Аппарат для перемешивания фаз



Аппарат для перемешивания фаз
Аппарат для перемешивания фаз

 


Владельцы патента RU 2535043:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к химическим аппаратам непрерывного действия для проведения процессов химического взаимодействия твердой и жидкой фаз и может быть использовано для экстракции, выщелачивания, растворения в цветной металлургии, химической и пищевой промышленности. Аппарат для перемешивания фаз включает вертикальный неподвижный корпус с рубашкой для теплоносителя, разделенный на секции полками с отверстиями, центральный вал, соединенный с приводом возвратно-вращательного движения, размещенные в каждой секции лопастные радиальные мешалки. Отверстия в полках выполнены в виде правильных шестигранников, в углах которых с верхней стороны установлены конусные стойки, причем диаметр вписанной окружности шестигранных отверстий каждой нижерасположенной полки в 1,2…1,5 раза меньше диаметра вписанной окружности шестигранных отверстий вышерасположенной полки, высота конусных стоек на каждой полке не менее диаметра вписанной окружности ее шестигранных отверстий, а радиальные лопасти мешалок жестко соединены с корпусом. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процессов перемешивания при выщелачивании и растворении полидисперсных твердых материалов в жидкой фазе. 2 ил.

 

Изобретение относится к химическим аппаратам непрерывного действия для проведения процессов химического взаимодействия твердой и жидкой фаз и может быть использовано для экстракции, выщелачивания, растворения в цветной металлургии, химической и пищевой промышленности.

Известен аппарат для растворения твердых полидисперсных веществ (Авторское свидетельство СССР №1514394, 1989), включающий вертикальный неподвижный корпус с рубашкой для теплоносителя, разделенный на секции полками с отверстиями, конусные стойки, размещенные между отверстиями. Основным недостатком данного аппарата является трудность его использования для приготовления растворов из полидисперсных твердых материалов в непрерывных производствах. Это обусловлено тем, что конструктивное исполнение полок не предусматривает перемещение уменьшающихся в размерах, в процессе переработки, частиц твердых материалов с верхних полок на нижние.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предполагаемому изобретению, является аппарат для перемешивания фаз (Авторское свидетельство СССР №1169719, 1985), прототип, включающий вертикальный неподвижный корпус с рубашкой для теплоносителя, разделенный на секции полками с отверстиями, центральный вал, соединенный с приводом возвратно-вращательного движения, размещенные в каждой секции лопастные радиальные мешалки. К основным недостаткам данного аппарата, применительно к проведению процессов выщелачивания и растворения, можно отнести низкую его эффективность при переработке полидисперсных твердых материалов. Это обусловлено тем, что конструктивное исполнение полок предусматривает перемещение всех частиц твердых материалов с верхних полок на нижние независимо от их размеров, что значительно уменьшает поверхность контакта фаз и может привести к зарастанию отверстий в полках.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности процессов перемешивания при выщелачивании и растворении полидисперсных твердых материалов в жидкой фазе.

Решение указанной задачи достигается тем, что отверстия в полках выполнены в виде правильных шестигранников, в углах которых с верхней стороны установлены конусные стойки, причем диаметр вписанной окружности шестигранных отверстий каждой нижерасположенной полки в 1,2…1,5 раза меньше диаметра вписанной окружности шестигранных отверстий вышерасположенной полки, высота конусных стоек на каждой полке не менее диаметра вписанной окружности ее шестигранных отверстий, а радиальные лопасти мешалок жестко соединены с корпусом.

На фиг.1 изображен продольный разрез аппарата для перемешивания фаз; на фиг.2 - вариант исполнения полки с правильными шестигранными отверстиями и конусными стойками в углах шестигранных отверстий.

