Смеситель для обработки высоковязких сред

 

1. СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОВЯЗКИХ СРЕД, содержащий цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода среды, размещенные в нем чередующиеся статорные и роторные лопасти и приводной вал, отличающийся тем, что,с. целью повышения эффективности процесса смешения путем усиления сдвиговых деформаций, соседние статорные лопасти выполненыв форме противоположно , направленных спиралей. Архимеда , а роторные лопасти снабжены установленными в средней части их рабочих плоскостей продольными ребрами .. 2. Смеситель;, по п.1, о т л ао щ и и с я тем, что отношение про-изведения длины роторных лопастей на их число к шагу спирали статррных о S лопастей равно целому числу. ОЭ 05 оэ ел CD

СОЮЗ СОЩТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШ В 01F 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕ ГЕПЬСТВУ Я %Е Ъ, ъъ (2 1) 3427895/23-26 . (22} 23,04,82 (46) 23.08.83. Бюл. М 30 (72) В.H.Âèàíÿêîâ, Г.Л.Гарбузова, П.А.Онацкий и Т.Г.Халепо (53) 66.063(088.8) .(56} 1.Патент Англии 11" 137960, кл. В2А, 1975

2. Патент С1ИА й" 3709664, С 01 В 33/16, В 01 J 1/04, В 01 F 7/20, 1973. !

54)(57} 1. СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ВЫСОКОВЯЗКИХ СРЕД, содержащий цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода среды, размещенные в нем чередующиеся статорные и ро„„SU„„1036356 А торные лопасти и приводной вал, о тл и ч а ю щ и "ся тем,,что,с. целью повышения эффективности процесса смешения путем усиления сдвиговых деформаций, соседние статорные лопасти выполнены в борме противоположно. направленных спиралей. Архимеда, а роторные лопасти снабжены установленными в средней части их рабочих плоскостей продольными ребрами.

2, Смеситель,. по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что отношение про-. изведения длины роторных лопастей на их число к шагу спирали статорных лопастей равно целому числу.

1036356Изобретение относится к химичес" .кому машиностроению и может быть ис. пользовано при обработке высоковяз ких неньютоновских сред, например при растворении ксантогената целлю- 5 лозы в щелочи и гомогениэации вискозы в производстве синтетических во локон.

Известны смесители с осевым пере мещением обрабатываемой среды, со-, 10 держащие закрепленные в корпусе оди1 или несколько подвижных дисков, че° редующихся с вращающимися на валу дисками. Прорези вращающихся дисков наклонены к оси так, что вход матери- 1g ала в прорезь смещей относительно выхода материала из прорези в направ, лении вращения. Прорези неподвижных дисков имеют наклон в противополож ную сторону (1 ).

2Ь

Однако при вращении вала происходит периодическое совмещение и первкрытие прорезей вращающихся и неподвижных дисков, что вызывает возникновение значительных пульсаций потребляемой мощности и, следовательно, требует установки привода повышенной мощности. Кроме того, конструктивное исполнение дисков радиальными не позволяет интенсифи1цировать проводимые процессы эа счет перемешивания обрабатываемой среды ,в радиальном направлении.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному смесителю является смеситель, содержащий, З5 цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода среды, размещенные в нем чередующиеся статорные и роторные лопасти и приводной вал 12 ).

В этом аппарате вращающиеся радиальные лопасти, .чередующиеся с неподвижными, повернуты относительно друг друга на некоторый угол, например 18 . Этим достигается некотор рое снижение амплитуды пульсаций потребляемой мощности, однако устранить пульсации полностью не удается.

Общий недостаток известных смесителей заключается в конструктивной неприспособленности их для рбработки высоковязких сред с неньютоновскими свойствами, сдвиговые деформации;цдя которых являются предпочтительным средством при перемешива" 55 нии.

Целью изобретения является повы- шение эффективности процесса смешения путем усиления сдвиговых деформаций.

Поставленная цель достигается тем что в смесителе, содержащем цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода среды, размещенные в нем чередующиеся статорные и роторные лопасти и приводной вал, соседние статорные лопасти выполнены в форме противоположно направленных спиралей Архимеда, а роторные лопасти снабжены установленными в средней части их рабочих плоскостей продольными ребрами.

