Перемешивающее устройство лабораторного автоклава Советский патент 1982 года по МПК B01F3/12 B01F7/16 

Изобретение относится к автоклавной технике, в частности к перемешивающим устройствам лабораторных авто клавов, и предназначено для проведения лабораторных исследований в автоклаве при изучении процессов между твердой порошкообразной .и жидкой фазами, когда их смешивание необходимо произвести при достижении заданных параметров в автоклаве (температуры, давления) в момент запуска мешалки (начало опыта).

Известно перемешивающее устройство, представляющее собой цилиндрическую смесительную головку, в которой располагается один или два статора с радигитьными направляющими лопатками и ротор, имеющий лопасти. Ротор находится на валу, связйнном через втулку с валом двигателя, с помощью которой мокно менять величину зазора меящу направляющими лопатками верхнего или никнего статора и лопастями ротора.

Устройство предназначено для интенсивного перемешивания пульпы в реакционном сосуде, а при уменьшении между лопатками верхнего или нижнего статора и лопастями ротора

и для измельчения смешиваемого материала

Однако это устройство не может с осуществлять подачу порошкообразной навески в жидкую фазу пульпы при достижении заданных параметров процесса, в момент запуска двигателя не только в автоклавных, но даже ц, и в обычных условиях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является перемешивающее устройство, содержащее корпус, вал с винтовой мешалкой и закрепленный на них вертикальный цилиндр.

Данное устройство позволяет создавать восходящие потоки пульгш или раствора с переливом через верхнюю кромку цилиндра, при этом направ20ляющие вертикальные пластины предотвращают круговое враьдение пульпы или раствора f 2.

недостатком известного устройства является то, что оно не может по25давать порошкообразную навеску в жидкую фазу пульпы при достижении заданных параметров автоклавного процесса в момент запуска мешалки.

Необходимость раэдельногд разме

30 щения твердой и жидкой фаз в реакционном стакане автоклава до достижения заданных температур и давления связана с возможностью частичного прохождения процесса между фазами до пуска мешалки и образованияг побочных продуктов взаимодействия, .соответствующих этому переменному режиму. Смешивание твердой и жидкой фаз при заданных параметрах позволяет получать более достоверные научные данные как по кинематике процесса, так и по продуктам опыта. Эта операция связана со значительными техническими трудностями и выпол- . няется только с помоцью дополнительных приспособлений, конструктивно не связанных с описанным устройством. Например, внесение порошкообразной навески в жидкую фазу в начале опыта (пуск мешалки; при разбивании стеклянной ампулы мешалкой перемешивающего устройства или с помощью какого-либо устройства приводит к засорению твердого остатка от опыта осколкамистекла и затруднениям в анализе его состава.Введение в автоклав порошкообразной навески с помощью различных питателей практически исключает точное весовое дозирование материала.

Цель изобретения - повышение эффективности исследования.

Поставленная цель достигается тем что в перемешивающем устройстве лабораторного автоклава, содержащем корпус, вал с винтовой мешалкой, статор с направляющими вертикальными пластинами и закрепленный на них вертикальный цилиндр, последний снаб жен горизонтальными пластинами, установленными в его верхней части с возможностью поворота и опирэиП1имися одним концом на вертикальные пластины.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на-фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Перемешивающее устройство состоит из вала с винтовой мешалкой 1, статора 2, прикрепленного к крышке автоклава и имеющего вертикальные направляющие пластины 3, закрепленного на них вертикального цилиндра 4 в верхней части которого находятся : горизонтальные пластины 5 с полуося ми 6 и установочными винтами 7, образующими ось вращения пластин 5. Одним концом горизонтальные пластины 5 опираются на направляющие вертикальные пластины 3 статора 2, второй конец их свободен (поэтому пластины 5 могут поворачиваться вокруг осей только в одном направлении). Ввиду асимметрии пластин 5 их концы, опирающиеся на вертикальные пластины 3, имеют вес больше, чем свободные концы.

В исходном положении перед началом опыта пластины 5 перемешивающего устройства ввиду дебаланса находятся в горизонтальном положении и опираются одним концом на вертикальные направляющие пластины 3 статора 2. Навеску материала загружают равномерным слоем в кольцевое бункерное пространство, при этом пластины 5 продолжают сохранять горизонтальное положение ввид того, что более тяжелая половина каждой пластины опирается на направляющую пластину 3 статора 2, а также из-за сцепления частичек на вески между собой. В реакционный сосуд автоклава заливают необходимый объем жидкости из того расчета, чтобы ее уровень после сборки автоклава был ниже уровня горизонтальных пластин 5.

При достижении заданных параметров процесса в автоклаве (температуры, давления производят запуск мешалки 1 (начало опыта. В этот момент за счет восходящего потока жидкости у пластин 5 возникает вращающий момент относительно их осей. Это происходит ввиду того, что направляющие вертикальные пластины 3 статора 2 воспринимают гидравлический напор набегающего потока жидкости, создаваемый винтовой мешакой 1, и на одной стороне вертикальных пластин возникает зона повышеннного давления, а на другой - пониженного По указанным причинам пластины 5 принимают вертикальное положение, которое они сохраняют в течение всего времени работы мешалки 1. Навеска материала смывается с пластин 5 потоком жидкости. Пластины 5 в установившемся положении оказывают незначительное влияние на гидродинамику системы. Фиксация пластин 5 в горизонтальном положении при неработающей меыалке 1 может осуществляться не только за счет опоры их на вертикальные пластины, но и другими спосо.бами (например, с помощью подпружиненных шариков). .

Наличие поворотных пластину предлагаемого перемешивающего устройства позволяет наряду с интенсивным перемешиванием пульпы, которое обеспечивается .стандартным перемешиваюлЛМ устройством,, производить смешивание навески порошкообразного материала с жидкой фазой в момент запуска мешалки при достижении заданных параметров в автоклаве.. Это дает возможность изучать кинетику различных взаимодействий между твердой порошкообразной и жидкой фазами без образования побочных продуктов взаимодействия ( соответствуюних перемен:1|хму температурном:/ ре |симу при р,1):.ОГреве автоклава S , что