Статический смеситель Советский патент 1982 года по МПК B01F5/00 

Изобретение относится к области перемешивания жидких сред, преимущественно вязких растворов и расплавов, и может, например, использоваться на машинах производств химических волокон.

Известен статический смеситель, представляющий собой полую горизонтальную трубу с расположенными под углом 90° к продольной оси элементами в виде пары плоских пластин, каждая из которых имеет несколько заостренных граней полуэллиптической формы.Эти пластины образуют первую перегородку. Под углом к первой перегородке расположена вторая пара пластин с линейными и полуэллиптическими гранями 1.

Недостатком смесителя является значительное сопротивление течению жидкости. Кроме этого, стремление обеспечить интенсивное смешивание приводит к усложнению фор1иы смесительных элементов и удорожанию изготовления, а стремление к упрощению их формы снижает интенсивность смешивания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является статический смеситель, выполненный в виде трубы

с последовательно установленными в ней смесительными элементами, каждый из которых имеет форму цилиндрической пробки. В пробке выполнены два пересекающихся канала. Переме1иивание жидкости происходит за счет турбулентного течения в месте пересечения каналов 2 .

Известный статический смеситель не может обеспечить высокую степень перемешивания жидкости, поскольку отдельные потоки, сливаясь в месте пересечения каналов, расходятся без

15 проникновения друг в друга. Иными словами, потоки входят в тело смесительного элемента и выходят из него в тех же точках поперечного сечения трубы. Цель изобретения - интенсификация

20 перемешивания.

Указанная цель достигается тем, что в статическом смесителе, содержащем последовательно установленные смесительные элементы, каждый из которьх выполнен в виде пробки со сквозными, попарно пересекающимися каналами, торцовые поверхности смесите.пьных-элементов выполнены в виде двух плоскостей, расположенных под углом одна к другой, а каждый из каналов

иентирован в направлении противожащих плоскостей.

При этом расстояние между осями гресекающихся каналов составляет 25-0,75 диаметра канала.

На фиг.1 изображен статический 1еситель, продольное сечение, на 1Г.2 - сечение А-А на фиг,1

Статический смеситель содержит труб в которой установлены последовально друг за другом несколько сметельных элементов 2, выполненных в :де пробок. Торцовые поверхности.про1К имеют форму двух плоскостей 3, 1сйоложенных под углом одна к дру)й. При этом каждый следующий по хо жидкости элемент повернут вокруг ;и трубы относительно предыдущего I 90°. В теле пробок выполнены ка1лы 4, каждый из которь:х ориентиро1Н в направлении противолежащих юскостей. Каналы выполнены попарно гресекающимися. Расстояние между их ;ями составляет 0,25-0,75 диаметра шала.

Устройство работает следующим обра м..

Жидкость (расплав полимера),дви1ясь по 1рубе, разделяется на два зтока посредством ребра, образован5ГО плоскостями торцовой поверхносJ, и устремляется в каналы 4,

Перемешивание жидкости происходит i счет турбулентного течения на участэ пересечения каналов, переориентаiH потока по сечению трубы и взаимзго проникновения части потоков друг друга на участке пересечения кана5В.

Турбулизация потоков на участке эресечения каналов происходит пото/, что в этом месте резко возрастает орость жидкости, обусловленная тем, го в зоне пересечения каналов сумарная площадь их поперечного сечеля меньше суммарной площади сеченя на других участках. .

Переориентация потоков происходит отому, что каждый канал соединяет ротиволежащие плоск.ости на торцах месительного элемента. При этом в . оне пересечения оси каналов проходят а расстоянии друг от друга, а потои, сливаясь в этой зоне, не могут овлиять друг на друга настолько, чтоы изменить направление течения.

В случае, если в зоне пересечения ан4лов расстояние между их осями раво мулю, т.е. оси каналов пересекаютя, то потоки при сливании образуют

две параллельных струи, которые отклняют друг друга и изменяют направление течения. Иными словами, каждый поток до зоны пересечения движется по одному каналу, а после зоны пересечения - по другому. Эффект смешени в данном случае происходит лишь за счет турбулизации потока в зоне пересечения каналов, а переориентация и взаимно проникновение потоков полностью отсутствует. В случае, если оси каналов отстоят в зоне пересечения на величину диаметра канала, каналы только касаются друг друга, но не имеют участка пересечения. В этом случае эффект перемешивания достигается только за счет переориентации, а Турбулизация и взаимное проникновение потоков отсутствует. Следовательно, наибольшую интенсивность перемешивайия можно достигнуть только в случае, если расстояние между осями каналов в зоне их пересечения лежит в пределах 0,25-0,75 диаметра канала.

Интенсификация смешения предлагаемого смесителя обеспечивается одновременным проявлением трех эффектов: турбулентности течения, переориентации и взаимного проникновения потоков.

Формула изобретения

, Статический смеситель, содержащий трубу, в которой последовательно установлены смесительные элементы, каждый из которых выполнен в виде пробки со сквозными, попарно пересекающимися каналами, .о т л и ч а гаад и и с я тем, что, с делью интенсификации перемешивания, торцовые поверхности смесительных элементов выполнены в виде двух.плоскостей расположенных под углом одна к другой, а каждый из каналов ориентирован в направлении противолежащих плоскостей. .

2. Смеситель по п.1,отличаю щи и с я тем, что расстояние между осями пересекающихся каналов составляет 0,25-0,75 диаметра канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..Патент Великобритании

1380142, КЛ.В1С, опублик. 08.01.75. 2.Патент США № 3860217,кл. 259-4, опублик. 14,01.75 (прототип).