Аппарат для перемешивания фаз имеет вертикальный неподвижный корпус, выполненный из цилиндрических обечаек 1 с рубашками для теплоносителя 2, разделенный на секции полками 3-6 с правильными шестигранными отверстиями 7, центральный вал 8, соединенный с приводом возвратно-вращательного движения 9. Привод возвратно-вращательного движения 9 состоит из привода вращательного движения 10, жестко связанного с горизонтальной осью 11, на которую насажены два сменных ведущих конических зубчатых колеса 12 и 13. В зубчатых колесах 12, 13 сделаны вырезы в форме сегментов с неодинаковым числом срезанных зубьев, при этом одно из них направлено зубьями вверх, а вырезом вниз, а другое наоборот - вырезом вверх, а зубьями вниз. Оба колеса поочередно связаны зацеплением с ведомым зубчатым коническим колесом 14, насаженным на центральный вал 8. В каждой секции установлены лопастные радиальные мешалки 15-18. На верхних сторонах полок 3-5 в углах шестигранных отверстий установлены конусные стойки 19-21. Диаметр вписанной окружности шестигранных отверстий каждой нижерасположенной полки 1,2…1,5 раза меньше диаметра вписанной окружности шестигранных отверстий вышерасположенной полки. Высота конусных стоек 19-21 на каждой полке не менее диаметра вписанной окружности ее шестигранных отверстий 7. Радиальные лопасти мешалок 15-18, которых должно быть не меньше трех, жестко соединены с соответствующими цилиндрическими обечайками 1 корпуса аппарата.

Штуцер 22 предназначен для загрузки в корпус твердых материалов, штуцеры 23, 24 - для ввода и вывода жидкой фазы, штуцеры 25, 26 - ввода и вывода теплоносителя.

Аппарат для перемешивания фаз работает следующим образом.

При включении привода вращательного движения 10 ось 11 с зубчатыми колесами 12 и 13 вращается в одном направлении, при этом каждое из колес поочередно вступает в зацепление с ведомым зубчатым колесом 14, вращая его то в одну, то в другую сторону, с неодинаковыми углами поворота, обеспечивая одновременно крутильные колебания и шаговое вращение вала 8 в одну сторону. При непрерывной подаче исходного полидисперсного твердого материала через штуцер 22 им заполняется пространство между полкой 3 и радиальными лопастями мешалки 15. Крупные частицы твердого материала остаются на вершинах конусных стоек, более мелкие проваливаются через отверстия полки 3 и попадают на вершины конусных стоек нижерасположенных полок 4, 5 или 6. Жидкая (и/или газообразная) фаза непрерывно вводится в корпус аппарата через штуцер 23, постепенно растворяет частицы твердого материала, которые уменьшаются в размерах, проваливаются на нижерасположенные полки, где происходит их полное растворение. Готовый продукт выводится из корпуса аппарата через штуцер 24. Температура смеси в корпусе аппарата регулируется с помощью теплоносителя, поступающего в рубашки 2.

Частота колебаний вала 8, углы его поворота и шаг перемещения относительно радиальных лопастей мешалок задаются исходя из физико-химических свойств перерабатываемых материалов и кинетики процесса.

Указанные преимущества предлагаемого аппарата для перемешивания фаз, по сравнению с известными, обеспечиваются новой совокупностью его конструктивных элементов.

Выполнение отверстий в полках в виде правильных шестигранников, в углах которых с верхней стороны установлены конусные стойки заданных размеров, обеспечивает максимально возможную поверхность контакта фаз для всех частиц перерабатываемого твердого материала на всех полках корпуса аппарата.

Неподвижные относительно корпуса аппарата радиальные лопасти мешалок позволяют равномерно распределять частицы близких фракций твердого материала по вращающимся вокруг вертикальной оси полкам и перемещать вниз с полки на полку частицы меньших размеров.

