Лопастной смеситель Советский патент 1992 года по МПК B01F7/18 C11B3/16 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания двух или более жидких компонентов в потоке, например, для приготовления водноспиртовой смеси с добав- лением необходимых компонентов, преимущественно для гидратации растительных масел и использования в линиях их очистки на маслоперерабатывающих предприятиях пищевой промышленности с целью создания благоприятных условий для выделения фосфатидов.

Известны смесители для перемешивания жидкостей в потоке путем создания искусственной турбулизации. Смесители - горизонтальные или вертикальные - включают корпус (камеру смешивания) и неподвижные перегородки - турбулизаторы. Турбулизация и перемешивание происходят за счет многократного изменения направления потока, его сечения и скорости.

Недостатками известных устройств являются недостаточная степень перемешивания, образование застойных зон продукта и повышенная металлоемкость.

Известен также лопастной смеситель, предназначенный для смешивания масла с водой и применяемый в линиях непрерывного действия для гидратации растительных масел с целью выделения фосфатидов. Смеситель включает вертикальный цилиндрический корпус с днищами и патрубками для входа и выхода смеси, механическую лопастную мешалку и каскадное устройство. Устройство состоит из горизонтальных неподвижных и параллельно расположенных малых и больших перегородок (дисков), на поверхности которых в шахматном порядке находятся круглые переточные отверстия. Лопасти мешалки перегоняют смесь последовательно через все перегородки.

Недостатками известной конструкции являются образование застойных зон смеси в верхней части корпуса вследствие поступления смеси через один патрубок в верхнем

(Л

С

VI

&

00

ю

00

днище, низкая степень перемешивания из- за конструктивных недостатков мешалки, сложность и металлоемкость конструкции каскадного устройства.

Целью изобретения является оптимизация процесса перемешивания путем выравнивания поля скоростей потока в осевом и радиальном направлениях.

Поставленная цель достигается тем, что лопастной смеситель, включающий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, перегородки с перепускными отверстиями, поярусно укрепленные в корпусе, вертикальный приводной вал с укрепленной на нем над каждой перегородкой двухлопастной мешалкой, патрубок подвода исходной смеси и патрубок отвода готовой смеси, расположенные соответственно в крышке и днище согласно изобретению снабжен распределителем, представляющим собой кольцевой коллектор, горизонтально укрепленный над верхней мешалкой и сообщенный с патрубком подвода исходной смеси, что позволит подаваемую в корпус смесь равномерно распределить по его обьему, ликвидировать застойные зоны смеси в верхней части корпуса, повысить степень перемешивания. Каждая лопасть мешалок имеет форму сектора с отогнутыми соответственно вниз и вверх передней и тыльной кромками, что повышает степень перемешивания за счет турбулизации потока путем многократного изменения направления потока при обтекании им встречаемой поверхности вращающихся секторов и удлиняет путь контакта смешиваемых компонентов. Отогнутые соответственно вниз и вверх передняя и тыль- ная кромки секторов создают волнообразное в поперечном направлении потока движение смеси, что дополняет эффект турбулизации, а движущийся вдоль поверхности секторов поток смеси очищает ее от возможного осадка. Одновременно происходит выравнивание скоростей потока в осевом и радиальном направлениях, что позволяет оптимизировать процесс перемешивания. В центральной части каждой перегородки, поярусно укрепленной в корпусе между секторами, установлена трубка Вентури, при этом расширяющаяся часть трубки обращена вниз и имеет квадратное выходное сечение. При истечении смеси через трубку Вентури вся смесь, находящаяся в корпусе, приходит в движение с изменением направления, что ликвидирует застой- ные зоны и оптимизирует процесс перемешивания. Квадратная форма выходного отверстия трубки Вентури изменяет форму поперечного сечения струч по длине,

что позволяет увеличить поверхность межфазного контакта и дополнительно улучшить степень перемешивания. Кроме этого, при квадратном выходном отверстии в труб5 ке скорости подхода струи смеси к отверстию различны в каждой точке периметра квадрата отверстия, это также способствует повышению степени перемешивания.

Средняя часть трубки Вентури плавно

0 скруглена с целью плавного изменения скорости потока.

В кольцевом коллекторе каналы для прохода исходной смеси расположены таким образом, что их оси не параллельны.

5 Это способствует более равномерному распределению смеси в верхней части корпуса и ликвидирует застойные зоны смеси.

Лопастной смеситель снабжен распределителем, представляющим собой кольце0 вой коллектор, горизонтально укрепленный над верхней мешалкой и сообщенный с патрубком подвода исходной смеси, каждая лопасть мешалок имеет форму сектора с отогнутыми соответственно вниз и вверх пе5 редней и тыльной кромками, а центральная часть каждой перегородки выполнена в виде трубки Вентури, при этом расширяющаяся часть трубки Вентури обращена вниз и имеет квадратное выходное сечение.

0 Трубка Вентури выполнена таким образом, что ее средняя часть плавно скруглена. Каналы для прохода исходной смеси расположены в кольцевом коллекторе таким образом, что их оси непараллельны.

5 На фиг.1 изображен лопастной смеситель, включающий две пары секторов и одну перегородку с трубкой Вентури, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 -.

0 разрез В-В на фиг.1.

