Устройство для перемешивания Советский патент 1992 года по МПК B28C5/16 B01F7/16 

Изобретение относится к области подготовки водных растворов к анализу, а более конкретно к устройствам подготовки нефти и нефтепродуктов, содержащихся в воде, к анализу в приборах определения концентрации в воде, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и других областях техники.

Известен смеситель, содержащий корпус, мешалку и поплавковый стабилизатор, установленный на приводном валу над мешалкой, при этом поплавковый стабилизатор выполнен из материала с положительной плавучестью, а на его наружной поверхности установлены горизонтальные ребра в виде колец.

Недостатком этого смесителя является то, что несмотря на интенсивное перемешивание, он не обеспечивает непрерывную экстракцию с последующим отделением воды от растворителя.

Наиболее близким по цели и конструкции является ротор ный диспергатор, содержащий статор и концентрично ему расположенный ротор с канавками.

Роторный диспергатор работает следующим образом.

Проба жидкости (раствора) подается через входной патрубок в корпус, откуда часть пробы попадает в зазор и далее через отверстие статора поступает в выходную камеру и вытекает через выходной патрубок.

При вращении ротора местные гидравлические сопротивления на канавках создают дополнительное давление для перемещения пробы, что увеличивает скорость потока и интенсифицирует процесс перемешивания.

VJ

сл о

(

00

Основной недостаток роторного дис- пергатора в том, что в нем невозможно проводить экстракцию водонефтяных смесей и отделять воду от растворителя.

Цель изобретения - повышение качества перемешивания.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит лопастную мешалку, закрепленную на валу под ротором, который выполнен в виде поплавка из двух коакси- ально размещенных цилиндров, соединенных пг торцам радиально расположенными перфорированными ребрам и пористой политетрафторэтиленовой пленкой, при этом внешний цилиндр на наружной поверхности имеет перфорированные ребра, а внутренний цилиндр размещен концент- рично валу, причем относительно последнего ротор установлен с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения. Ротор установлен на валу посредством шпоночного соединения,

Наличие лопастной мешалки, закрепленной на валу под ротором, обеспечивает интенсивное перемешивание многофазных смесей (например, нефти, содержащейся в воде, с растворителем) и выброс их к стенкам корпуса.

Кроме того, мешалка обеспечивает подъемную силу поплавку.

Выполнение поплавка в виде двух коак- сиально размещенных цилиндров, соединен- ных пористой политетрафторэтиленовой пленкой по торцам, обеспечивает эффект его плавание в виде и потопление в растворителе.

Это обусловлено тем, что пористая пленка не смачивается водой и поплавок плавает в воде (уд. вес воды около 1 г/см3), а растворитель пористая пленка пропускает (смачивается), поплавок заполняется им и тонет не только в воде, но и в растворителе (уд, вес растворителя около 1,60 г/см3), т.е. в водонефтяной смеси такой поплавок плавает, если же в смеси появляется растворитель, то поплавок, пропитавшись растворителем, тонет.

Наличие перфорированных ребер на наружной поверхности цилиндра и по торцам с радиальным расположением, обеспечивают интенсивное перемешивание, дробление, т.е. получение мелкодисперсных частиц нефти в воде при работе устройства в режиме диспергатора, или качественную экстракцию при наличии растворителя. Возможность возвратно-поступательного перемещения ротора относительно вала обеспечивает перемешивание в различных частях корпуса в зависимости от пробы (водонефтяная смесь или при наличии растворителя и т.д. (т.е., когда среда многофазная с различными уд. весами).

На чертеже показана схема устройства для перемешивания.

Устройство состоит из цилиндрическо.го

корпуса 1 с герметичной крышкой 2, в которой имеются два выходных патрубка 3 и 4 соответственно для слива отработанной пробы и связи с атмосферой. В основании

0 корпуса 1 имеется входной патрубок 5 и цилиндрическая труба 6 с отверстиями для равномерного входа исследуемой пробы. В верхней части корпуса 1 помещена перфорированная успокоительная сетка 7.