Аппарат для перемешивания фаз, включающий вертикальный неподвижный корпус с рубашкой для теплоносителя, разделенный на секции полками с отверстиями, центральный вал, соединенный с приводом возвратно-вращательного движения, размещенные в каждой секции лопастные радиальные мешалки, отличающийся тем, что отверстия в полках выполнены в виде правильных шестигранников, в углах которых с верхней стороны установлены конусные стойки, причем диаметр вписанной окружности шестигранных отверстий каждой нижерасположенной полки в 1,2…1,5 раза меньше диаметра вписанной окружности шестигранных отверстий вышерасположенной полки, высота конусных стоек на каждой полке не менее диаметра вписанной окружности ее шестигранных отверстий, а радиальные лопасти мешалок жестко соединены с корпусом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к перемешивающим устройствам и предназначено для перемешивания жидкостей в пищевой, химической и нефтехимической промышленности. Перемешивающее устройство содержит приводной вал с закрепленными на нем верхними и нижними всасывающими элементами с наклонными лопастями, установленными с возможностью осевого перемещения и снабженными пружинами.

Смеситель // 2523311
Изобретение относится к устройству для смешивания сыпучих материалов и жидких сред и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности.

Планетарная бетономешалка для производства бетона на строительных площадках и на производственных предприятиях по предварительному изготовлению строительных элементов содержит емкость, оборудованную узлом редуктора, имеющего средства перемешивания и компоненты их привода, а верхняя центральная часть фиксированного корпуса имеет питательный узел, причем система распределения воды, цемента и добавок устанавливается на фиксированном корпусе редуктора и содержит комплект концентрических труб, где первая крайняя внутренняя труба предназначается для подачи цемента, наружная концентрическая труба предназначается для удаления пыли и, в связи с тем, что она концентрична трубе для цемента, ограничивает формирование цементной пыли, а последняя крайняя наружная концентрическая труба используется для подачи воды, причем эта труба благодаря участку с коническим нижним краем распределяет воду в виде зонтичного потока воды и добавок радиально по всей поверхности емкости через отверстия, располагающиеся с равномерными интервалами, при этом добавки попадают в водяную трубу через соединения.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания многокомпонентных жидкостей, например лакокрасочных материалов, кондитерских масс в емкостях с малой горловиной.

Изобретение относится к блендеру, содержащему емкость и может использоваться для перемешивания и измельчения пищевых продуктов. Устройство (1) блендера содержит емкость (3) для вмещения материала для смешивания.

Изобретение относится к перемешивающему устройство, в частности, для использования в модульном агрегате для перемешивания содержимого множества жестяных банок разного внутреннего объема и может использоваться в строительстве и автомобильной промышленности.

Смеситель // 2513399
Изобретение относится к устройству для смешивания сыпучих материалов и жидких сред и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технологическим процессам, а именно к аппаратам для перемешивания, смешивания, хранения различных жидких сред с помощью механических перемешивающих устройств в неподвижных резервуарах, и может быть использовано в пищевой, химической, биологической, микробиологической (при глубинном культивировании микроорганизмов в суспензионных культурах), медицинской и других отраслях промышленности, а также в исследовательской практике.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания маловязких суспензий и эмульсий в осесимметричных сосудах с узкой горловиной, например в качестве лабораторной мешалки.

Изобретение относится к оборудованию для реализации различных способов проведения тепловой обработки и концентрирования текучих продуктов. Устройство включает подшипниковый узел 1 с вертикальным приводным валом 2 и приводом, нагреватель.

Изобретение относится к смесителям и предназначено для применения в химической промышленности и других отраслях промышленности. Смеситель содержит устройства загрузки и выгрузки, неподвижный корпус, во внутреннем объеме которого размещен вертикальный вал с лопастями, и кольцевая камера с проницаемой перегородкой. Лопасти выполнены составными в виде горизонтальных стержней, установленных вертикальными рядами, имеющих в поперечном сечении форму треугольника, вершина которого направлена в сторону вращения вала. Между лопастями на валу установлены плоские лопатки меньшей длины. Проницаемая перегородка представляет собой установленные с зазором чередующиеся в окружном направлении отбойные элементы в виде вертикальных брусов трапецеидальной и треугольной формы. Технический результат состоит в повышении эффективности процесса перемешивания и растворения. 2 ил.

