Мешалка-реактор Советский патент 1992 года по МПК B01F7/16 F03B1/00 F03B3/00 

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к аппарато- строению, и представляет собой мешалку, снабженную гидроприводом.

Изобретение может применяться в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности в качестве перемешивающего устройства, или реактора, а также в гидро- и энергомашиностроении для привода машин и механизмов.

Известна мешалка, содержащая корпус с патрубками забора-отвода взаимодействующих сред, расположенный в корпусе вал с шарнирно закрепленными на нем лопастями-шнеками, уплотнение вала, вынесенное из зоны перемешивания рабочей среды и привод, соединенный с валом с помощью муфты. Вал мешалки опускается в горловину емкости. Включается привод. Под действием центробежных сил лопасти-шнеки

расходятся в стороны и осуществляется процесс перемешивания.

Основным недостатком мешалки-прототипа является низкая надежность привода из-за отсутствия подшипников на приводном валу и изгиб вала неуравновешенными силами, в особенности при раскрытии обеих лопастей-шнеков в одну сторону.

Другим недостатком, снижающим надежность является неработоспособность мешалки на горячих и высокотоксичных рабочих средах из-за отсутствия охлаждения уплотнения и конструктивного его несовершенства: верхнее уплотнение мешалки разбивается из-за несоосности и биения вала привода и вала лопастей-шнеков.

Кроме того, мешалка-прототип не позволяет регулировать число оборотов и, следовательно, нет условий для настройки ее на оптимальный режим работы.

Ч VJ

сл

ел со

Целью настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков, т.е. повышение надежности и эффективности перемешивания.

На фиг. 1 - изображена мешалка-реактор в продольном разрезе; на фиг. 2 - вид по стрелке А-А на фиг. 1; на фиг 3 - вид по стрелке Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение по стрелке В-В фиг. 1; на фиг. 5 - вид по стрелке Г на фиг. 1; на фиг. 6 - вариант крепления подшипникового узла и его конструкция; на фиг. 7 - конструкция завихрителя и радиальных перегородок торообразной камеры в продольном разрезе; на фиг. 8 - вид по стрелке Д на фиг. 7.

Мешалка-реактор содержит корпус 1 с кольцевой камерой 2, патрубком 3 для подвода активного потока рабочей среды и 4 - для отвода его. В корпусе 1 с помощью подшипникового узла 5 смонтирован вал б с шарнирно закрепленными на нем лопастями 7, оси 8 которых смещены от продольной оси вала 6. Своим нижним концом с лопастями 7 вал 6 помещается через горловину 9 в емкости 10 мешалки-реактора и герметизируется с помощью сальникового уплотнения 11. Верхний конец вала 6 располагается в кольцевой камере 2 корпуса 1 и герметизируется с помощью сальникового уплотнения 12. На верхнем конце вала б крепится лопастное центробежное крлесо 13. Вал 6 в зоне уплотнений 11, 12 и подшипникового узла 5 выполнен пустотелым. Его внутренняя полость 14 соединена с полостью патрубка 3 для того, чтобы активный поток рабочей среды мог интенсивно охлаждать подшипниковый узел 5 и уплотнения 11, 12 изнутри за счет теплопередачи теплопроводностью и конвекцией. Кольцевая камера 2 в зоне над лопастями центробежного колеса 13 выполнена торообразной и снабжена радиальными перегородками 15 для создания циркуляционных полостей 16. В патрубке 3 для подвода активного потока рабочей среды располагается завихритель 17. Циркуляционные полссти 16 соединены межлопаточными криволинейными каналами 18 лопастного центробежного колеса 13 с патрубком 3 подвода активного потока рабочей среды и через кольцевой радиальный зазор 19 между внутренними стенками кольцевой камеры 2 и боковой поверхностью лопастного центробежного колеса 13с полостью патрубка 4 отвода потока. Подшипниковый узел 5 может крепиться на корпусе 1 с помощью фланцев (см. фиг. 1), что предпочтительно, или с помощью щек 20 (см. фиг. 6). Сальниковое уплотнение 11 может

дополнительно снабжаться наружной охлаждающей рубашкой 21 (см. фиг. 1).

