Устройство для перемешивания в жидкофазных гетерогенных системах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соез Советскнз

Соцнвлнстнческнк

Республик

< 1,,695687 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180573 (21) 1911752/23-26

{51)м. к;;.2 с присоединением заявки ¹

В 01 F 5/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (3} УАК 88.083 (088.8) Опубликовано 05.11,79 Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 051179 (72) Авторы изооретеиия В.п. Дуров, В.В.кафаров, В.и. 1 ейман и B ..A. клин (71 ) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕ PEMEUJHBAH HH

Изобретение относится к области создания аппаратов для перемешивания в гетерогенных системах и может быть использовано для проведения различных процессов, протекающих в жидкой фазе и требующих интенсивного перемешивания, например, химических процессов, процессов массопередачи и перемешивания (r îìîãåíèýàöèè) материалов.

Известны аппараты, снабженные различными перемзшивающими устройствами, имеющие целью обеспечить высококачественное перемешивание (вплоть до идеального) в гетерогенных системах, например, аппараты с туРбинными мешалками (с направлякщими устройствами или без них), аппараты с пропел лерными и лопастными мешалками, аппараты с мешалками различных типов, снабжаете для интенсификации перемешивания и устранения воронки вращения отражающими поверхностями и перегородками Разьищаеьыми преимущественно на периферии аппаратов, аппараты Вишневского и диффуэором и Щэ. (1).

Известно также устройство для смешения, содержащее цилиндрический корпус с вертикальным валом с мешалкой, выполненной в виде турбины с направ- 30 ляющим апйаратом, снабженным криволинейными лопатками (2) .

Однако во всех известных аппаратах для перемешивания имеет место ухудшение эффективности перемешивания при изменении физических параметров перемешиваемой среды, проявляющееся даже при перемешивании гомогенных сред, особенно при изменении объема перемешиваемой среды, вследствие изменения структуры потоков.

Цель предлагаемого устройства обеспечение стабильности качества перемешнвания при изменении объема жидкой фазы.

Это достигается тем, что в устройстве для перемешивания в влщкостных гетерогенных, системах направляющий аппарат снабжен соосно установленными с валом кольцевыми дисками, между которыми расположены лопатки направляющего аппарата, причем ширина каждого кольцевого диска составляет от

1/3 до 2/3 длины лопатки . Кроме того, внутренний диаметр направляющего аппарата составляет от 1/4 до 3/4 внутреннего диаметра корпуса.

На фиг. 1 показано устройство для перемешпнания,,вертикальный разрез; на фиг. 2 — направляющий аппарат, 695687 вертикальный разрез; на фиг. 3 разрез А-A фиг. 2.

Аппарат с перемешивающим устройством содержит корпус 1, перемешивающее устройство, состоящее иэ ряда близко расположенных на вертикальном валу 2 турбинных мешалок 3 с двухсторонним всасыванием, каждая иэ которых охватывается в радиальном направлении расположенным против нее наггравляющим аппаратом 4. Направляющие аппараты 4 конструктивно объединены в одно целое и закреплены на внутренней стороне крышки аппарата.

Направляющий аппарат 4 содержит одинаковые вертикально расположенные плоские или изогнутые лопатки 5, заканчивающиеся в радиальном направлении вблизи стенки корпуса 1 и имеющие одинаковую или меняющуюся по длине высоту и произвольную форму концов со стороны стенки аппарата и турбинной мешалки. Лопатки ограничены сверху и снизу на часть своей длины (например, на 1/3 — 2/3 длины) со стороны турбинной мешалки двумя кольцевыми дисками б и 7, выступая за пре-2 делы этих поверхностей в направлении стенки аппарата. Лопатки 5 располо>кены таким образом, что прямая линия, соединяющая концы каждой из них и лежащая в плоскости поперечного сече- 30 ния аппарата, расположенной на середине высоты направляющего аппарата 4, находится под углом д не менее 10 (при направлении отчета величины угла cL совпадающем с направлением 35 вращения вала 2) к прямой линии, лежащей в плоскости того же сечения и проходящей через ближайший к турбинной мешалке конец лопатки и осевую линию вала, Благодаря этому потоки 40 перемешиваемой среды, поступающие из каналов турбинной мешалки, отбрасываются преимущественно в направлении, противоположном направлению вращения вала, по всей периферии аппарата, устраняя образование воронки вращения, и .частично — вдоль оси аппарата, обеспечивая необходимую рециркуляцию потоков между турбинными мешалками, Аппарат в верхней части снабжен штуцерами 8 и 9 для ввода газа.и ввода жидкой и твердой фаэ, в нижней части — штуцером 10 для вывода перемешиваемой среды.

Стрелка на фиг.3 показывает направ;5э ление отсчета угла А и направление ращения вала. .Цля обеспечения неизменности качества перемешивания при изменении объема перемешиваемой среды в пре- 60 ,делах объема аппарата расстояния межцу поперечными сечениями аппарата, рас положенными на середине высоты каждого из соседних направляющих аппаратов 4, и расстояние между днищем аппарата и поперечным сечением аппарата, располоежнным на середине высоты нижнего направляющего аппарата, не превышает величину внутреннего диаметра окружности, лежащей в плоскости любого упомянутого сечения и проходящей через концы лопаток соответствующего направляющего аппарата, причем внутренний диаметр окружности составляет для каждого направляющего адпарата 1/4 — 3/4 внутреннего диаметра. корпуса.

Предлагаемый аппарат, обеспечивающий интенсивное перемешивание, не зависящее от изменения в широких пределах объема перемешивающей среды, предназначен в основном для использования в качестве реактора при исследовании химических процессов, протекающих в гетерогенных системах, содержащих жидкую фазу, с целью получения кинетических моделей, может применяться и в производственных целях для проведения различных процессов, требующих интенсивного перемешивания„ например, процессов абсорбции, экстракции, эмульгирования, растворения, гомогенизации и др.

Формула изобретения

1. Устройство для перемешивания в >кидкофазных гетерогенных системах, содержащее корпус, вертикальный вал, по высоте которого расположены мешалки, выполненные в виде турбины с направляющим аппаратом, снабженным криволинейными лопатками, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабильности качества перемешивания при изменении объема жидкой фазы„направляющий аппарат снабжен

), установленными соосно с валом кольцевыми дисками, между которыми расположены лопатки направляющего аппарата, причем ширина каждого кольцевого диска составляет от 1/3 до 2/3 длины лопатки.

2. Устройство по и ° 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутренний диаметр направляющего аппарата составляет от 1/4 да 3/4 внутреннего диаметра корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Касаткин А.К. Основные процессы и аппараты химической технологии. Химия, 1971, с. 269-270.

2. Патент Швеции Р 167813, 1959.

695687 йа.s

Составитель Л. Воронцова

Редактор Ф. Серебрянский Техред M.Ïåòêî Корректор H. Стец

Заказ 6640/8 Тираж 877 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4