Аппарат для усреднения жидких дисперсий

 

О П И С А Н И Е (1ц993991

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сотоз Советски»

Социалистических республик (BI ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22}Заявлено 23. 01. 81 (21} 32408gp/23-26 (53)M. Кд, В 01 F 7/16 с присоединением заявки ЩГмуйэустке««ы«квш«тат

ССВР ве леаак «зебр«те««й

«ет«рмт«й (2З) Приоритет (53} УДК 66. 063 (088.8) Опубликована 07.02.83. Бюллетень Мт т5

Дата опубликованы описания 07. 02. 83

/" *-"аиц

Г.С.Федоров, В.В.Бурец и A.À.Ïîëåâé÷

Е

Иогилевский технологический институт (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ УСРЕДНЕНИЯ ЖИДКИХ

ДИСПЕРСИИ

Изобретение относится к устройствам для механического перемешивания жид" ких дисперсий и может быть использован во всех отраслях промышленности для получения однородных суспензий и эмульсий, а более конкретно " в ка" ,честве танка для хранения и нормализации молока, производства кисломолочных продуктов.

Известна лопастная мешалка, состоя;„ щая из ступицы, наклонных лопастей, установленных под одинаковым углом к оси вращения мешалки и имеющих входные и выходные кромки (1) .

Недостатками такой мешалки являют- 1 ся слабое перемешивание нижних и верхних слоев жидкости вследствие низкой циркуляционной производительности в вертикальной плоскости; трудностьорганизации процесса перемешивания в ;ю больших объемах, что связано с резко прогрессирующим возрастанием мощнос" ти, затрачиваемой на перемешивание, с ростом диаметра аппарата.

Известен аппарат для проведения реакций между газом и жидкостью, содержащий прямоугольный сосуд, разделенный перегородкой по крайней мере на две сообщающиеся камеры, у противоположных оснований которых размещены горизонтальнь.е роторы, снабженные разбрызгивателями, привод роторов, при этом в камерах размещены направляющие пластины, в в перегородках выполнены отверстия для прохода жидкосПринудительная циркуляция жидкости между сообщающимися камерами осуществляется преимущественно в горизонтальной плоскости за счет насосного эФфекта роторов, поэтому в качестве аппарата для эФФективного усреднения дисперсий он не может быть использован, так как интенсивность усреднения жидких дисперсий (суспензий, эмуль" сий) целиком и полностью определяется аксиальными составляющими скорос25

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет создания аксиальных противоположных направленных потоков жидкости. Цель достигается тем, что в аппарате для усреднения жидких дисперсий, содержащем вертикальный корпус, выполненный из нескольких сопряженных

3 99399 тей потоков жидкости, т.е. циркуляцией в вертикальной плоскости.

Известно устройство для смешения сыпучих материалов, содержащее по крайней мере две сообщающиеся конические обечайки, направленные большими основаниями в одну сторону, при этом в каждой обечайке установлейа винтовая мешалка планетарного типа (3) .

Основным недостатком этого устройства является наличие принудительной циркуляции только в одном направлении (снизу вверх), в то времп как обратная циркуляция осуществляется t5 только под действием силы тяжести °

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является аппарат для усреднения суспензий, содержащий

2О корпус, выполненный из нескольких сопряженных между собой обечаек, образующих сообщающиеся камеры, в каждой из которых установлены на валу мешалки j4)

Усреднение суспензий в аппарате достигается за счет создания между обечайками радиальных встречно направленных потоков жидкости, которые при столкновении между собой взаимно гасятся.

Недостатком такого аппарата является трудность получения гомогенных жидких дисперсий (суспензий, эмульсий) вследствие практически полного

35 отсутствия в сопряженных обечайках аксиальных потоков жидкости, так как при суспензировании дисперсная фаза, как правило, находится в низу аппарата, а при эмульгирования - в верху.

Известно, что получение устойчивой двухфазной системы жидкость - твердое тело, жидкость - жидкость с равномерно распределенной дисперсной фазой в объеме аппарата решающим образом за"

45 висит от величины аксиальных составляющих скоростей потоков жидкости, тогда как в указанном аппарате создаются преимущественно радиальные потоки жидкости.

1 4 между собой обечаек с установленными в них мешалками, соединенными с приводными валами, обечайки выполнены в форме усеченных конусов, направЛенных меньшими основаниями в разные стороны, а мешалки размещены у больших оснований .конусов.

Сечение каждой обечайки может име0ь форму витка спирали Архимеда, при этом начала заходов спиралей соседних обечаек смещены относительно друг друга на

180", спИрали большего и меньшего оснований одной и той же обечайки имеют противоположное направление, а мешалки размещены у больших оснований конусов.

Конусная форма обечаек позволяет наиболее полно достичь цель, стоящую перед любыми механическими перемешивающими устройствами, обеспечить рав- . номерное распределение дисперсной фазы и вводимой извне энергии в объеме всего аппарата. В данном аппарате энергия центробежного поля вращающейся жйдкости используемой для создания в конических обечайках аксиальных, противоположно направленных (в сто-, рону больших оснований конусов) потоков жидкости.

