Статический лопастный смеситель

 

Изобретение может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической промышленности и позволяет интенсифицировать процесс смешения. Смеситель содержит цилиндрический корпус, внутри которого установлены винтовые смесительные элементы. На боковых кромках элементов выполнены надрезы. Высота надрезов равномерно уменьшается от /0,3-0,4/ D в центре до /0,05-0,1/ D у торцовых кромок смесительного элемента, где D - внутренний диаметр корпуса. Наличие надрезов переменной высоты позволяет дополнительно рассекать на струи периферийный слой жидкости. Возникающие при этом поперечные пульсации различной амплитуды интенсифицируют массоперенос по всему объему смесителя. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (ll >

А1 (51) 5 В 01 F 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4447300/23-26 (22) 27.06.88 (46) 15.03.90. Бюл. Р 10 (71) В сесоюзный научно-исследовательский и проектный институт химической промышленности (72) Э. Г. Медведев, В. А. Романов, Е. A. Мельник, Н. И. Тышкевич, Г. И. Деточка и H. Н. Косиюк (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1230655, кл. В Ol Р 5/06, 1983.

Заявка ФРГ У 3539426, кл. В 01 F 3/08, 1987. (54) СТАТИЧЕСКИЙ JIOIIACTHbIA СМЕСИТЕЛЬ (57) Изобретение может быть использовано в химической, пищевой, фарма- .

Изобретение относится к конструкциям статических смесителей и может быть использовано для смешения жидких компонентов в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышпенности.

Целью изобретения является интенсификация процесса смешения.

На фиг. 1 показан статический лопастный смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на Фиг. 1; на фиг. 3 — схема движения пограничных слоев смеси, узел I на Фиг. I.

Смеситель содержит корпус 1, внутри которого установлены винтовые смесительные элементы 2 с надрезами 3 на боковых кромках, высота которых по вертикальной оси винтовой поверхности выполнена равной (0,3-0,4)d, а затем цевтической промышленности и позволяет интенсифицировать процесс смешения.

Смеситель содержит цилиндрический кор пус, внутри которого установлены винтовые смесительные элементы. На боковых кромках элементов выполнены надрезы. Высота надрезов равномерно уменьшается от (0,3-0,4)d в центре до (0,05-0,1)d у торцовых кромок смесительного элемента, где d — внутренний диаметр корпуса. Наличие надрезов переменной высоты позволяет дополнительно рассекать на струи периферийный слой жидкости. Возникаюшпе при этом поперечные пульсации различной амплитуды интенсифицируют массоперенос по всему объему смесителя. 3 ил. равномерно уменьшающейся по направлению к ее торцовым кромкам до (0,05

0,1)d, где и — внутренний диаметр радиуса. Направления закручивания двух смежных лопастей различны: если одна из лопастей выполнена по спирали левого вращения, то лопасть, ей предшествующая и за ней расположенная,. выполнена по спирали правого вращения.

При этом выходная кромка лопасти повернута по отношению к входной кромо ке на 180, выходная кромка предыдущей лопасти и входная кромка последующей лопасти — взаимно перпендикулярными.

Надрезы, выполненные на боковых кромках. при закрутке лопасти в процессе изготовления смешаются, образуя щели, через которые часть потока из

1549571 полости наоборот.

Устройство работает следующим образом.

Смешиваемые компоненты дозируюшими устройствами (не показано) пбдаются в заданном соотношении в корпус 1 и неподвижный трубопровод, последовательно проходят через смесительные элементы 2 с.надрезами 3 и выходят через выходной патрубок.

При движении через смеситель перемешиваемые компоненты "разрезаются" входной кромкой смесительного элемен- 15 та на два потока. Наличие надрезов переменной высоты на боковых кромках элемента позволяет дополнительно ðàñсекать на струи поток жидкости, прилегающий к- внутренней поверхности 20 корпуса и определяемый высотой над резов (периферийный слой). При прохождении массы через смеситель периферийный слой проходит через закручиваюший элемент практически без вра- 25 щения относительно цилиндрического корпуса, обмениваясь равновеликими потоками струи из двух смежных полостей по длине каждого элемента, при этом в центре элемента обмен потоками происходит в максимальном объеме, уменьшаясь к торцовым кромкам.