При этом отношение произведения длины роторных лопастей на их число к шагу спирали статорных лопас-, тей равно целому числу.

На фиг. 1 показан предлагаемый смеситель, общий вид; на фиг.2 и

3 - сечение А-А на фиг.1 (при различных вариантах выполнения статорных лопастей ); на фиг.4 - схематическое изображение направления движущегося в смесителе потока.

Смеситель содержит цилиндрический корпус 1 с патрубками 2 и 3 входа и выхода обрабатываемой среды.

Соосно корпусу 1 установлен приводной вал 4 с роторными лопастями 5.

Лопасти 5 чередуются в осевом направлении с закрепленными в корпусе статорными лопастями 6 и 7. Роторные лопасти 5 выполнены из листового (полосового )материала и прикрепле,ны к валу через разъемную ступицу 8, В средней части рабочей плоскости роторных лопастей 5 Ilo всей радиальной длине прикреплены (приварены ) продольные ребра 9, разделяющие рабочую плоскость лопастей 5 на две зоны-.

Лопасти 5 и ребра 9 образуют Т-образное (тавровое ), жесткое соединение.

Одинаковые по конструкции статор" ные лопасти 6 и 7 выполнены также из листового (полосового )материала в форме спиралей Архимеда. В смесителе лопасти 6 относительно сосед" них в осевом направлении лопастей

7 повернуты на 180 (перевернуты ) u имеют противоположные, т.е. левое и правое, направления (фиг.2).

Шаг спиралей, выбран таким, чтобы произведение длины роторной,лопасти на число роторных лопастей, деленноена шаг спирали, было равно целому числу. Под шагом спиралей понимает— ся приращение расстояния точек спира3 О363 ли от центра, соответствующее одному полному обороту спирали.

Бла1-одаря такому выбору шага каждая лопасть ротора постоянно взаимо действует с определенным количеством лопастей статора, например с одной (фиг. 2 ). Выходя из взаимодействия с одной лопастью статора, лопасть ротора тут же начинает входить во взаимодействие со следующей по ходу 10 вращения лопастью отатора. Таким об.разрм, выбранный шаг спиралей статорных лопастей может обеспечивать постоянное взаимодействие с любым постоянным числом лопастей ротора, например с двумя (фиг.3 ), тремя, . четырьмя и т.д.

Смеситель работает следующим образом.

Обрабатываемая высоковязкая среда насосом подается через патрубок 2 внутрь корпуса l смесителя. При вращении вала 4-и закрепленных на нем роторных лопастей 5 среда с поступательным движением вдоль оси вала g5 перемещается также в радиальном на-. правлении. Ребра 9 роторных лопастей 5 являются границей двух разнонаправленных потоков. В зоне одних статорных лопастей 6 материал пере- ЗО мещается от центра к периферии,- а в другой, соседней зоне лопастей 7, 56 4 наоборот, от периферии к-центру.

Помимо указанных перемещений высоковязкая среда с неньютоновскими свойствами, например раствор синтетического каучука или вискоза, постоянно испытывает сдвиговые деформации, существенно способствующие контакту взаимодействующих фаз.

Все перечисленные гидродинамические и механические воздействия на обрабатываемую среду способствуют более .эффективному .ее перемешиванию, повышению гомогенности и, в итоге, улучшению качества конечного продукта. 8 свою очередь, вязкостные свойства неньютоновских сред снижают центробежный эффект и тем самым способствуют организации радиальных разнонаправленных потоков.

Лопасти ротора, находясь в постоянном взаимодействии с определенным числом лопастей статора, создают постоянное во времени сопротивление вращению вала, что обеспечивает постоянство крутящего момента на валу и постоянную во времени амплитуду пульсаций потребляемой мощности.Это позволяет применять двигатель меньшей мощности, что экономит потребление электроэнергии без снижения качества конечного продукта.

1036356

A-Л д-д. сдвиг. Г

1036356

Составитель Н. Федорова

Редактор А.Шишкина Техред М.Надь Корректор A. Ференц

Заказ 5881/5 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l>3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4