Так как мощность центробежного поля {центробежного давления) прямо пропорциональна радиусу вращения, то вращающаяся жидкость интенсивно перетекает из обечайки с большим поперечным сечением (Лоны большего центробежного давления) в смежную обечайку с меньшим поперечным сечением (зону меньшего центробежного давления) и вследствие сплошности (неразрывности) движущейся жидкости вдоль каждой обе" чайки возникают мощные противоположно направленные аксиальные потоки. эффективно взмучивающие осадок со дна аппарата, либо обеспечивающие

1 равномерное распределение эмуль гирующей жидкости по всему объему аппарата.

Второй вариант аппарата отличается от первого тем, что в нем практически весь скоростной напор вращающейся жидкости расходуется на увеличение аксиальной скорости потока.

На фиг.1 показан предлагаемый аппарат для усреднения жидких дисперсий, продольный разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - конструктивная схема аппарата, вариант; на фйг.4, 5 - сечения Б-Б и В-В соответственно на фиг.3; на фиг.б — акФормула изобретения

5 9939 сонометрическое изображение корпуса аппарата, вариант; на фиг.7 - конструктивная схема горизонтальной компоновки аппарата иэ трех конических обечаек, на фиг.8 " сечение Г-Г на

Фиг.7; на фиг.9 - конструктивная схема вертикальной компоновки аппарата иэ четырех конических обечаек.

Аппарат для усреднения жидких дисперсий содержит вертикальный корпус, 1в выполненный: из нескольких сопряженных между собой конических обечаек 1, обращенных меньшими основаниями в разные стороны, внутри которых на валах 2 у больших оснований раэмеще- и ны .мешалки 3-. Снаружи аппарат снабжен теплообменной рубашкой 4. штуцера 5 и 6 служат соответственно для ввода и вывода продукта, а штуцера 7 и 8 " для подвода и отвода тепло ув (хлад6)агента.

Отличие аппарата по варианту состоит. в том, что сечение каждой обе" чайки имеет форму витка спирали -Архимеда, при этом начала заходов 9, 10 спиралей соседних обечаек смещейы относительно друг друга на 180 и спирали большего и меньшего оснований одной и той же обечайки имеют противоположное направление. 30

Принцип работы аппарата по ббоим вариантам одинаков и заключается в следующем.

При включении.мешалок 3 во встречном направлении жидкость в обечайках

1 вовлекается во вращательное движение. Так .как обечайки 1 выполнены в форме конусов, то в: большем поперечном сечении развивается большее-: . центробежное давление, и жидкость- в месте сопряжения обечаек перетекает в смежную обечайку 1 меньшего поперечного сечения, т.е. в область меньшего центробежного давления. Вследствие сплошности движущейся жидкости вдоль обечаек 1 в. сторону их больших оснований,образуется мощный циркуляционный поток, обеспечивающий интенсивное усреднение любых жидких дисперсий

91 . б в объеме каждой обечайки и в аппарате в целом.

Использование предложенного аппарата вместо вертикальных танков для хранения молока вместимостью 6000 л ,позволит снизить потери жира в результате отстаивания молока, уменьшить расход энергии на перемешивание. Ус-. ловно годовой экономический эффект от использования одного аппарата со-. ставляет около 12 тыс. руб.

1. Аппарат для усреднения жидких дисперсий; содержащий вертикальный корпус, выполненный из нескольких сопряженных между собой обечаек с установленными в них мешалками, соединенными с приводными валами, о т л и" ч а ю шийся тем, что, с цельюинтенсификации процесса за счет cQ» здания аксиальных противоположно нап равленных потоков жидкости, обечайки выполнены в форме усеченных конусов-, направленных меньшими основаниями в разные стороны, а мешалки размещены -у больших оснований конусов.

2, Аппарат по и. l, о т л и ч а.ю шийся тем, что. сечение каждой обечайки имеет Форму витка спирали

Архимеда, при этом начала заходов спиралей соседних обечаек смещены относительно друг друга на 180 ., спирали большего и меньшего оснований одной и той же обечайки имеют противоположное направление, а мешалки размещены у больших оснований конусоз.

Источники информации, принятые во внимание fIpH экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 614809, кл. В 01 F 7/18, 1978.

2. Патент ФРГ N 1202252, кл. 12 е 4/01, 1966.

3. Патент Франции Н 1157359, ° В 01 Г, 1958.

4. Авторское свидетельство СССР и 676310,. кл. В 01 F 7/16, 1977.

993991

Составитель Т.Царькова

Редактор 0.0ркова Техред А.бабинец Корректор В.Бутяга

Заказ 696/4 . Тираж 686 Подгисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, — Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", f . Ужгород, ул. Проектная, 4