Диспергатор-смеситель Советский патент 1992 года по МПК B01J19/00 

Изобретение относится к области подготовки водных смесей (растворов) к анализу, а более конкретно к устройствам подготовки водонефтяных смесей, содержащих механические частицы различной природы воздух и т.д., к анализу на предмет определения концентрации нефти в воде и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической и другой промышленности.

Известны смесители, содержащие цилиндрический корпус с входными и выходными штуцерами с соосно установленными внутри корпуса на приводном валу мешалками, формы и размеры которых могут быть различны.

Основной недостаток таких смесителей - незначительная диспергирующая способность при получении многофазных сред с

размерами частиц менее 10 мкм. Особенно это касается при получении водонефтяных смесей, содержащих нефть (нефтепродукты) частицы флоры и фауны, а также при экстракции и т.д.

Наиболее близким по назначению и механизму воздействия на обрабатываемую жидкость является диспергатор, содержащий цилиндрический корпус с входными и выходными патрубками, элементы для перемешивания, закрепленными на внутренней поверхности корпуса и взаимодействующие с кулачком, установленным на приводном валу.

Диспергатор работает следующим образом.

Вал с кулачком на нем при вращении взаимодействует с элементами для перемешивания, что вызывает колебания элеменVI

О

о

;00 00

тов и дробление исследуемых проб. Высокочастотные колебания позволяют получать высокодисперсные эмульсии.

Основной недостаток данного диспер- гатора в том, что мелкодисперсные смеси, содержащие механические примеси (частицы флоры и фауны) в протоке получать практически не удается, так как элемент для перемешивания (плоская пластина), взаимодействуя с жидкостью отталкивает про- бу и практически не дробит ее.

Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания-диспергирования путем увеличения активной поверхности подвижных элементов.

Указанная цель достигается тем, что в диспергаторе-смесителе, содержащем корпус с входными и выходными патрубками, элементы для перемешивания, связанные с приводом, элементы для перемешивания выполнены в виде ведущего конического зубчатого колеса, установленного на приводном валу и по крайней мере двух симметрично расположенных ведомых конических шестеренок, свободно установленных на валах, закрепленных в корпусе и находящихся в контакте с колесом.

Ведущее колесо содержит конические зубья по обе стороны и по крайней мере по две ведомые шестерни на каждой стороне. Ведомая же шестеренка содержит по две дополнительные шестеренки. На приводном валу установлены друг над другом по крайней мере два ведущих колеса со своими ведомыми шестеренками. Кроме того, над элементами для перемешивания установлено с зазором друг относительно друга перфорированные диски, один из которых закреплен на валу привода, а другой - в корпусе, а ведущее колесо и шестеренки имеют отверстия как на зубчатой, так и на торцевой поверхности.

Наличие конического зубчатого ведомого колеса и двух ведомых конических шесте- ренок и их вращение обеспечивают интенсивное перемешивание жидкости в горизонтальной и вертикальной плоскостях, растирание и дробление частиц нефтяного происхождения.

Наличие конических зубьев по обе сто- роны колеса и по две шестеренки на каждой стороне обеспечивают интенсивное перемешивание в сосудах с большой высотой, равномерное перемешивание по всей заданной высоте исключают зоны застоя, обеспечивают многократное прохождение пробы через шестеренки.

Выполнение колеса и шестеренок со сквозными отверстиями на зубчатой поверхности обеспечивает перетоки жидкости

внутри корпуса и интенсивность перемешивания. Выполнение ведомой шестеренки с двумя дополнительными шестеренками обеспечивает интенсивность перемешивания за счет перетока пробы и различных линейных скоростей по периферии шестеренок.

Наличие по крайней мере двух ведущих колес со своими ведомыми шестеренками, расположенных друг над другом, обеспечивают равномерное интенсивное перемешивание по высоте корпуса.

Наличие перфорированных дисков подвижного на валу привода и неподвижного закрепленного в корпусе, установленных с зазором друг относительно друга, обеспечивают успокоение потока жидкости и его дегазацию.

На фиг. 1 показан общий вид дисперга- тора-смесителя; на фиг. 2 - схема элементов для перемешивания; на фиг. 3 - схема элементов для перемешивания, расположенных по высоте друг над другом; на фиг. 4 - элементы для перемешивания, расположенные в два ряда друг над другом.

Устройство (фиг. 1) состоит из цилиндрического корпуса 1 с входным патрубком 2 для ввода обрабатываемой пробы и патрубка 3 для ввода воздуха, патрубков 4 и 5 соответственно для связи с атмосферой и для слива отработанной пробы. Вал 6, связанный вне корпуса с приводом (условно не показан), в нижней части содержит ведущее коническое зубчатое колеса 7. В корпусе 1 закреплены два вала 8 и 9, на которых свободно установлены ведомые конические шестеренки 10 и 11. Над элементами для перемешивание на валу 6 закреплены перфорированный диск 12. Коническое зубчатое колесо 7 и шестеренки 10 и 11 имеют отверстия 13. На валах 6, 8 и 9 установлены мешалки 14 различной формы и размеров. Над подвижным перфорированным диском 12 с зазором в корпусе закреплен также перфорированный диск 15.

