Мешалка

 

Изобретение относится к мешалкам и позволяет повысить эффективность перемешивания при малых числах оборотов. Мешалка содержит ступицу 1, на которой закреплены лопасти 2. Лопасти выполнены в виде изогнутых по винтовой линии полос с углом завивки 15-60°. Концы полос резаны под углом, равным углу завивки лопастей. Лопасти наклонены к горизонтальной плоскости под углом на 10-15° меньше угла их завивки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 F 7 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4259193/31-26 (22) 09.06.87 (46) 30.04.90. Бюл. № 16 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) К. А. Барсук, А. H. Веригин, И. А. Щупляк, В. В. Фурнэ и И. И. Лесников (53) 66.063 (088.8) (56) Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л.: Химия, 1975, с. 125.

„„ЯЦ„„ 1560288 А 1

2 (54) МЕШАЛКА (57) Изобретение относится к мешалкам и позволяет повысить эффективность перемешивания при малых числах оборотов. Мешалка содержит ступицу 1, на которой закреплены лопасти 2. Лопасти выполнены в виде изогнутых по винтовой линии полос с углом завивки 15 — 60 . Концы полос срезаны под углом, равным углу завивки лопастей. Лопасти наклонены к горизонтальной плоскости под углом на 10 — 15 меньше угла их завивки. 1 ил.

1560288

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано в химической, нефтехимической, целлюлозной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности перемешивания при малых числах оборотов.

На чертеже схематически изображена предлагаемая мешалка.

Мешалка содержит ступицу 1, на которой закреплены лопасти 2. Лопасти выполнены в виде изогнутых по винтовой линии полос с углом завивки у=15 — 60 . Концы полос срезаны под углом, равным углу завивки лопастей.

Лопасти наклонены к горизонтальной плоскости под углом а на 10 — 15 меньше угла их завивки.

Мешалка работает следующим образом.

При вращении часть лопасти 2, расположенная ближе к ступице 1, работает как осевой насос, создавая осевые потоки жидкости, а часть лопасти, расположенная в периферийной области, создает центробежный эффект. Благодаря наложению полей центробежных и осевых сил, достигается высокоэффективное перемешивание по всему объему аппарата.

Ограничение угла завивки лопасти пределами 15 — 60 и угла наклона лопастей по отношению к горизонтальной плоскости на

10 — 15 меньше угла завивки обусловлено тем, что при превышении указанных пределов соотношений мешалка имеет габариты (диаметр и/или высоту), затрудняющие установку ее в аппарате, особенно при наличии в рабочем объеме дополнительных устройств (приспособления загрузки и выгрузки, теплообменные устройства, измерительные приборы и т. д.).

Срез концов лопастей под тем же углом, что и угол завивки лопасти, позволяет избежать нарушений режима течения жидкой фазы вследствие изменения направления действия усилия лопасти, что ведет к образованию внутренних вихрей в пространстве, ометаемом мешалкой.

Достижение положительного эффекта именно при заявленных интервалах углов подтверждается результатами исследований.

Исследования проводились на аппарате с коническим днищем. (полный объем

135 л, рабочий объем V 120 л, отношение высот цилиндрической и конической частей аппарата й„/h 0,5, угол раскрытия конуса 45 ), на системе «жидкость — твердое», в которой роль твердой фазы выполнял кварцевый песок (полидисперсная фракция с размером частиц 6=0 — 1200 мкм).

Коэффициент загрузки твердой фазы р=1,3 мас.о.

Отбор проб суспензии проводился через стенку аппарата в точках, различных по выВзвешивание твердой фазы начинается при частоте вращения мешалки п=50—

60 об/мин, причем наиболее равномерно по аппарату распределена фракция с размером частиц 350 (б) 600 мкм.

Энергозатраты на перемешивание представлены зависимостью коэффициента мощности g„= f(P c)

N р„3d.5 где N — затраченная мощность, Вт; р — плотность жидкости, кг/м, d„— диаметр мешалки, м.

Критерий Рейнольдса:

Re=, .М

45 где ц — динамическая вязкость жидкости.

Увеличение вводимой мощности при вращении мешалки приводит к снижению коэффициента вариации К„т. е. к более равномерному распределению твердой фазы в объеме аппарата.

Использование предлагаемого технического решения в сравнении с известными устройствами обеспечивает высокоэффективное перемешивание при низких числах оборотов мешалки, надежное взвешивание и соте и радиусу аппарата. Объем пробы— до 500 мл, погрешность при использовании данной методики +4Я. После разделения и сушки твердая фаза подвергалась сухому рассеву на комплекте сит (210 — 350 — 450—

660 — 1100 мкм) .

Аппарат с предлагаемой мешалкой предполагается использовать в процессах кристаллизации, что и обуславливает равномерное распределение твердой фазы в объеме аппарата при малых числах оборотов мешалки.

Для оценки равномерности распределения твердой фазы в объеме аппарата исполинов ален кои ипиент варнаини

15 ф Ci 1 2

К,=/"- " - 0, Я, где и — число проб;

С вЂ” концентрация частиц в -той пробе, 20 ,,/мз. с — концентрация частиц в аппарате средняя, кг/м, М (с)—

Vp

25 где М вЂ” масса загрузки, кг;

V — рабочий объем аппарата, м .

Анализируя полученные зависимости, получили, что наиболее равномерное распределение твердой фазы по объему аппарата дает мешалка с углом наклона лопасти n=45, вне зависимости от направления вращения мешалки.

1560288

Формула изобретекия

Составитель Н. Федорова

Редактор М. То вти н Тех ред И. В е рес Корректор Н. Король

Заказ 938 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород. ул, Гагарина, 101 равномерное распределение твердой фазы при снижении энергозатрат на 5 — 7 „ .

Мешалка, содержащая ступицу с закрепленными на ней лопастями в виде изогнутых полос со срезанными под углом концами, расположенных наклонно к горизонтальной плоскости, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания прн малых числах оборотов, полосы изогнуты по винтовой линии с углом завивки лопасти 15 — 60, а угол среза концов лопастей равен углу их завивки, при этом угол наклона лопастей к горизонтальной плоскости на 10 — 15 меньше угла их завивки.