Турбинная мешалка

 

Использование: проведение различных химико-технологических процессов, протекающих в гомогенной или гетерогенной средах , в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме аппарата. Сущность изобретения: верхний и нижний торец каждой лопатки 3 в радиальном направлении снабжен трубой 4, при этом концы трубы изогнуты в горизонтальной плоскости на 90° в противоположные стороны. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 F 5/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882629/26 (22) 15.11.90 (46) 23.01.93. Бюл. № 3 (71) Ленинградское научно-производственное объединение химического машиностроения (72) В.Д;Медведев, М.П.Уманский, В.Л.Садовский, В.Н.Поляков и Н,Г.Цырина (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1308372, кл. В 01 F 7/16, 1985.

Представляемое изобретение относится к химическому машиностроению и предназначено для применения в реакционных аппаратах для проведения различных химико-технологических процессов, протекающих в гомогенной или гетерогенной средах, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме аппарата.

Известны турбинные мешалки с прямыми лопатками, расположенными радиально.

Лопатки либо приварены к диску, либо прикреплены к нему с помощью болтов с использованием угольника, через который лопатки привинчиваются к диску. Мешалки с прямыми лопатками создают поток жидкости, имеющих радиальную и тангенциальную составляющие. При этом горизонтальная составляющая радиуса перемешивания в два с половиной раза больше вертикальной составляющей. На стенках аппарата поток жидкости притормаживается, меняет свое направление на осевое, поднимается вверх до свободной поверхности жидкости и отсюда вновь поворачивает в направлении ме„„5U „, 1789255 А1 (54) ТУРБИННАЯ МЕШАЛКА (57) Использование; проведение различных химико-технологических процессов, протекающих в гомогенной или гетерогенной средах, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме аппарата. Сущность изобретения: верхний и нижний торец каждой лопатки 3 в радиальном направлении снабжен трубой 4, при этом концы трубы изогнуты в горизонтальной плоскости на 90 в противоположные стороны. 2 ил. шалки. Таким образом, создаются замкнутые петли с центрами, в которых радиальная и осевая составляющие скорости равны нулю, т.е. имеется область или точнее поверхность, где интенсивность перемешивания меньше, чем в остальной части.аппарата.

Это приводит к снижению интенсивности перемешивания и- увеличению времени гомогенизации.

Известна мешалка, представляющая собой четырехлопастную мешалку с лопатками трапециедальной формы с отверстиями в каждой для уменьшения кавитации.

Недостатком этой мешалки является перемешивание только тех слоев жидкости, которые находятся в непосредственной близости от лопастей мешалки и, как следствие этого, слабое развитие турбулентности в объеме перемешиваемой жидкости и слабая циркуляция жидкости.

Известно также смесительное устройство, содержащее вертикальный вращающийся вал с диском, по периферии которого размещены радиальные лопатки, Лопатки выполнены с пластинчатыми элементами на

1789255

45 свободном конце. размещенными по высоте лопатки, при этом смежные элементы отогнуты в плоскости вращения диска в противоположные стороны относительно плоскости лопатки. При работе устройства отогнутые пластинчатые элементы диспергируют газ в жидкость и, так как суммарная высота элементов равна высоте лопатки, то и вертикальная составляющая радиуса перемешивания сохраняется такой же в турбинных мешалках.

Наиболее близкой к технической сущности и достигаемому эффекту является перемешивающее устройство, принятое в качестве прототипа, состоящее из вала с закрепленной на ней ступицей и разделительным диском, на котором жестко закреплены радиальные лопасти. На верхней и нижней кромках лопастей над их передней частью в плоскости мешалки установлены зкранирующие элементы в виде секторов, длина окружности которых равна 0,25-0,32 длины дуги между смежными лопастями, При вращении перемешивающего устройства экранирующие элементы препятствуют перетоку жидкости через верхние и нижние кромки лопастей, что увеличивает насосный эффект. Недостатком такого устройства является то, что вся его рабочая поверхность со стороны вращения вала является открытой, поэтому сток обрабатываемой жидкости с лопастей при вращении устройства носит хаотический, неорганизованный ха-. рактер, направлен в разные стороны и полученный жидкостью энергетический импульс размывается и довольно быстро затухает, оставляя только общий характер циркуляций среды.

Целью изобретения является повыше.ние эффективности процесса перемешивания за счет увеличения вертикальной составляющей радиуса перемешивания путем образования дополнительных циркуляционных контуров обрабатываемой среды над и под лопатками.

Поставленная цель достигается тем, что направляющие элементы выполнены в виде

Формула изобретения

Турбинная мешалка, содержащая соосно установленный на вращающемся валу горизонтальный диск с лопатками с закрепленными вдоль их верхних и нижних торцов направляющими элементами, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения труб, концы которых изогнуты в горизонтальной плоскости на 90 в противоположные стороны.

На фиг,1 представлена турбинная мешалка; на фиг,2 — вид сверху, Турбинная мешалка содержит горизонтальный диск 1 со ступицей 2 и лопатками 3.

По верхнему и нижнему торцам в радиальном направлении установлены направляющие элементы в виде трубы 4 с изогнутыми концами 5 и 6 в горизонтальной плоскости на 90 в противоположные стороны.

Турбинная мешалка работает следующим образом. При вращении турбинной мешалки лопатки 3, взаимодействуя с жидкостью, перемещают ее в радиальном направлении, создавая таким путем насосный эффект, Мешалка образует две зоны течения: в нижней части аппарата жидкость

20 подсасывается снизу вверх, а в верхней части аппарата мешалка засасывает жидкость сверху вниз, Стекает жидкость с мешалки перпендикулярно оси ее вращения. Размещенные на торцах лопаток сверху и снизу

25 труб 4 с поворотом их концов 5 и 6 в горизонтальной плоскости на 90 в противоположные стороны позволяет при вращении мешалки создавать над и под каждой лопаткой 3 дополнительные циркуляционные

30 контуры. Обьединяясь, эти контуры способствуют увеличению энергетического импульса обрабатываемой среды и росту вертикальной составляющей радиуса перемешивания и, следовательно, увеличению турбулентности

35 жидкости в аппарате.

Таким образом предложенноеустройст. во обеспечивает повышение эффективности процесса перемешивания, Достижение поставленной цели под40 тверждается результатами испытаний турбинной мешалки в аппарате вместимостью

0,063 м на водной дисперсии с минеральным маслом, приведенными в таблице.

Приведенные данные показывают, что предлагаемая турбинная мешалка обеспечивает уменьшение времени выравнивания концентраций по сравнению с известной мешалкой на 28%, эффективности работы за счет увеличения вертикальной составляющей перемешивания путем образования дополнительных циркуляционных контуров над и под лопатками, направляющие элементы выполнены в виде труб, концы которых изогнуты в гори зонтальной плоскости на 90 в противоположные стороны, 1789255

Результаты испытаний турбинной мешалки

408 . 1