Аппарат для непрерывного смешивания и растирания тестообразных материалов с жидкостью

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()931216

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 17. 05. 78 (2l ) 2615589/23-26 с присоеринением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30. 05. 82 Бюллетень № 20 (5l)M. Ка.

В 01 F 7/16

Ркуаарстееккьй комктет

СССР ло делам «забретений и открытий (53) 3 ДК 66.063 (088;8) Дата опубликования описания 30.05.82 (72) Автор изобретения

В. А Ковалевский

Проектно-конструкторское бюро по и дования для производства пластических масс и синтетических смол (7l) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО СМЕШИВАНИЯ

И РАСТИРАНИЯ ТЕСТООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ

С ЖИДКОСТЬЮ

Изобретение относится к смешению тестообразных материалов с жидкостью, в частности к аппаратам для замешивания и растирания ксантогената целлюлозы со щелочью в производстве вискозы.

Известны аппараты для перемешивания и растирания тестообразных материалов с жидкостью, включающие статор и вращающийся диск, установленный относительно друг друга с узким зазором C1J

Однако указанные аппараты не нашли применения в вискозной промышленности ввиду того, что эти аппараты являются энергоемкими и непригодными для диспергирования тестообраэной массы, например ксантогената целлю= лозы.

Известен также аппарат для непрерывного смешивания и растирания тестообразных материалов с жидкостью, например ксантогената целлюлозы со щелочью, содержащий Kopnvc, разделенный перегородкой с центральным отверстием на верхнюю и. нижнюю секции, мешалки, расположенные в каждой секции, установленные на общем валу, и привод. Секции разделяются перегород. кой, имеющей ряд отверстий по периферии, через которые предварительно смешанные продукты проходят из soHtl рамной мешалки в зону турбинной t.2 ).

В известном аппарате не обеспечи о вается равномерность нагрузки на привод аппарата, вследствие чего двигатель мешалок испытывает большие перегрузки и часто выходит иэ строя, Это объясняется тем, что камера рамl5 ной мешалки с перфорированнои разделительной перегородкой расположена на всасывающей стороне турбинной мешалки, выполняющей роль центробежного насоса. Это обуславливает быстрый

20 отсос турбинной мешалки жидкого ком-. понента (щелочи) из зоны рамной мешалки, что приводит к нарушениям соотношения компонентов в зоне рамной

3 93121 мешалки. При этом в зоне рамной мешалки оказывается смесь с преобладанием тестообразного компонента (ксантогената), что с учетом большой скорости вращения мешалки (730-1600 об/ мин) приводит к резкому скачку потребляемой мощности и, как следствие, .- перегрузке электродвигателя. Кроме

t того, получение смеси с непостоянным соотношением компонентов сказывается 10 на ухудшении качества конечного продукта.

Цель изобретения — повышение эффективности перемеыивания и обеспечение равномерной нагрузки на привод аппарата за счет ламинарного режима перемешивания.

Поставленная цель достигается. тем, что в аппарате для разделения секций между собой перегородка в мес- 20 те центрального отверстия снабжена коаксиально установленным относительно вала переливным патрубком, высота которого над перегородкой определяется по формуле 25

D-d

h =H ——

2tg с П

30 ,где h — высота переливного патрубка:

D — внутренний диаметр корпуса;

d — внутренний диаметр переливного патрубка;

Н вЂ” высота верхней секции;

cL — угол конуса жидкостной воронки, Мешалка в верхней секции аппарата выполнена в виде двух ножей, изогнутых по форме. разделительной перего40 родки.

На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез; на.фиг . 2 - разрез

А"А на фиг.

Предлагаемый аппарат состоит из

45 корпуса 1, в верхней части которого расположена мешалка 2, состоящая по крайней мере из двух ножей с заостренными рабочими к,ромками 3.

На одном валу с мешалкой 2 установлена турбинная мешалка 4. OGe ме50 шалки приводятся во вращение электродвигателем 5. В корпусе 1 между мешалками .2 и 4 установлена разделительная, перегородка 6 с центральным отверстием, снабженная коаксиально расположенным переливным патрубком

7. Аппарат имеет отверстие 8 для подачи исходных компонентов и штуцер 9 б а для отвода готовой смеси. Высота переливного патрубка определяется по

1 формуле ь=н

2Сд с /2 где h — высота переливного патрубка;

D — внутренний диаметр корпуса;

d — внутренний диаметр переливного патрубка;

H — высота верхней секции;

cL — угол конуса жидкостной воронки, Аппарат работает следующим образом.

