Аппарат с механическим перемешиванием

 

Использование: проведение массообменных процессов с интенсивным охлаждением . Сущность изобретения: по периметру корпуса расположены наклонные пластины 10 в виде кольцевых секторов. Их верхний срез расположен выше уровня зеркала жидкости, а нижний - под уровнем. На уровне их нижнего среза размещена дополнительная радиальная мешалка. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ф (l9) (1 () (я)5 В 01 F 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

:(., /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814392/26 (22) 22.03.90 (46) 15.11.92. Бюл. ¹ 42 (71) Институт проблем механики АН СССР и

Алмалыкский химический завод (72) Ю, В. Мартынов, М. M, Мирходжаев, М,М.ÀõìåTøèí и В,И.Овечкин (56) Л. Н. Брагинский и др, Перемешивание

B жидких средах. Л.: Химия. 1984, с. 9, фиг.

1,2, Позин М. Е. Технология минеральных удобрений. Л.. химия. 1983, с. 165 — 170.

Изобретение относится к области химического машиностроения и предназначается для проведения массообменных процессов с интенсивным охлаждением.

Известен аппарат, содержащий корпус с крышкой, патрубки ввода и вывода, вал с мешалкой, корпус, охваченный рубашкой, в которую подается охлаждающий агент. Недостатком данного аппарата является недостаточно эффективный теплосъем.

Известен аппарат, содержащий корпус с крышкой, патрубки ввода и вывода продуктов, патрубки подвода и вывода охлаждающего газа, вал с мешалкой. Недостатком этого аппарата, выбранного за прототип, является недостаточно эффективный отвод тепла из аппарата.

Целью изобретения является повышение качества продукта из-за ликвидации локальных областей перегрева.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате с механическим перемешиванием, содержащим корпус с крышкой, патрубки подвода компонентов и газа и отвода прод кта и газа, зал с мешалкой, введены новые элементы, а именно: аппарат снаб(54) АППАРАТ С МЕХАНИЧЕСКИМ ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ (57) Использование: проведение массообменных процессов с интенсивным охлаждением. Сущность изобретения: по периметру корпуса расположены наклонные пластины 10 в виде кольцевых секторов. Их верхний срез расположен выше уровня зеркала жидкости, а нижний — под уровнем. На уровне их нижнего среза размещена дополнительная радиальная мешалка. 1 з. и. ф-лы, 2 ил, жен установленными под углом к вертикали кольцевыми пластинами, расположенными по периметру корпуса на равном расстоянии одна от другой на уровне раздела фаз, дополнительной мешалкой на уровне ниж- Й него среза пластин, находящихся ниже уровня раздела фаз. при этом срез пластин, находящихся выше уровня раздела фаз выполнен под острым углом к ближайшей к оси корпуса боковой грани пластины. Кроме того, в пластинах выполнены щелевые отверстия.

На фиг. 1 представлен общий вид аппарата в разрезе, на фиг. 2 — вид пластин сверху.

Аппарат содержит вертикально установленный корпус 1 с крышкой 2, на оси корпуса установлен вал 3 с мешалкой 4. Вал

3 соединен с мотор-редуктором 5. С крышкой 2 соединены патрубки б подачи компонентов и патрубок 7 подвода охлаждающего газа, с корпусом 1 соединен патрубок отвода продуктов 9, к боковым стенкам корпуса по его периметру на равном расстоянии один от другого на уровне патрубка 9 прикреплены пластины 10 под углом к вер1775154

55 тикали в виде кольцевых секторов. При этом нижний срез пластины 10 находится ниже патрубка 9, а верхний выше, На уровне нижнего среза пластин 10 установлена на валу вторая мешалка 11 турбинного типа. Пластины имеют форму кольцевых секторов с косым верхним срезом. Длина стороны пластины, находящейся к оси аппарата ближе. больше, чем длина стороны пластины, находящейся дальше от оси аппарата. В пластинах выполнено несколько щелевых отверстий 12, расположенных коаксиально корпусу.

Аппарат работает следующим образом.

