Реакционный аппарат Советский патент 1981 года по МПК B01J19/18 

1

Изобретение относится к аппаратуре с перемешивающими устройствами, применяемой для перемешивания жидких сред как чистых, так и содержащих нерастворимые газы и твердые частицы, и для проведения химических реакций.

Известен реакционный аппарат с погружным насосом, содержащий вертикальный сосуд со встроенным стаканом, в котором установлен экранированный герметичный электропривод. На консоли вала электропривода, выходящего в реакционную зону аппарата, установлено перемешивающее устройство и несколько выше него на том же валу установлен центробежный насос, полностью погруженный в рабочуго ереду 1.

При работе аппарата погружной центробежный насос забирает (всасывает) жидкость из аппарата и подает ее снова в аппарат, при этом часть жидкости проходит в полость ротора электропривода с подшипниками. Эта часть жидкости идет на смазку подшипников и отводит тепло от ротора электропривода.

Недостатком такого аппарата является ограниченность применения: во-первых, в аппарате могут перерабатываться только чистые жидкости, без содержания твердых частиц, так как рабочая среда отбирается

на смазку подшипников; во-вторых, погружной насос используется только для дополнительного перемешивания и не может быть применен для откачивания рабочей среды, так как подшипники электропривода смазываются рабочей средой, поступающей из аппарата, и при опорожнении последнего могут остаться без смазки и выйти из строя.

В химических производствах при осуществлении ряда процессов возникает необходимость перемешивать жидкость с различными плотностями, а также жидкости, содержащие твердые частицы, которые при прекращении перемешивания быстро выпадают в осадок. Для выгрузки из аппарата таких сред необходимо производить откачивание с помощью погружных центробежных насосов непосредственно из реакционной полости аппарата при работающем перемешивающем устройстве, не допуская расслоения реакционной среды на составляющие, имеющие различные плотности, а также препятствуя выпаданию осадка.

К предлагаемому аппарату наиболее близок реакционный аппарат с погружным насосом, включающий вертикально размещенный сосуд с установленным на нем герметичным экранированным электроприводом. На консоли вала, выходящего в реакционную полость аппарата, установлено перемешивающее устройство и несколько выше него на том же валу установлен цептроОежный насос. При райоте аппарата центро&ежный насос, погруженный в рабочую среду, забирает жидкость из аппарата и подает ее через отводящую трубу к потребителю. Подщипиики электропривода имеют автономную смазку, поэтому их работоспособность не зависит от состава рабочей среды в аппарате 2j.

Однако в таком аппарате всасывание жидкости в центробежный насос производится выше уровня установленного перемешивающего устройства на значительном расстоянии от дна аппарата, поэтому рабочую среду можно откачать из аппарата только частично. Удлинить втулку рабочего колеса центробежного насоса и расположить ее конструктивно ближе ко дну аппарата нельзя, так как этому препятствуют лопасти перемешивающего устройства.

Кроме того, при переработке легкокипящих сред для откачивания их погружным центробежным насосом необходим значительный подпор на всасывании, что требует организации дополнительного подвода в аппарат под давлением инертного газа, так как центробежные насосы с самыми лучшими антикавитационными качествами имеют ограничения по высоте всасывания, а при перекачивании кипящих жидкостей ими необходим подпор на всасывании.

Целью изобретения является повышение производительности аппарата за счет обеспечения полного удаления реакционной среды.

Поставленная цель достигается тем, что у реакционного аппарата, включающего корпус с погружным насосом, экранированный электропривод и лопастную мешалку, рабочее колесо насоса снабжено установленной на входе полой втулкой, на внешней стороне которой закреплены лопасти мешалки, и располол енным во втулке заборным устройством в виде винтовой ленты.

Один конец полой втулки жестко соединен с рабочим колесом центробежного насоса, а другой размещен у днища аппарата, на расстоянии, обеспечивающем проход рабочей среды в полую втулку. Перемешивание реакционной среды обеспечивается лопастями мешалки, установленными снаружи на полой втулке. Для создания подпора (давления) перед рабочим колесом центробежного насоса при переработке и откачивании легкокипящих жидкостей в полой втулке (со стороны дна аппарата) устанавливается заборное устройство в виде винтовой ленты.

