Устройство для смешения жидкостей
Владельцы патента RU 2540587:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") (RU)
Изобретение относится к конструкциям аппаратов для смешения жидкостей и проведения жидкофазных химических реакций. Устройство для смешения жидкостей и проведения жидкофазных химических реакций в тонкой пленке содержит ротор, выполненный в виде параболоида вращения, снабженный коническим патрубком, конусную насадку, укрепленную внутри конического патрубка ротора, сосуды и штуцеры для подачи компонентов, приемник массы. Ротор и конусная насадка смонтированы на вертикальном приводном валу, к горловине конического патрубка жестко присоединен сосуд для подачи одного из компонентов, конусная насадка выполнена перфорированной, на внутренней поверхности ротора по концентричным окружностям в шахматном порядке установлены конусные возмущающие элементы, вершины которых размещены в отверстиях перфорации конусной насадки, конусные возмущающие элементы установлены с возможностью их осевого перемещения, штуцер для подачи второго компонента размещен в вершине конусной насадки. Изобретение позволяет повысить эффективность перемешивания жидких компонентов. 3 ил.
Изобретение относится к конструкциям аппаратов для смешения жидкостей и проведения жидкофазных химических реакций.
Известно устройство для смешения жидкостей (Авторское свидетельство СССР №264345, 1970), включающее ротор, выполненный в виде параболоида вращения, снабженный коническим патрубком, сосуды и штуцеры для подачи компонентов, приемник массы. Основным недостатком данного устройства является узкий диапазон регулирования расхода жидких компонентов, подлежащих переработке. Это обусловлено тем, что подача одного из компонентов конструктивно обеспечена только действием центробежных сил инерции.
Наиболее близким по конструктивному исполнению к предлагаемому изобретению является устройство для смешения жидкостей (Авторское свидетельство СССР №309724, 1971), прототип, состоящее из ротора, выполненного в виде параболоида вращения, снабженного коническим патрубком, конусной насадки, укрепленной внутри конического патрубка ротора, сосудов и штуцеров для подачи компонентов, приемника массы. К основным недостаткам данного устройства применительно к проведению процессов смешения жидкостей и проведения жидкофазных химических реакций в тонкой пленке можно отнести сложность конструкции, низкую его производительность и отсутствие возможности регулирования подачи жидких компонентов и их соотношения в смеси без замены основных элементов конструкции устройства.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности процессов перемешивания жидкостей при проведении жидкофазных химических реакций в тонкой пленке.
Решение указанной задачи достигается тем, что ротор и конусная насадка смонтированы на вертикальном приводном валу, к горловине конического патрубка жестко присоединен сосуд для подачи одного из компонентов, конусная насадка выполнена перфорированной, на внутренней поверхности ротора по концентричным окружностям в шахматном порядке установлены конусные возмущающие элементы, вершины которых размещены в отверстиях перфорации конусной насадки, конусные возмущающие элементы установлены с возможностью их осевого перемещения, штуцер для подачи второго компонента размещен в вершине конусной насадки.
На фиг.1 изображен продольный разрез устройства для смешения жидкостей и проведения жидкофазных химических реакций в тонкой пленке; на фиг.2 - вариант исполнения конусных возмущающих элементов; на фиг.3 - развертка перфорации конусной насадки.
Устройство для смешения жидкостей и проведения жидкофазных химических реакций в тонкой пленке состоит из ротора 1, выполненного в виде параболоида вращения, конического патрубка 2, конусной насадки 3. Ротор 1 и конусная насадка 3 смонтированы на вертикальном приводном валу 4, имеющем привод вращательного движения 5. К горловине конического патрубка 2 жестко присоединен сосуд 6. Подача одного из компонентов в сосуд 6 осуществляется с помощью штуцера 7. Конусная насадка 3 выполнена перфорированной. На внутренней поверхности ротора 1 по концентричным окружностям в шахматном порядке установлены конусные возмущающие элементы 8, вершины которых размещены в отверстиях 9 перфорации конусной насадки 3. Конусные возмущающие элементы 8 установлены с возможностью их осевого перемещения с целью регулирования зазора между коническими поверхностями возмущающих элементов 8 и отверстий 9 перфорации. Штуцер для подачи второго компонента 10 размещен в вершине конусной насадки 3. Верхняя часть ротора 1 окружена приемником 11, установленным внутри корпуса 12 и снабженным штуцером 13 для стока жидкости. Штуцер 14 предназначен для выхода парогазовой смеси. Приводной вал 4 смонтирован в подшипниковых узлах 15.
Устройство для смешения жидкостей и проведения жидкофазных химических реакций в тонкой пленке работает следующим образом.
При работе устройства один из компонентов непрерывно поступает в сосуд 6 из штуцера 7, откуда он подсасывается за счет вращения сосуда 6, конического патрубка 2 действием центробежных сил инерции в ротор 1 и движется в виде восходящей пленки. Второй компонент непрерывно подается в вершину конусной насадки 3 через штуцер 10 и за счет вращения движется в виде пленки по ее внутренней поверхности от вершины к основанию. Зазоры между коническими поверхностями возмущающих элементов и отверстий 9 перфорации конусной насадки 3 отрегулированы таким образом, чтобы второй компонент равномерно поступал на пленку первого компонента. При спутном движении обеих жидкостей по внутренней поверхности ротора 1 между конусными возмущающими элементами они многократно изменяют траекторию движения, постепенно ускоряясь, в результате чего образуется качественная смесь.
Указанные преимущества предлагаемого устройства для смешения жидкостей и проведения жидкофазных химических реакций в тонкой пленке по сравнению с известными обеспечиваются новой совокупностью его конструктивных элементов.
Применение вертикального приводного вала значительно упрощает изготовление, монтаж и эксплуатацию устройства, улучшает его динамические характеристики.
Присоединением к горловине конического патрубка сосуда для подачи одного из компонентов и размещением штуцера для подачи второго компонента в вершине конусной насадки значительно расширяется диапазон расходных характеристик устройства без замены его конструктивных элементов.
Использование перфорированной конусной насадки и конусных возмущающих элементов значительно повышает эффективность перемешивания жидких компонентов.
Устройство для смешения жидкостей и проведения жидкофазных химических реакций в тонкой пленке, состоящее из ротора, выполненного в виде параболоида вращения, снабженного коническим патрубком, конусной насадки, укрепленной внутри конического патрубка ротора, сосудов и штуцеров для подачи компонентов, приемника массы, отличающееся тем, что ротор и конусная насадка смонтированы на вертикальном приводном валу, к горловине конического патрубка жестко присоединен сосуд для подачи одного из компонентов, конусная насадка выполнена перфорированной, на внутренней поверхности ротора по концентричным окружностям в шахматном порядке установлены конусные возмущающие элементы, вершины которых размещены в отверстиях перфорации конусной насадки, конусные возмущающие элементы установлены с возможностью их осевого перемещения, штуцер для подачи второго компонента размещен в вершине конусной насадки.