Элементы для перемешивания (фиг. 3) на подвижном валу 6 выполнены в виде комбинированного ведущего колеса 16, содержащего конические зубья по обе стороны, с которым входят в зацепление четыре конических ведомых шестеренок 17. На валах, закрепленных в корпусе, устанавливаются дополнительные мешалки 18 различной формы и размеров.

Диспергатор-смеситель работает следующим образом.

Включается двигатель постоянного тока, задается число оборотов в зависимости от вида подготовки ( перемешивание, дис- гюргирование, экстракция). По патрубку 2

подается исследуемая проба, которая заполняет полость корпуса 1, интенсивно перемешивается, многократно подвергаясь воздействию колеса 7, подвижных шестеренок 10, 11 и мешалок 14. При этом, попадая в зазоры между зубьями, составляющие компоненты пробы (частицы нефти, флоры, фауны и т.д.) растираются, а мощные турбулентные потоки при наличии воздуха, который поступает порциями и периодически, обеспечивают интенсивное перемешивание, дробление и т.д.

Перетекание пробы через отверстия 13 в колесе 7 и шестеренках 10 и 11 срезание и дробление смеси дополнительно обеспечивают заданные режимы обработки пробы. Воздух, периодически подаваемый через патрубок 3, и мощные вихревые (турбу- лентные) потоки дополняют силовое воздействие на пробу. Дополнительно установленные мешалки 18 на приводном валу 6 и комбинированное ведущее колесо 16 с ведомыми шестеренками 17 (по фиг. 3) обеспечивают направленный поток пробы. Турбу- лентный поток, поступая на перфорированный диск 12, успокаивается и просачивается через отверстия 15, где затем через патрубок 15 уходит на анализ. При этом происходит дегазация через патрубок 4. Пример конкретного выполнения. Внутренг.ий диаметр корпуса, мм 80 Высота корпуса, мм100

Диаметр ведущего колеса, мм60

Диаметр шестеренок, мм45

Толщина колеса и шестеренок, мм 8 Привод двигателя постоянного тока АВЕ2М

мощность, кВт0,8

число оборотов, об/с10-30

Количество шестеренок, шт.2

Модуль зубьев, m2

Диаметр отверстия на зубчатой поверхности, мм2

Количество мешалок, шт,2

Диаметр отверстия на перфорированных дисках

подвижном 12, мм2

неподвижном, мм1

По сравнению с прототипом в предлагаемом изобретении выполнение элементов для перемешивания в виде ведущего конического зубчатого колеса и по крайней мере двух симметрично расположенных ведомых конических шестеренок, находящихся в контакте с колесом, способствуют интенсификации процесса перемешивания, обеспечивают широкий диапазон работы устройства (смешивание, диспергирование и т.д.) с различными водными смесями. Формула изобретения 1. Диспергатор-смеситель, содержащий

корпус с входными и выходными патрубками, перемешивающие элементы, связанные с приводным валом, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания, перемешивающие элементы выполнены в виде установленных на приводном валу конического зубчатого колеса и по крайней мере двух симметрично расположенных ведомых конических шестеренок, свободно установленных в корпусе.

2. Диспергатор-смеситель по п. 1, о т л и- чающийся тем, что ведущее колесо содержит конические зубья по обе стороны и по крайней мере по две ведомые шестеренки на каждой стороне.

3. Диспергатор-смеситель по п. 1, о т л и- чающийся тем, что каждая ведомая шестеренка содержит по две дополнительные шестеренки.

4.Диспергатор-смеситель по п. 1, отл и- чающийся тем, что на приводном валу

установлены по крайней мере два ведущих колеса со своими ведомыми шестеренками.

5.Диспергатор-смеситель по п. 1, о т л и- чающийся тем. что он снабжен установленными над перемешивающими элементами с зазором друг относительно друга перфорированными дисками, один из которых закреплен на валу привода, а другой -- в корпусе.

6. Диспергатор-смеситель по п. 1, о т л и- чающийся тем, что ведущее колесо и шестеренки имеют сквозные отверстия.

00

со

(О

J

17

Использование: в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: для интенсификации процесса перемешивания перемешивающие элементы выполнены в виде установленных на приводном валу конического зубчатого колеса и по крайней мере двух симметрично расположенных ведомых конических шестеренок, свободно установленных в корпусе. Ведущее колесо содержит конические зубья с обеих сторон и по крайней мере по две ведомые шестеренки на каждой стороне. Каждая ведомая шестеренка содержит по две дополнительные шестеренки. На приводном валу установлены по крайней мере два ведущих колеса со своими ведомыми шестеренками Диспергатор-смеситель снабжен установленными над перемешивающими элементами с зазором друг относительно друга перфорированными дисками, один из которых закреплен на валу привода, а другой - в корпусе. Ведущее колесо и шестеренки имеют сквозные отверстия. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. оо с

Фиг. 4