Тестообразная масса, например, ксантогенат целлюлозы и щелочь, подаются из предыдущего аппарата через отверстие 8 в зону верхней мешалки.

При вращении мешалки 2 щелочь эа счет центробежных сил распределяется по периферии, образуя постоянную жидкостную ванну между корпусом и направляющим цилиндром.

В указанную жидкостную ванну подаются куски тестообразной массы, которые измельчаются, попадая под действие заостренных рабочих кромок мешалки 2, и растираются, попадая в зазор между мешалкой 2 и стенкой аппарата.

Особенностью процесса является то, что ножевидная форма мешалки 2, имеюшей небольшое лобовое сопротивление, обуславливает раскручивание и вращение жидкостной ванны в верхней секции в ламинарном режиме (в отличие от других типов мешалок, в том числе прототипа, обеспечивающих турбулентный режим), при этом происходит центробежное разделение смеси. Кусочки ксантогената центробежной силой отбрасываются к периферии, измельчаются, растираются, а к отверстию переливного патрубка поступает лишь равномерная смесь, которая перетекает s зону турбинной мешалки. Экспериментальным путем установлена зависимость геометричных размеров, при которой обеспечивается наибольший эффект, т. е. интенсивное смешивание и растирание тестообразной массы с жидкостью при равномерной нагрузке на привод. При этом оказывается, что при заданных высоте и диаметре корпуса в верхней секции и диаметре пе. реливного патрубка, обеспечивающих свободный проход конечной смеси, эффективность процесса повышается с

9312

Формула изобретения увеличением скорости вращения мешалки, а следовательно, уменьшением угла конуса воронки (d.).

Эффективность процесса повышается до тех пор, пока верхняя кромка жидкостного конуса не достигнет верхнего края корпуса аппарата. Дальнейшее увеличение скорости вращения мешалки приводит к снижению эффективности процесса, в готовой смеси начинают 10 попадаться куски ксантогената больших размеров. Это обьясняется тем, что верхняя кромка жидкостного кону- . са имея большую окружную скорость вращения, как бы "подмывает" выходящую из вышеустановленного аппарата (на чертеже нижняя, часть показана тонкой линией) массу у стенки этого аппарата и куски обрушиваются, при этом недостаточно измельченная и растертая масса "выплескивается" через горловину и далее из аппарата.

Таким образом, экспериментально установлено, что наибольший эффект растирания получается тогда, когда верхняя кромка жидкостного конуса и верхняя кромка корпуса аппарата совпадают.

По условиям затрат мощности на перемешивание установлено, что целесо- 3р образно обеспечить соотношение D/II в пределах О, - 1,0. При этом угол .конуса воронки определялся опытным путем при стандартной частоте вращения мешалки, например, 1000-l500 об/ мин.

Таким образом, диаметр корпуса аппарата (D) определяется диаметром выходной части предыдущего аппарата, высота корпуса (1I) - приведенным соот. 0 ношением D/I-I = 0,1- 1,О, угол конуса (d — экспериментально для данного типа жидкости и при стандартной частоте вращения мешалки, а диаметр патрубка (d) - количеством готовой смеси.

Остается одна переменная — это высота

16 6 патрубка (h) которая определяется соотношением .

1. Аппарат для непрерывного смеши-. вания и растирания тестообразных иатериалов с жидкостью, содержащий корпус, разделенный перегородкой с центральным отверстием на верхнюю и нижнюю секции, мешалки, расположенные в каждой секции, установленные на общеи валу, и привод, о т л и ч а ю ц и й-. с я тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания и обеспечения равномерной нагрузки на привод за счет ламинарного режима перемешивания, перегородка в месте центрального отверстия снабжена коаксиально установленным относительно вала переливным патрубком, высота которого определяется по формуле где h — высота переливного патрубка;

D — внутренний диаметр корпуса;

d — внутренний диаметр переливно. го патрубка;

Н вЂ” высота верхней секции; с(— угол конуса жидкостной воронки.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч аю шийся тем; что иешалка в верхней секции выполнена в виде двух ножей, изогнутых по форме разделительной перегородки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Штербачек Э., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности.

Л., 1963, кл. 340-351.

2. Авторское свидетельство СССР

У 241653, кл, В 29 8 1/06, 1967.

931216 фри„1

A-А

Составитель Н. Лебедева

Техред И. Гайду Корректор E. Рошко

Редактор В. Петраш т

Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3592/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4