Мешалка-реактор работает следующим образом. Активный поток рабочей среды

под давлением поступает в патрубок 3, где закручивается завихрителем 17 и двигаясь по межлопаточным криволинейным каналам 18 лопастного центробежного колеса 13 изменяет свое направление и тем самым

0 приводит его и вал во вращение. Далее активный поток рабочей среды закручивается горообразными стенками кольцевой камеры 2 и радиальными перегородками 15 в вихрь, который вторично взаимодействует с

5 лопастным центробежным колесом 13 и отдает ему свою энергию. На периферии вихрей, циркулирующих в полостях 16 создается зона повышенного давления, в результате чего часть потока через радиаль0 ный зазор 19 перетечет в нижнюю часть кольцевой камеры 2 и из нее по патрубку 4 на слив. Оставшаяся часть снова направляется на циркуляцию в полость 16. Присоединение циркулирующих масс к активному

5 потоку рабочей среды увеличивают суммарную массу его, т.е. массу и скорость потока, движущегося по межлопаточным криволинейным каналам. 18. Это увеличивает реактивную силу и крутящий момент на

0 лопастном центробежном колесе 13 и валу 6. Изменяя количество и/или давление активного потока, поступающего в патрубок 3, регулируют число оборотов вала 6, и следовательно, скорость перемешивания и/или

5 реакции рабочей жидкости, находящейся в емкости 10 мешалки-реактора. Выделяющееся в узлах уплотнений 11, 12 и подшипниковом узле 5 тепло за счет эффекта тепловой трубы отводится вместе с жидкостью, цир0 купирующей во внутренней полости 14 вала 6 (частью активного потока рабочей среды), что повышает надежность, долговечность и работоспособность мешалки-реактора. При этом лопасти 7, за счет смещения их осей 8

5 от продольной оси вала 6, всегда при вращении вала 6, раскрываются центробежными силами в разные стороны, ч го уменьшает неуравновешенные нагрузки, действующие на вал 6, а это также повышает надежность

0 и работоспособность привода мешалки-реактора.

Формул 8 изобретени я Мешалка-реактор, содержащая корпус, расположенный в корпусе вал с шарнирно

5 закрепленными в нижней его части лопастями мешалки, привод, соединенный с верхней частью азла, и уплотнения, установленные вне зоны перемешивания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности перемешивания, вал снабжен подшипниковыми опорами и выполнен полым в верхней своей части, а привод выполнен в виде гидротурбины, состоящей из кольцевой камеры, патколеса, насаженного на вал и расположенного в кольцевой камере, верхняя часть которой над колесом выполнена горообразной и снабжена радиальными перегородками.

Использование: в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности, в качестве перемешивающего устройства, или реактора, а также в гидро- и энергомашиностроении для привода машин и механизмов. Сущность изобретения: мешалка-реактор содержит корпус, расположенный в корпусе вал с шарнирно закрепленными в нижней его части лопастями мешалки со смещенным относительно оси центром тяжести, привод соединенный с верхнейчастью вала, и уплотнения, установленные сне зоны перемешивания. При этом, вал снабжен подшипниковыми опорами и выполнен в верхней своей части полым, а привод содержит гидротурбину, состоящую из кольцевой камеры, патрубков подвода и отвода активного потока рабочей среды, лопастного центробежного колеса, насаженного на вал и расположенного в кольцевой камере, верхняя часть которой выполнена торообразной и снабжена радиальными перегородками. 8 ил. fe

рубков подвода и отвода активного потока 5 при этом лопасти мешалки выполнены со рабочей среды, лопастного центробежного смещенным от оси центром тяжести.

Ф//2./

Фиг. 3

Qus.lf

ВидГ

Фиг 5

.BuM

Фиг.&