Устройство для механического перемешивания жидкостей Советский патент 1982 года по МПК B01F7/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к перемешиванию и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и в других отраслях народного хозяйства, в частности в процессах приготовления жидких и вязких смесей в вертикальных аппаратах с мешалками. Известны устройства механического перемешивания жидксютей и вязких веществ в вертикальных аппаратах, в которых для интенсификации процесса в корпусе смонтированы неподвижные рассекатели иге отражатели потока в виде пластан или стержней l. Недостатком этих устройств является то, что непоовижные рассекатели, способствуя перемешиванию массы только в местах их расположения, не обеспечивают массообмен по всему сече1шю потока. При установке рассекателей в виде пластин на тыльной стороне их оседают вязкие и твердые фракции, вследствие чего нарушается пропорциональность соаержания компонентов в конечном продукте, ухудшается его качество. Наиболее близким по технической суш- ности к изобретению является устройство цля механического перемешивания жидкостей, содержащее вертикальный корпус с осевой мешалкой и рассекателем, непопгвижно закрепленным на крышке корпуса 2°, Недостатки взвесгаого устройства состоят в том, что неподвижный рассекатель потока создает локальные завихрения в массе только за счет парусноспс и обеспечивает массообмен только в занимаемой им зоне, не возбуждая при этом в окружном потоке вторичных циркуляции (рашальных, осевых потоков и цр.) не способствует массообмену по псему потока, вследствие чего увеличивается время перемешивания, iepro-и трудоемкость процесса. Кинетическая энергия окружного потока не используется для активного воздействия на г Эоцесс перемешивания.

Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания и повьпиение его эффективности.

Поставленная цель аостигается тем, что в устройстве для механического пере- 5 мешивания жицкосгей, соцержащем вертикальный корпус с осевой мешалкой и рассекатель, неподвижно закрепленный на крышке корпуса, рассекатель снабжен свободно вращающейся крыльчаткой.О

При этом рассекатель установлен в аппарате с возможностью измерения угла наклона.

Интенсификация процесса перемешивания происходит в результате возбуждения 15 дополнительных завихрений и вторичных потоков в перемешиваемой массе.

Повышение эффективности процесса перемешивания заключается в повышении качества готового продукта, так как с 20 помощью вращающейся крыльчатки производится перенос массы в радиальном и осевом направлении, при этом на лопастях не задерживаются никакие компоненты, они смываются набегающими окруж- 25 ными потоками. Это позволяет сохранить заданную пропорциональность компонентов в продукте. ; .

На фиг. 1 схематично изображено устройство, общий вид на фиг. 2 - то же, зо вид сверху; на фиг. 3 - крыльчатка; на фиг. 4 - схема взаимодействия крыльчатки с перемешиваемой массой.

В вертикальном корпусе 1 установлена осевая машалка 2. Крыльчатка 3, име-}5 ющая возможность свободного вращения, установлена на рассекателе 4, верхний конец которого неподвижно закреплен в крышке 5 одного из люков корпуса I. oL - 1 уГлы между, осью вращения осе- 40 вой мешалки и рассекателем.

Устройство работает следующим образом.

Перемешиваемой массе, загруженной в вертикальный корпус I, придается вра- 5 щагельное движение с помсяцью осевой мешалки 2.

Крыльчатка 3 под действием окружного потока массы вращается на рассекателе 4, который неподвижно закреплен на крышке 5.

При вращении крыльчатки 3 ее лопасти захватывают перемешиваемую массу, переносят ее в радиальном направлении относительно оси вращения окружного по- 55 тока, создаваемого осевой мешалкой 2, а при установке рассекатель 4 под углом к оси вращения потока - и в осевом, а

также создают завихрения в окружном потоке благодаря наличию парусности -конструкции рассекателя. Крыльчатка 3 вращается до тек пор, псжа в массе есть окружной поток. Вследствие того, что крылчатка 3 полностью омывается окружным потоком, на ее плоскостях не зацержи&аются компоненты перемешиваемой массы.

При вращении крыльчатки 3 создается эффект шагания ее в окружном потоке. Поэтому парусность ее уменьшается, а вторичные потоки и турбулентные завихрения, создаваемые ею, устойчивы. Форма, количество и размер лопастей крыльчатки 3 и углы с и р определяются по известным законам гидродинамики или подбираются опытным путем в зависимости от KoHKpeTHbts условий (мощность привода, вязкость и плотность массы, габариты аппарата, тип мешалки и т.п.).

.Для создания более устойчивого крутящего момента на крыльчатке, количество лопастей не должно быть менее трех.

Перемешивание-возбуждение в окружном потоке вторичной циркуляции возникает вследствие наличия крутящего момента на крыльчатке, пересекающей слои

кшцентрических потоков жидкости. Линейная скорость и энергия отдельных слоев окружного потока, при прочих равных условиях, возрастают по мере удаления их от оси вращения массы. Под действием энергии слоев окружного потока на крыльчатке 3 возникает крутяший момент. При вращении лопастей крыльчатки 3 вокруг своей оси происходит перенос перемешиваемой массы - возбуждается вторичная циркуляция в пересекаемых крыльчаткой и прилегающих к ней слоях окружного потока. После прохождения крыльчатки 3 в окружном потоке снова форми руются параллельные концен1 рические слои с равными угловыми

скоростями, а при встрече их с крыльчаткой процесс перемешивания возобновляется.

Формула изобретения

./

Фмг.1

Фиг A