Группа изобретений относится к смешиванию и может быть использована для смешивания пищевых продуктов. Машина (10) для смешивания пищевого продукта в емкости включает держатель (38) емкости, имеющий ось и способный принять емкость. Мешалка (30) вращается за счет электродвигателя (22) на оси и расположена над указанным держателем (38) емкости. Электродвигатель (47) перемещает держатель (38) емкости вверх для селективного расположения мешалки (30) в емкости с осью вращения мешалки (30), смещаемой от оси держателя (38) емкости. Электродвигатель (45) может вращать держатель (38) емкости на его оси при нахождении мешалки (30) в емкости. Технический результат состоит в повышении эффективности смешивания. 6 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Смеситель // 2544681
Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов с целью усреднения готовых партий сыпучих материалов, имеющих вероятностное распределение характерных свойств, с целью получения общей серии с усредненными, однородными свойствами в объеме всей серии и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой, комбикормовой, химической промышленности, производстве строительных материалов. Смеситель готовых партий сыпучих материалов содержит основание, вертикально установленный конический корпус с загрузочными и разгрузочным патрубками, установленный в нем наклонно с возможностью вращения относительно своей оси и вертикальной оси корпуса шнек, и привод вращательного движения. Шнек выполнен в виде витой цилиндрической пружины растяжения-сжатия, внутренний диаметр пружины равен внутреннему диаметру разгрузочного патрубка, к которому жестко прикреплены нижние витки пружины, верхние витки пружины смонтированы на цилиндрическом фланце диаметром, равным наружному диаметру пружины, фланец установлен с возможностью свободного вращения относительно оси шнека, приводной вал шнека выполнен изогнутым, причем верхняя часть вала соосна с коническим корпусом, а нижняя часть вала перпендикулярна образующей конического корпуса. Изобретение обеспечивает необходимое качество смеси. 1 ил.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Центробежный смеситель сыпучих материалов содержит дозаторы, устройство выгрузки, неподвижный корпус, во внутреннем объеме которого установлена приводная распылительная насадка, имеющая соосные камеры, каждая из которых снабжена радиальными каналами. Радиальные каналы имеют в сечении прямоугольную форму и разделены вертикальной перегородкой, в центральной части корпуса, в зоне полного перекрытия потоков частиц смешиваемых материалов и коаксиально распылительной насадке размещено подсоединенное к корпусу приемное устройство, состоящее из набора конгруэнтных направляющих элементов, причем расстояния между направляющими элементами выполнены переменными и возрастающими по обе стороны от горизонтальной оси радиальных каналов, а устройство выгрузки, представляющее собой кольцевую емкость, размещено под приемным устройством в нижней части корпуса. Изобретение обеспечивает создание центробежного смесителя сыпучих материалов сравнительно простой конструкции, имеющего высокое качество смешения. 4 ил.

Изобретение относится к общему машиностроению, к перемешивающим устройствам с вертикальным валом для перемешивания агрессивных, взрывоопасных, токсичных веществ в широком диапазоне температур. Перемешивающее устройство, включает двигатель, вал, установленный внутри колонны через подшипниковые опоры, закрепленный на крышке корпуса и соединенный одним концом с магнитной муфтой, мешалку, отличающееся тем, что на другом конце вала закреплен стакан с установленными на нем мешалками, при этом вал состоит из одной и более частей, каждая из которых имеет подшипниковые соединения, стакан соразмерен длине вала, а мешалки выполнены съемными. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к перемешивающему оборудованию и может использоваться в пищевой и химической промышленности. Перемешивающее устройство непрерывного действия содержит реактор и рабочие органы, выполненные в виде лопастных колес. На оси реактора размещена неподвижная стойка, на которой смонтированы лопастные колеса с возможностью их вращения относительно неподвижной стойки и лопасти которых наклонены под углом к плоскостям колес зеркально по отношению к углу наклона лопастей смежных колес. При этом на верхних плоскостях лопастных колес радиально и симметрично по отношению к лопастному колесу установлено не менее четырех вертикальных рам, в которых под углом к указанной раме размещены вертикальные направляющие пластины. На смежных рамах каждого из лопастных колес направляющие пластины установлены зеркально, а лопастные колеса размещены на неподвижной стойке с интервалом, охватывающим весь объем перемешиваемой среды, причем внешние концы лопастей жестко закреплены на внешнем ободе колеса. Изобретение позволяет снизить энергоемкость процесса перемешивания и обеспечить герметичность реактора. 2 ил.

