Вибрационный массообменный аппарат

 

)1зобретение относится к химическому , нефтехимическому и пищевому машиностроению , в частности к массообменным аппаратам для.обработки высоковязких жидкостей, а также жидкостных систем, содержащих твердые частицы , и позволяет повысить производительность и функциональные возможности аппарата. Вибрационный массообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус I, вертикальный вал с перемешивающими эле

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (дц 4 В 01 D 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСМОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР (21) 4008909/31-26 (22) 16.01.86 (46) 07.02.89. Бюл, Р 5 (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) В.П. Прохоров, Н.И. Прохорова, и В.Н.Мальков (53) 66.061.5 (088.8) (56) Патент Японии У 49-46350, кл. В 01 F 7/16, 1970. (54) ВИБРАЦИОННЫЙ МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

„„SU„„1456177 (57),Изобретение относится к химическому, нефтехимическому и пищевому машиностроению, в частности к массообменным аппаратам для. обработки высоковязких жидкостей, а также жидкостных систем, содержащих твердые частицы, и позволяет повысить производительность и функциональные возможности аппарата. Вибрационный массообменный аппарат содержит вертикапьный цилиндрический корпус 1, вертикальный вал с перемешивакщим эле4h

Ql

Cb Ч 3!

456177 ментами 3, установленный в опорах корпуса с воэможностью циклического винтового перемещения вдоль оси вала, патрубки для подачи и вывода легкой и тяжелой фаз перемешиваемых жид- . костей и привод вертикального вала, который выполнен зубчатым двуступенчатым, состоящим из ведущего 9 и ведомого 10 зубчатых колес, зубья которых нарезаны на конических волнистых начальных поверхностях, ведущее зубчатое колесо жестко закреппено на пустотелом валу 11 клиноременной передачи 12, смонтированной на корпусе, Изобретение относится к химическому, нефтехимическому и пищевому машиностроению, в частности к массообменным аппаратам для обработки высоко-, вязких жидкостей, а также. жидкостных 5 систем, содержащих твердые частицы.

Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей вибрационного массообменного аппарата путем обеспечения воэможности изменения амплитуды и частоты циклического осевого перемещения и закона перемещения вертикального вала.

На чертеже приведена схема вибрационного массообменного аппарата.

Вибрационный массообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, вертикальный вал

2 с перемешивающими элементами 3, установленный в опорах 4 корпуса 1 с возможностью циклического винтового перемещения вдоль оси вала 2, патрубки 5-8 подачи и выхода соответственно легкой и тяжелой фаэ и привод вертикального вала 2, Привод вертикального вала 2 выполнен зубчатым двуступенчатым, состоящим из ведущеrо 9 и ведомого 10 зубчатых колес, 3< зубья которых нарезаны на конических. волнистых начальных поверхностях, ведущее зубчатое колесо 9 жестко закреплено иа пустотелом валу 11 -клиноременной передачи 12, смонтированной иа корпусе 1 и получающей движение от электродвигателя 13, Ведомое эубведомое зубчатое колесо жестко связано с вертикальным валом, проходящим внутри пустотелого нала, и взаимодействует с ведущим через промежуточное коническое колесо 14, опора которого размещена в ползуне 15, связанном с прямолинейной направляющей б водила 17 поступательной парой вдоль оси вертикального вала, и водило установлено в корпусе с возможностью вращения и жестко связано с червячным колесом 18, эацеппяющимся с управлякщим червяком 19 ° 1 ил. чатое колесо 10 жестко связано с вертикальным валом 2, проходящим внутри пустотелого вала 11, и взаимодействует с ведущим колесом 9 через промежуточное коническое зубчатое колесо

14; опора которого размещена в ползуне 15, связанном с прямолинейной направляющей 16 водила 17 поступательной вдоль оси вертикального вала

2 кинематической парой. Водило 1? установлено в корпусе 1 с возможностью вращения и жестко связано с червячным колесом 18 зацеппяющимся с управляющим червяком 19. Водило 17 может вращаться вокруг оси вала 2 и может быть зафиксировано относительно корпуса 1 в любом положении с помощью червячного колеса 18 и червяка

19. При этом, если форма конической волнистой поверхности зубчатого колеса 9 обеспечивает перемещение зубчатого колеса 14 вдоль оси вертикального вала 2, например, по гармоническому з акону

