

Ни одним из статических смесителей известных конструкций, ни тем более традиционно используемыми динамическими смесителями задачи гомогенизации прядильного раствора, снятия температурного градиента в поперечном сечении трубы, непосредственно перед фильерой в червяке каждого рабочего места прядильной машины не решить. Конструкция червяка, представляющего собой изогнутую трубу с бобышками для крепления, не позволяет поместить в него статические насадки из-за непрямолинейности трубы.

(Л

С

g

со ю

Известен проточный смеситель статического типа, включающий цилиндрический корпус и разнонаправленные винтовые пластины, в корпусе соосно установлены примыкающими друг к другу гильзы, в которых закреплены винтовые пластины, и элементы фиксации взаимного расположения этих гильз. Опыт эксплуатации статических смесителей со смесительными элементами данного типа показал их пригодность для гомогенизации и смешения вязких жидкостей, применение разнонаправленных вин- тооых пластин интенсифицирует теплообмен в вязких жидкостях в 2,5 раза по сравнению со стандартными теплообменниками. Процесс смешения и гомогенизации в данных смесителях осуществляется за счет деления потока торцовой кромкой пластины и за счет циркуляции, существующей в каждой пластине.

Таким образом, насадка такого вида позволяет смешивать вязкие материалы, но применить смеситель описанного типа для гомогенизации прядильного раствора по температуре невозможно из-за конструкции червяка, труба которого выполнена изогнутой. Кроме того, извлечение каждой гильзы с пластиной при необходимости чистки или замене насадки, когда в смесителе осталось после его работы некоторое количество вязкого прядильного раствора, довольно затруднительно.

Известна насадка для смешения текучих материалов, содержащая трубчатый элемент с перемешивающими средствами в виде разнонаправленных изогнутых пластин и узел крепления трубчатого элемента.

В известном устройстве также затруднена чистка и замена статических элементов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и удобства обслуживания при замене и чистке насадки.

Поставленная цель достигается тем, что разнонаправленные пластины имеют с обоих концов отверстия, причем на торцовой кромке одного из концов выполнена просечка, соединенная с отверстием, а узел крепления выполнен в виде втулки с пазом на внутренней поверхности и размещенной в кем оси, связанной с первой со стороны подачи материала пластиной.

При этом пластины изогнуты по винтовой линии.

Из фмг.1 показана насадка, размещенная Ј$ криволинейной трубе; на фиг.2 - то же, в прямолинейной трубе; на фиг.З -узел I на Фиг.2.

Насадка состоит из разнонаправленных винтовых пластин с правым 1 и левым 2 направлениями навивки, подвижно соединенных между собой, причем у двух соседних пластин противоположное направление навивки. В начале и,конце каждой пластины рядом с кромкой выполнены отверстия 3, одно из которых выполнено с просечкой 4. Данное выполнение пластин позволяет

0 скрепить их друг с другом. В отверстие 3 первой со стороны входа материала 5 винтовой пластины вставлена ось 5, служащая для закрепления насадки в трубе, для чего ось помещена в паз 6 втулки 7. Ось 5 задер5 живает насадку от перемещения вдоль трубы под действием потока жидкости. Элементы насадки при взаимодействии с потоком самоустанавливаются по отношению друг к другу под углом 45-90°.

0 Насадка работает следующим образом. Поток прядильного раствора 4. попадая в смеситель, разрезается торцовой кромкой пластины 1 на два слоя, на следующей пластине 2 он дробится еще на два слоя и т.д. в

5 геометрической прогрессии. Так, если смеситель содержит 20 пластин, то поток делится на более чем миллион слоев. В то же время в такой пластине существует самостоятельное циркуляционное течение, оСуще0 ствляющее радиальное перемешивание материала. Направление циркуляции зависит от направления навивки пластин.

Таким образом, насадка такой конструкции позволяет смешивать вязкий мате5 риал за счет дробления его на слои при переходе с одной пластины на другую и за счет циркуляции внутри каждой пластины. В результате использования подвижного соединения пластин насадка может быть при0 менена для смешивания компонентов в прямой трубе и в трубе криволинейной конфигурации, тем самым расширяются технологические возможности насадки. При необходимости чистки смесителя или заме5 ны пластин насадка может быть вынута без каких-либо затруднений, достаточно потянуть за нее со стороны узла крепления. Формула изобретения 1. Насадка для смешения текучих мате0 риалов, содержащая трубчатый элемент с перемешивающими средствами в виде разнонаправленных изогнутых пластин и узел крепления трубчатого элемента, отличающаяся тем, что, с целью расширения техно5 логических возможностей и удобства ее в об- служивании при замене и чистке, разнонаправленные пластины имеют с обоих концов отверстия, причем на торцевой кромке одного из концов выполнена просечка, соединенная с отверстием, а узел крепления выполнен в виде втулки с пазом на внутренней поверхности и размещенной в нем оси, связанной с первой со стороны подачи материала пластиной.

2. Насадка по п.1, отличающаяся тем. что пластины изогнуты по винтовой линии.

Назначение: используется в химическом оборудовании для смешения и гомоге- низации жидких материалов, преимущественно волокнистых, обеспечивая удобство обслуживания при замене и чистке насадки. Насадка для смешения жидких материалов в трубе состоит из разнонаправленных винтовых пластин, узла крепления, при этом пластины имеют отверстия с обеих сторон, причем одно из отверстий выполнено с просечкой, а крепления состоит из втулки с пазом, в котором размещена ось, проходящая через отверстия первой со стороны входа материала винтовой пластины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил

7 6

Фиг.З

Редактор О.Головач

Составитель Н.Рудько Техред М.Моргентал

фиг. 2

Корректор Э.Лончакова