Оставшаяся часть потока, проходящая по центру смесителя ядро потока и имеющая поверхность двух. усеченных конусов, соединенных между собой меньшими основаниями, проворачивается на 180 относительно потока на входе о и подается совместно с периферийным потоком на входную кромку следующей лопасти, подвергаясь при этом по всему поперечному сечению интенсивной деформации сдвига при изменении направления вращения на противоположное. 45 ..ериферийный поток, проходя сквозь ели, образованные надрезами, совершает колебательные движения (фиг. 3), частота которых определяется количеством надрезов, а амплитуда — высотой надреза, т.е. величиной образовавшегося зазора.

С учетом того, что высота надрезов на боковой поверхности увеличивается к центру лопасти, на периферийный

55 поток накладываются колебания различной амплитуды, а так как рабочие объемы практически несжимаемы, поперечHble пульсации различной амплитуды пораспространяются на весь периферийный слой, интенсифицируя массоперенос во всем объеме смесителя.

Кроме того, ядро потока при закруто ке на 180 подвергается интенсивной деформации сдвига на границе с периферийным слоем, что дополнительно интенсифицирует процесс смешения.

Оптимальное количество надрезов на боковой кромке винтовой поверхности определялось экспериментальным путем.

Экспериментальная проверка была реализована на лабораторной установке, где в качестве основного компонента использовали глицерин вязкостью

9,31 " 10, трассером служит водный

-1 раствор глицерина, подкрашенный синькой. Для сравнения испытывались смесители: известный, прототип и предлагаемый.

На выходе из смесителя устанавливали проточный фотоэлектрический датчик, контролирующий концентрацию трассера в выходном потоке. Диаметр смесителя 20 мм. В результате сравнения получено, что необходимое качество смеси (близкое к эталону) достигается при использовании в известном смесителе 24 смесительных элементов (с.э.); в смесителе по прототипу 20 с ° э.; в предлагаемом смесителе с высотой надрезов по вертикальной оси (h) при высоте надрезов у торцовых кромок

h< = l,5 мм (0,075 d) и количестве надрезов на боковой кромке n = 11:

5,5 мм (0,275 d) 18 с.э.

6,0 мм (0,3 d) 16 с.э.

7,0 мм (0,35 й) 15 с.э.

8,0 мм (0,4 d) 16 с.э.

8,5 мм (0,425 d) 17 с.э. в предлагаемом смесителе с высотой. надреза у торцовых кромок (h ) при высоте надреза по вертикальной оси

h < = 7 мм (0,35 d) и количестве надрезов на боковой кромке n = 11:

0,5 мм (0,025 d) 17 с.э.

1,0 мм (0,05 d) 15 с.э.

2,0 мм (0,1 d) 15 с.э.

2,5 мм (0,125 d) 19 с.э.

Из полученных данных следует, что наилучшие результаты смешения получены при высоте надрезов боковых кромок по вертикальной оси 6 — 8 мм, т.е., (0,3-0.,4)d и равномерно уменьшающихся по направлению к торцовым кромкам до

1-2 мм, т.е. (0,05-0,1)d.

Составитель Ю. Алуханов

Редактор M. Бандура Техред А.Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 227 Тираж 515 Подписное рчрдлпд

Р 1ЯЛПЖ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

5 154957

Формул а изобретения

Статический лопастный смеситель

7 содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, непод5 вижно установленные в корпусе винтовые смесительные элементы поочередно правой и левой закруток с взаимно перпендикулярными торцовыми кромками 10

1 6 по всей длине боковых кромок которых симметрично продольной оси корпуса выполнены надрезы, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью интенсификации процесса смешения, высота надрезов выполнена равномерно уменьшающейся по направлению к торцовым кромкам от 0,3 — 0,4 до 0 05 — 0,1 внутреннего диаметра корпуса,