Таким образом, установка полой втулки с лопастями, через которую осуществляется подвод жидкости из зоны, расположенной у дна аппарата, обеспечивает почти

полное опорожнение аппарата при непрерывном перемешивании рабочей среды.

Установка заборного устройства в полой

втулке позволяет создать подпор, необходимый для создания условий безкавитационной работы центробежного насоса при

откачивании легкокипящих жидкостей.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат; на фиг. 2 - узел 1 фиг. 1.

Аппарат включает корпус 1, стакан 2, герметично экранированный электропривод 3, перемешивающее устройство 4, рабочее колесо 5 центробежного насоса, корпус 6 насоса, напорную трубу 7, сливную камеру 8, трубу У отбора среды, запорные вентили Ш и П. Устройство 4 состоит из полой втулки 12, лопастной мешалки 13 и заборного устройства 14 в виде винтовой ленты. Колесо 5 состоит из основного диска

15 и покрывающего диска 16.

Аппарат может быть выполнен как со стаканом 2, так и без него. В последнем случае электропривод устанавливается на крышке аппарата. Стакан 2, в котором размещен электропривод, служит только для уменьшения консоли вала электропривода. При работе корпус 1 аппарата заполняется рабочей средой из такого расчета, чтобы уровень жидкости в аппарате был выше

уровня установки центробежного насоса, т. е. чтобы насос оказался полностью погруженным в жидкость. Перемешивание рабочей среды в аппарате осуществляется как перемешивающим устройством, так и

дополнительно за счет работы погружного центробежПого насоса. Дополнительная циркуляция жидкости за счет работы насоса происходит следующим образом: рабочая среда поступает в устройство 14, далее

проходит во втулке 12, поступает в колесо 5 и затем в корпус 6 насоса. После этого жидкость направляется в трубу 7 и через вентиль 10-и трубу 8 поступает снова в аппарат.

llpH откачивании рабочей среды из аппарата вентиль 10 закрывают и открывают вентиль 11. Тогда рабочая среда будет из трубы 7 поступать через вентиль 11 в трубу 9 и далее к потребителю.

Па фиг. 1 изображен аппарат с одним электроприводом, перемешивающим устройством и погружным центробежным насосом. В зависимости от объема аппарата число электроприводов, перемешивающих

устройств и погружных насосов, устанавливаемых в нем, быть различным: от одного и более, при этом часть из них может быть установлена без погружных насосов.

Благодаря такой конструкции перемешивающего устройства и погружного центробежного насоса достигается возможность осуществлять всасывание рабочей среды в непосредственной близости от дна аппарата и производить почти полную откачку

продукта из него. Наличие заборного устройства в виде винтовой ленты обеспечивает возможность удаления легкокипящих жидкостей без дополнительного подпора. Установка лопастей мешалки на полой втулке вблизи от погружного насоса дает возможность поддерживать твердые частицы во взвешенном состоянии, не допуская также расслоения жидкостей различных плотностей, и производить откачивание продукта из аппарата без изменения его дисперсной структуры.

Применение реакционных аппаратов с погружным насосом на нефтехимических заводах и комбинатах дает значительный экономический эффект.

Формула изобретения

Реакционный аппарат, включающий корпус с погружным насосом, экранированный

электропривод и лопастную мешалку, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата за счет обеспечения полного удаления реакционной

среды, рабочее колесо насоса снабжено установленной на входе полой втулкой, на внешней стороне которой закреплены лопасти мешалки, и расположенным во втулке заборным устройством в виде винтовой

ленты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 1140177, кл. 12е, 4/01, 1963.

2. Лопастные насосы. Под ред. Л. П. Гренко и А. Н. Папира. Л., «Машиностроение, 1975, с. 336.