8 = Atl- cos(kit +ц)), а форма волнистой начальной поверхности зубчатого колеса 10 обеспечивает его осевое перемещение относительно зубчатого колеса 14 по аналогичному закону:,о t 1-соз(!с„ыщ t + Ч, )j, то суммарное перемещение зубчатого колеса 10 и, следовательно, вертикального вала 2 с перемешивающими

145б177 элементами 3 относительно корпуса 1 происходит по зависимости

S> = S,++ S«A>(I-cos(k>ur > t + <4 )). с, + A«(I cos(k« «t + g„)j, (1)

1 где А амплитуда циклического осевого перемещения колеса 10 относитель - 10 но колеса 14; » «угловые скорости колес

9 и 10;

k9,k — число волн на начальных

1о поверхностях колес 9 и 1Ь

10;

1 — время; — начальное угловое поло9 жение зубчатого колеса

9 относительно корпуса; 20 начальное угловое поло10 жение зубчатого колеса

I0 относительно корпуса.

Если, в частном случае, при А 11 =

А1о= Ае К = К «= Кэ "19= 1о ю в соответствии с (1) осевые колебания вертикального вала 2 относительно корпуса 1 отсутствуют при

= 71 и происходит с минимапьной амплитудой 2А при ц — „= О.

Вибрационный массообменный аппарат работает следующим образом.

Внутрь корпуса 1 через патрубки 5 и 6 подаются для амешивания соответственно легкая и тяжелая фаза пере-15 мешиваемых жидкостей. При включении электродвигателя 13 вертикальный вал

2 с перемешивающими элементами 3 через клиноременную передачу 12 в результате взаимодействия зубчатых 40 колес 9,14 и 10 получает циклическое винтовое движение, вследствие чего происходит интенсивное перемешивание двух фаэ. Через патрубки 7 и 8 происходит выход легкой и тяжелой фаз ° 45

Для повышения производительности процесса перемешивания при изменении состава перемешиваемых жидкостей или при их замене путем установки оптимальных параметров движения верти- б0 кального вала 2 амплитуду А осевого колебания вала 2 можно регулировать вращением червяка 19. При этом вра-. щение червяка 19 преобразуется во вращение . червячного колеса 18 и водила 17 на требуемый угол. В результате регулировки гребни и впадины волнистых начальных поверхностей колес 9 и 10 смещаются по фазе на требуемый угол у — с «, что обеспечивает в соответствии с формулой (1) изменение амплитуды циклического осевого перемещения колеса 10 и, следовательно, нала 2 с перемешивающими элементами 3 ° Для изменения частоты осевого колебания вала 2 сообщают вращение червяку 19 и обеспечивают условие ы w -м «, Таким образ ом, применение предлага». емого вибрационного массообменного аппарата увеличивает при прочих равных условиях (габаритах, объеме рабочей. камеры и др.) производительность процесса перемешивания и расширяет его технологические воэможности, так как такая конструкция позволяет установить оптимальные по критерию производительности значения параметров перемешивания как в процессе перемешивания, так и при переходе к новым исходным продуктам за счет регулировки амппитуды и частоты циклического осевого перемещения перемешивающих элементов и закон их движения.

Формул а из обр ет ения

Вибрационный массообменный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, вертикальный вал с перемешивающими элементами, установленный в опорах корпуса с возможностью цикличесекго винтового перемещения вдоль оси вала, атрубки для подачи и вывода легкой и тяжелой фаз, привод вертикального вала, включающий ведущее зубчатое колесо, жестко закреппенное на валу клиноременной передачи, ведомое зубчатое колесо, жестко связанное с вертикальным валом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей путем обеспечения возможности изменения амплитуды и частоты циклического осевого перемещения вертикального вала, привпд снабжен промежуточным коническим зубчатым колесом, ползуном, прямолинейной направляющей, водилом, червячным колесом и червяком, при этом зубья ведущего и ведомого .колеса нарезаны по коническим волнистым поверхностям, вал клиноременной передачи выполнен пустотелым и установлен соосно с вертикальным валом, промежуточное зубча1456177

6 . направляющей водила, которое установлено в корпусе с возможностью вращения и жестко связано с червячным колесом, тое коническое колесо, опора которого размещена в ползуне, связано через зацепление с ведущим и ведомым колесом, ползун связан с прямолинейной

Составитель А. Сондор

Техред Л.Олийнык

Корректор С.Черни

Редактор М.Бланар

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 (Заказ 7482/8 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5