Смеситель содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, крышку 2 и днище 3, входной 4 и выходной 5 патрубки, вертикальный вращающийся вал 6, распредели5 тель 7 с отверстиями 8. оси которых непараллельны лопасти 9, имеющие отогнутые вниз радиальные кромки 10 и отогнутые вверх радиальные кромки 11, перегородку 12 с трубкой Вентури, включающую кониче0 скую сходящуюся часть 13 со скругленной средней частью 14 и выходную коническую расширяющуюся к низу часть 15с переходом на квадратное выходное отверстие 16. Лопастной смеситель работает следую5 щим образом.

Смесь гидрированного масла с водой поступает через патрубок 4 в распределитель 7 и из его отверстий 8 равномерно распределяется по объему корпуса 1. Поток

смеси на своем пути встречает вращающиеся на валу 6 горизонтальные лопасти 9 с отогнутыми радиальными кромками 10 и 11. Лопасти рассекают поток на отдельные струи, при этом движение их задерживается, струи обтекают плоскости лопастей, изменяя скорость движения и направление. Отогнутые вниз радиальные кромки 10 лопастей 9 захватывают струи потока и застав- ляют их двигаться в поперечном направлении по плоскости лопастей, где в конце лопасти отогнутые вверх радиальные кромки 11 направляют поток вверх. Таким образом создается волнообразное поперечное движение струй потока и происходит выравнивание поля скоростей потока в осевом и радиальном направлениях, при этом потоком смеси плоскость секторов очищается от возможного выпадения осадка. Одновременно отогнутые кромки лопастей придают потоку вращательное вокруг оси корпуса движение. Трубка Вентури, куда смесь поступает после прохождения через лопасти 9, обеспечивает движение всей смеси, находящейся выше насадка, что ликвидирует возможность образования застойных зон и обеспечивает очень активное перемешивание. Форма трубки Вентури 12. состоящей из сходящейся конусной части 13 со скругленной средней промежуточной частью 14 и конусной расширяющейся частью 15 не создает практически потери напора и значительного увеличения скорости движения, что не вызывает разрушения коагулированных центров фосфатидов. Выходное отверстие 16 квадратной формы изменяет форму поперечного сечения струи потока по длине, увеличивает ее боковую поверхность, что увеличивает межфазный контакт и улучшает перемешивание. При достижении потоком нижних лопастей 9 процесс смешения аналогичен описанному. Кроме этого, кромки 10 нижних лопастей 9, отогнутые вниз, при вращении интенсивно перемешивают осадок в нижней части корпуса, ликвидируя тем самым возможность забивания осадком выходного патрубка 5. через который смесь вытекает из корпуса 1. Скорость потока при выходе из корпуса 1 через патрубок 5 уменьшается, т.к. его поперечное сечение больше поперечного сечения входного патрубка 4. Это сохраняет от разрушения образовавшиеся хлопья коагулированных фосфатидов.

Количество пар лопастей и перегородок с трубками Вентури может быть различное в зависимости от высоты корпуса и получения необходимой степени перемешивания.

но кратное приведенной схеме на фиг, 1, В нижней части корпуса 1 при необходимости монтируется рамная или якорная мешалка. Как вариант исполнения можно перегородку 12 с трубкой Вентури смонтировать на вращающемся валу, укрепив ее с помощью радиальных пластин, которые будут служить лопастями мешалки. На поверхностях лопастей-секторов могут быть выполнены различной формы отверстия с направляющими козырьками.

Технико-экономическая эффективность изобретения определяется повышением степени перемешивания за счет оптимизации процесса, упрощением конструкции и снижением ее металлоемкости. Повышение степени перемешивания позволит улучшить коагуляцию фосфатидов, повысить выход пищевых фосфатидов, получить гидратированное масло более высокого сорта. Формула изобретения

1.Лопастной смеситель преимущественно для гидратации растительных масел, включающий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, перегородки с перепускными отверстиями, поярусно укрепленные в корпусе, вертикальный приводной вал с укрепленной на нем над каждой перегородкой двухлопастной мешалкой, патрубок подвода исходной смеси и патрубок отвода готовой смеси, расположенные соответственно в крышке и днище, отличающийся тем, что, с целью оптимизации процесса перемешивания путем выравнивания поля скоростей потока в осевом и радиальном направлениях, он снабжен распределителем, представляющим собой кольцевой коллектор, горизонтально укрепленный над верхней мешалкой

и сообщенный с патрубком подвода исходной смеси, каждая лопасть мешалок имеет форму сектора с отогнутыми соответственно вниз и вверх передней и тыльной кромками, а центральная часть каждой

перегородки выполнена в виде трубки Вентури, при этом расширяющаяся часть трубки Вентури обращена вниз и имеет квадратное выходное сечение.

2.Смеситель по п. 1,отличающийся тем, что трубка Вентури выполнена таким

образом, что ее средняя часть плавно скруглена.

3.Смеситель по п. 1,отличающийся тем, что каналы для прохода исходной смеси

расположены в кольцевом коллекторе таким образом, что их оси не параллельны.

Фиг.1

А-А

Щи г. 2

16

ФиаЗ

Изобретение относится к оборудованию для смешения жидких сред и может быть использовано при переработке гидратиро- ванных растительных масел. Цель - оптимизация процесса перемешивания путем выравнивания поля скоростей потока в осевом и радиальном направлениях. В верхней части цилиндрического корпуса смесителя размещен распределитель исходного сырья в виде горизонтального кольцевого коллектора. На приводном валу поярусно укреплены двухлопастные мешалки, каждая лопасть которых выполнена в форме сектора и имеет отогнутые кромки. Центральная часть каждой перегородки имеет форму трубки Вен- тури. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

ерие.4