5 По оси симметрии корпуса 1 помещен подвижный вал 8, на котором в нижней части закреплена мешалка 9. На направляющей 10, закрепленной на валу 8, установлен поплавок 11 с пазом (не показан), верх0 нее и нижнее основание которого закрыты пленкой 12 из политетрафторэтилена. На боковой поверхности поплавка имеются перфорированные ребра 13, а на верхнем и нижнем основаниях также имеются перфо5 рированные ребра 14, расположенные радиально.

В основании корпуса 1 имеется сливное отверстие, закрытое пористой перегородкой 15 и связанное с клапаном 16, На внут0 ренней поверхности корпуса 1 имеются перфорированные ребра 17.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно в корпус заливается

5 фиксированный объем растворителя (клапан 16 закрыт), включается привод вала 8, что приводит во вращение мешалку 9 и поплавок 11. Исследуемая водонефтяная смесь поступает по входному патрубку 5 и

0 далее через трубку 6 в корпус 1, заполняя его, Мешалка 9 создает подъем и перемешивание растворителя и водонефтяной смеси. Далее смесь попадает в зазор между корпусом 1 и поплавком 11, поднимается вверх,

5 заполняет пространство до успокоительной сетки 7, Здесь происходит гравитационный отстой. Растворитель с уд. весом в 1,59 г/см оседает на поплавок 11, просачивается через пленки 12 из пористого полит0 етрафторэтилена и далее попадает в зону мешалки 9,

Вода через сетку 7 просачивается и уходит на слив через патрубок 3. По требованию эксперимента количество водонеф5 тяной пробы может быть разное и составлять соотношение с растворителем от 0,1 до 100 и более.

После проведения экстракции прекращается поступление водонефтяной смеси из патрубка 5, дается время для отстоя (до 5

мин). Открывается клапан 16 и растворитель сливается на анализ.

Кроме того, устройство может работать и как диспергатор. Тогда в корпус 1 непрерывно или порциями поступает через патрубок 5 исследуемая жидкость, содержащая включения различной природы (нефть, механические примеси, частицы флоры и фауны), которые необходимо усреднить по объему и разбить до определенного фракционного состава.

Высокая скорость вращения ротора с мешалкой (до 3000 об/мин), перфорированные ребра на поверхности корпуса, на цилиндрической поверхности поплавка и на его верхнем и нижнем основаниях обеспечивают интенсивное перемешивание с образованием кави- тационных зон и как результат - однородность включений по всему объему жидкости.

Формула изобретения

1. Устройство для перемешивания, содержащее корпус с впускным и выпускным

патрубками и полый ротор в виде тела вращения, установленный на валу, отличающееся тем, что, с целью повышения качества перемешивания, оно снабжено

лопастной мешалкой, закрепленной на валу под ротором, который выполнен в виде поплавка из двух коаксиально размещенных цилиндров, соединенных по торцам радиально расположенными перфорированными ребрами и пористой политетраф- торэтиленовой пленкой, при этом внешний цилиндр на наружной поверхности имеет перфорированные ребра, а внутренний цилиндр размещен концентрично

валу, причем, относительно последнего ротор установлен с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения.

2. Устройство по п. 1,отличающеес я тем, что ротор установлен на валу посредством шпоночного соединения.

Использование: для перемешивания и экстракции жидких многокомпонентных, сред в виде эмульсий в нефтеперерабатывающей и химической промышленности Сущность: в корпусе с впускным и выпускным патрубками размещен вертикальный вал с лопастной мешалкой у днища корпуса. На валу над мешалкой с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен ротор в виде поплавка, состоящего из двух коаксиально размещенных цилиндров, соединенных по торцам радиально расположенными перфорированными ребрами и пористой политетрафторэтиленовой пленкой. Наружная поверхность внешнего цилиндра снабжена перфорированными ребрами, а внутренний цилиндр размещен конц ентрично валу. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Ч