Патент ссср 417148

 

ОПИСЛНИЕ 4И48

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М, 1 л. В 01f 7/24

В 01j 1/00

F 28f 5/04

Заявлено 24.!Ч.1972 (№ 1776927/23-26) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 28.!!.1974. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 23.VII.1974

Гооударотвеииый комитет

Совета Министров СССР ло делам иоооретекий и открытий

УДК, 66.063.8 (088.8) Авторы изобретения

В. В. Консетов и В. Д. Медведев

Заявитель

АППАРАТ С ТЕПЛООБМЕННЫМ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ

УСТРОЙСТВОМ

Изобретение относится к химической промышленности и может быть также использовано в нефтяной, пищевой, фармацевтической и других отраслях народного хозяйства для проведения различных процессов, где требуется интенсивный процесс теплообмена во всем объеме аппарата между реакционной средой и теплохладоносителем. Особенно этот аппарат эффективен при обработке вязких и высоковязких реакционных сред и может найти применение как полимеризатор для проведения процессов полимеризации стирола и сополимеризации его с другими мономерами блочным спосооом.

Известен аппарат с теплообменным перемешивающим устройством для проведения химических процессов в жидкой среде, содержащий корпус с теплообменным перемешивающим устройством в виде витков труб, закрепленных на вращающемся полом валу, состоящем из раздельных полостей.

Однако в этом аппарате теплообмепная поверхность используется неполность|о, вследствие чего процесс теплообмена малоэффективен.

Цель изобретения — обеспечение интенсивного теплообмена и равномерного поля температур по всему объему аппарата, а также параллельной подачи теплохладагента во все витки труб перемешивающего устройства.

Это достигается за счет расположения витков труб перемешнвающего устройства на валу с эксцентриситетом относительно оси вращения вала и соединения концов каждого витка с соответствующей полостью вала, а также расположения витков труб в плоскостях, перпендикулярных к оси вала, крепления к нему при помощи поперечных труб, внутренние концы которых соединены с соответствующи10 ми полостями вала, и смещения концов витков труб друг относительно друга по продольной оси.

1-!а фиг. 1 представлен общий впд аппарата, продольный разрез; на фиг. 2 — вид сверху

15 на вариант установки витков труб, подсоединенных к валу при помощи соединительных поперечных труб; на фиг. 3 — вид сверху на вариант установки витков труб, подсоединенных к валу непосредственно; на фиг. 4 — внд

20 сбоку на вариант установки витков труб со смещением входного н выходного концов витка трубы по продольной оси аппарата.

Аппарат состоит пз следующих основных узлов: корпуса 1 с теплообменной рубашкой, 25 крышки 2 с патрубком 3 для входа сырья, привода 4 и вала 5 перемешнвающего устройства. Вал выполнен из двух цилиндров — наружного 6 EI внутреннего 7. Полость внутреннего цилиндра соединена с патрубком 8 под30 вода теплохладагента, а полость между на

417148

Зо

50 ружным и внутренним цилиндрами 6 и 7 соединена с патрубком 9 (фиг. 1) отвода теплохладагента (возможна подача и отвод теплохладагента в противополо>кном направлении).

Относительно вала 5 эксцентрично расположены витки труб 10, которые жестко крепятся при помощи поперечной трубы 11 (фиг. 1, 2) к наружному цилиндру, а при помош,и поперечной трубы 12 (фиг. 1, 2) к внутреннему цилиндру 7. Возможно соединение витков труб 10 непосредственно своими концами к наружному и внутреннему цилиндрам 6 и 7, как показано на фиг. 3. Витки труб 10 перемешивающего устройства для сохранения динамической балансировки всего вала 5 (фиг. 1) в сборе целесообразно устанавливать последовательно диаметрально противоположно. Для увеличения эффекта перемешивания и туроулентности концы витков труб 10 смещены по оси вала, причем один конец трубы 10 соединен с наружным цилиндром 6, а другой конец — с внутренним цилиндром 7. Вывод продукта из аппарата производится чсрсз пятрубок 13 (фиг. 1). Возможна также подача сырья через пятрубок 13, а вывод продукта нз аппарата через нятрубок 3. В этом случае аппарат работяег как цельнозаполненный, Работа аппарата производится следующим образом.

Реакционная масса периодически или непрерывно подастся в аппарат через штуцер 3.

При помощи приводя 4 вал 5 с жестко присоединенными (например сваркой) наружным и внутренним цилиндрами 6 и 7 и с эксцентрично установленными витками труб 10 вращается. При этом витки труб 10 перемешнвающего устройства «сметают» весь обьем аппарата. Подача теплохладагента осуществляется через патрубок 8 и сверления в валу

5 во внутреннюю полость внутреннего цилиндра 7. Из этой полости поток теплохладагента параллельно попадает в эксцентрично установленные витки труб 10, течет по nnir н попадает в полость между внутренним и наружным цилиндрами 6 и 7 и через сверления в наружном цилиндре 7 и патрубок 9 выводится наружу. При использовании аппарата для проведения процессов в режиме «аппарата идеального вытеснения» используются варианты установки витков труб 10, как показано на фиг. 1 — 3, при которых трубы 10 пронизывают реакционную массу по всему попере.ному сечению аппарата, обеспечивая позу«ение равномерного поля температур во всем объеме при отсутствии осевого пере., сшивания и перемешивания реакционной массы по высозе аппарата. Цилнндри.еская форма витков труб 10 имеет мини..яальпое гидравлическое сопротивление и, следовательно, минимальный расход электроэнергии. При использовании аппарата для проведения процессов в режиме «аппарата идеального смещения» более целесообразно использовать вариант со смещением концов витксв труб 10 вдоль осн аппарата, как показано на фиг. 4. При этом угловом смещении витков труб получается винтовая линия, которая создает осевую составляющую перемешивания реакционной среды и обеспечивает ее перемещение в осевом и радиальном направлениях.

Аппарат конструктивно прост и позволяет создавать крупногабаритные химические аппараты с высокоразвитой вращающейся поверхностью теплообмена, которая обеспечивает высокие значения коэффициента теплонередачи при одновременном создании равномерного поля температур во всем об ьеме аппарата.

Предмет изобретения

1. Аппарат с теплообменным перемешивающим устройством для проведения химических процессов в жидкой среде, например, для полимеризации стирола блочным способом, содержащий корпус с теплообменным перемешивающим устройством в виде витков труб, закрепленных на вращающемся полом валу, состоящем из раздельных полостей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена, витки труб перемешивающего устройства расположены на валу с эксцентриснтетом относительно оси вращения вала, и ка>кдый виток трубы соединен с соответствующей полостью вала.

2. Аппарат по п. l, отл и чаю щи и с я тем, что витки труб расположены в полостях, перпендикулярных к оси вала, и крепятся к нему при помощи поперечных труб, внутренние концы которых соединены с соответствующими полостями вала.

3, Аппарат по и. 1, отл ич а ющи и с я тем, что концы каждого витка труб смещены друг относительно друга по продольной оси, Ре.гактор К. Вейсбейн

Составитель Н. Рудько

Тскрсд Л. Богданова 1(орректор И. Позднаковская

Заказ 1646/4 Изл. № 1326 Тираж 651 Подписное

Ц11ИИП11 Государственного кок:нтета Совета Министров СССР по деляги изобретений и открытий. 1осква, %-,35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, вр. Сапунова, 2