Изобретение относится, в общем, к септической емкости для расщепления экскрементов, но также другим вариантам применения, содержащим камеру и перемешивающее устройство. Септическая емкость (1) содержит блок (7, 8, 9) привода и ведущий вал (10), проходящий из блока привода, данный ведущий вал выполнен с возможностью спускаться в септическую емкость (1) на подвеске с возможностью вращения от блока привода. Перемешивающее устройство 6 содержит блок (12) стабилизации, содержащий вертлюг (13) и, по меньшей мере, один упругий элемент (14), соединяющийся с вертлюгом (13), причем блок (12) стабилизации соединяется с нижним концом ведущего вала (10) перемешивающего устройства (6) и выполнен с возможностью соединения с полом (2) септической емкости. Изобретение обеспечивает создание улучшенного перемешивающего устройства, которое снимает риск повреждения как перемешивающего устройства, так и камер, если в ведущем вале возникает разбалансировка или изгиб. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Смеситель // 2563014
Изобретение относится к устройству для смешивания жидких и вязких материалов. Смеситель содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана с размещенным внутри него перемешивающим устройством с валом и приводом вращения и крышку, при этом перемешивающее устройство выполнено в виде поршня с радиальными отверстиями, установленного по скользящей посадке относительно внутренних стенок цилиндрического корпуса, а вал выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, жестко прикреплен к поршню и центрируется подшипником скольжения, установленным в крышке согласно изобретению, над поршнем подвижно расположена заглушка радиальных отверстий, которая выполнена в виде дополнительного поршня на дополнительном валу с расположенными на поверхности дополнительного поршня с возможностью перекрытия радиальных отверстий цилиндрами, по скользящей посадке, а на дне стакана расположено разгрузочное отверстие. Технический результат - повышение производительности работы смесителя. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и может быть использовано в аппаратурно-технологических схемах производства глинозема из алюминийсодержащего сырья. Аппарат включает цилиндрический корпус с плоским днищем и крышкой, привод, размещенный на крышке, вал с закрепленной на нем в нижней его части цепной мешалкой. Над цепной мешалкой к валу крепится горизонтальная траверса, на которой жестко закреплены с наклоном в противоположные стороны по отношению к днищу по крайней мере четыре пластины. Техническим результатом изобретения является увеличение циркуляции перемешиваемой среды. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Смеситель // 2566429
Изобретение относится к устройству для смешивания жидких и вязких материалов и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности. Смеситель содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана с размещенным внутри него перемешивающим устройством с валом и крышку, при этом перемешивающее устройство выполнено в виде поршня с радиальными отверстиями, установленного по скользящей посадке относительно внутренних стенок цилиндрического корпуса, а вал выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, жестко прикреплен к поршню и центрируется подшипником скольжения, установленным в крышке, над поршнем подвижно расположена заглушка радиальных отверстий, которая выполнена в виде дополнительного поршня на дополнительном валу с расположенными на поверхности дополнительного поршня с возможностью перекрытия радиальных отверстий цилиндрами с коническими наконечниками, а на дне стакана расположено разгрузочное отверстие. Техническим результатом изобретения является повышение производительности работы смесителя. 1 ил.
Наверх