Компоненты через патрубки 6 подаются в корпус 1, при этом корпус 1 закрыт крышкой 2, Холодный (относительно перемешиваемой среды в аппарате) газ подается под крышку 2 через патрубок 8 и выводится из аппарата через патрубок 7. Мотор-редуктор

5 приводит во вращение вал 3 с мешалками

4 и 11. Из-за вращения мешалок среда, находящаяся в аппарате, подвергается интенсивному перемешиванию. При этом мешалка 4 отбрасывает жидкость к стенкам корпуса, где среда разворачивается и движется вверх, доходит до нижних граней пластин 10, которые установлены таким образом, чтобы нижняя грань была выдвинута вперед, а верхняя отодвинута назад по ходу вращения мешалки. Жидкость натекает на пластины и движется по,ним вверх.

Наличие второй мешалки 11 (меньшей по размерам, чем мешалки 4), создающей радиальный поток на уровне погруженной в жидкость части пластины, не позволяет поднимающемуся снизу потоку обогнуть пластины и заставляет его подниматься по пластинам вверх. Так как верхние срезы пластин подняты над уровнем жидкости, то жидкость, дойдя до среза пластин, срывается с пластины вниз в виде пленки жидкости, Холодный гаэ мешалкой 11 отбрасывается под пластины 10, пронизывает падающие потоки и охлаждает их. Учитывэя, что срез пластины выполнен под острым углом к боковой стороне пластины, расположенной наиболее близко к оси корпуса. ориентация падающей пленки выполнена под небольшим углом к стенке корпуса, что приводит к тому, что газовый поток вынужден пронизывать падающую пленку жидкости (падающий плоский поток жидкости. Если пластины выполнить с верхним срезом, перпендикулярным к боковым сторонам, то падающий плоский поток жидкости будет ориентирован параллельно газовому потоку и он ее будет обтекать с обеих сторон, не пронизывая Qe проходя через падающий поток жидкости), что существен5

1.5

50 ным образом снижает скорость теплообмена. Срез верхнего края пластин обращен в сторону корпуса 1, чго позволяет отводить газовый поток между корпусом и вырезом в верхней части пластин вверх, то есть удается организовать направленное движение газа. Кроме того, при такой ориентации выреза удается часть жидкости распылить на стенку корпуса 1, которая стекая по стенке дополнительно охлаждается движущимся вверх газом, Следует отметить, что падающая вниз жидкость с пластин и поднимающаяся вверх жидкость, не заходящая на пластины, образуют крупномасштабные циркуляционные вихревые образования, которые гасят вращение жидкости у поверхности, существенно снижают глубину воронки на поверхность жидкости и интенсифицируют теплообменные процессы.

Наличие в пластинах щелевых отверстий 12 позволяет создать несколько падающих параллельных плоских потоков жидкости, что увеличивает межфазную поверхность жидкости и следовательно скорость теплообмена, Для оценки эффективности данного аппарата были проведены сравнительные эксперименты на лабораторных моделях объемом 80.л. В качестве рабочих сред использовалась вода, нагретая до 80 С и воздух при температуре 22 С. В аппарате, выбранном s качестве прототипа, вода, выходящая из патрубка отвода имела температуру 65 С. В предложенном аппарате вода, выходящая через патрубок отвода, имела температуру 54 С, то есть на 11 С меньше.

Следовательно, интенсивность тепломассообменных процессов в предложенном аппарате выше. чем в аппарате-прототипе, Следовательно. качество готового продукта выше. так как удается быстрее охладить выходящий готовый продукт, а также ликвидировать локальные зоны перегрева.

Формула изобретения

1. Аппарат с механическим перемешиванием, содержащий корпус с крышкой, патрубки подвода компонентов и газа, а также отвода продукта и газа, вал с мешалкой, отличающийся тем, что. с целью повышения качества продукта путем ликвидации его пере>-рева, он снабжен установленными под углом к вертикали пластинами, расположенными. по периметру корпуса на равном расстоянии одна от другой на уровне зеркала жидкости, и дополнительной радиальной мешалкой, размещенной иа валу на уровне нижнего среза пластин подуровнем зеркала жидкости, при этом верхний срез пластин расположен выше уровня зеркала жидкости, а пластины

1775154

Фиг.2

Составитель Ю, Мартынов

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор

Заказ 4006

Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 выполнены в виде кольцевых секторов с верхним срезом под острым углом у внутренней кромки пластины.

2. Аппарат по п. 1, от л и ч а ю щи и с я тем, что пластины выполнены с щелевыми отверстиями.