Аппарат для осуществления контакта между твердой и жидкой фазами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 59 А 1 ц 5 В 01 Р 7/ АНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЛЬСТВ ныи ин ССС 7,ЕСТВЛЕНИЙ И ЖИДКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ(54) АППАРАТ ДЛЯ ОСУКОНТАКТА МЕЖДУ ТВЕРДФАЗАМИ(57) Изобретение относится к аппаратам для осуществлениям контакта между твердой и жидкой фазами, позволяет интенсифициро. вать процесс получения высококонцентрированных однородных суспензий, Аппарат содержит корпус 1 с вращающимся валом 8 имеющим участок 9 геликоидальной нарезки . По высоте вала 8 сверху-вниз с возможностью свободного перемещения по участку 9 расположены втулка 15 с лопастями 16, перфорированные перегородки 11, 13 в виде усеченного конуса. На нижнем конце вала закреплен диск 17 с лопастями 18. 1 з,п,ф-лы. 1 ил."0 15 20 30 35 40 45 50 Изобретение относится к химической и смежной к ней отраслям промышленности для осуществления контакта между твердым материалом в виде пасты и жидкостью.Цель изобретения - интенсификация процесса получения высококонцентрированных однородных суспензий.На чертеже изображена принципиальная схема аппарата,Аппарат состоит иэ корпуса 1, крышки 2 со штуцерами 3 и 4 и днища 5 со штуцерами 6 и 7. Внутри аппарата расположен вал 8 с участком 9 геликоидаЛьной нарезки и стопорами 10, Нижняя перфорированная перегородка 11 имеет малые отверстия 12. Верхняя дополнительная перфорированная перегородка 13 имеет большие отверстия 14 по сравнению с отверстиями 12, Над перфорированной перегородкой 13 расположена втулка 15 с лопастями 16, В нижней части вала находится диск 17 с лопастями 18, Диск расположен в середине камеры 19, образованной днищем 5 и нижней перфорированной перегородкой 11, Перегородки, которых по крайней мере две, выполнены в виде.усеченного конуса, меньшее основание которого закреплено на втулке 20, охватывающей участок 9 геликоидальной нарезки, Перегородки и втулка 15 с лопастями 16 установлены с возможностью свободного перемещения по участку 9 до взаимодействия со стопорами 10.Аппарат работает следующим образом.Воду подают в аппарат через штуцер 3, твердую фазу вводят через штуцер 4. Благодаря наличию перегородок 11 и 13 паста равномерно размещается по высоте аппарата. Таким образом предотвращается перегрузка и поломка перемешивающего устройства, Лопасти 18 диска направлены и наклонены так, что диск при вращении создает интенсивный поток жидкости, направленный от вала 8 к стенкам аппарата и вверх, Этот поток, проходя через отверстия 12 перегородки 11, размывает слой пасты, находящейся на этой перегородке, Форма и расположение отверстий 12 в перегородке 11 выбирается так, чтобы была возможность для циркуляции потоков, Вместе с валом 8 начинает вращатся и геликоидальный стержень 9, поэтому перегородки 11 и 13 и втулка 15 с лопастями занимают верхнее положение у стопоров 10, где геликоидальной навивки нег и вращение перегородок и втулки замедляется или прекращается, хотя вращение диска 17 продолжается, Увеличившаяся камера 19 обеспечивает лучшие условия для циркуляции жидкости, При замедлении вращения вала 8 перегородки 11 и 13 и лопасти 16 опускаются по геликоидальному стержню 9 вниз и, вращаясь вместе с валом 8, способствуют перемешиванию суспензии сразу на трех уровнях.Сжатый воздух, подаваемый через штуцер 6, поднимаясь вверх, расширяется, бар-.ботирует через жидкость, проходит черезотверстйя в перегородках. Так как по мереперемещения вверх его объем увеличивается, то и отверстия по площади в перегородках по высоте аппарата должныувеличиваться, чтобы скорость перемещения воздуха оставалась постоянной, Этоспособствует созданию одинаковых условий для перемешивания суспензии на всехуровнях по высоте аппарата.Возможность перегородок перемещаться вверх-вниз между стопорами позволяет и суспензии перемещатьсясверху-вниз, сначала с большойскоростью,а потом все медленнее и медленнее за счет .уменьшения площади перфорированных отверстий, по мере приближения к днищу всеболее подвергаясь механическому воздей- .ствию,печения быстрого перемешивания двух фаз:твердой (сь 1 пучей) и жидкой, поступающихчерез штуцеры 3 и 4.Каждая перегородка имеет ступицу с геликоидальной, нарезкой, которая, взаимодействуя с участком 9 вала, ввинчиваясь,поднимается в верхнее положение (до стопора) и вращается вместе с валом, Если валостановился, то перегородка под действиемвеса, свинчиваясь, опускается вниз(до нижнего стопора), У верхнего стопора есть участок вала, на котором геликоидальнаянарезка отсутствует. На этом участке раскрученная во время подъема перегородкаможет какое-то время вращатся по инерции,не взаимодействуя с геликоидальной нарезкой, замедляясь за счет трения о суспензию.После замедления ступица перегородкисвоей геликоидальной нарезкой входит вконтакт с геликоидальной нарезкой вала ивращается со скоростью вала.Увеличение камеры 19 улучшает условия работы диска 17, который лопастями 18свободнее захватывает суспензию и увеличивает ее циркуляцию в камере, При регулировании скорости вращения приводааппарата происходит замедление вращениявала. Это определяется режимами гомогенизации,Воздух, подаваемый через штуцер 6,смешивается с жидкостью. барботирует через весь ее слой. Известно, что наличие небольшого количества воздуха и жидкостиблагоприятствует процессу кавитации, Регулируя подачу воздуха, можно воздействовать на процесс перемешивания,1637859 интенсифицируя его, Но основной эффект в увеличении скорости получения высококонцентрированной однородной суспензии получается за счет вращения дополнительно к диску 17 еще перегородок 11 и 13 и лопастей 16, Суспензию выгружают из аппарата через штуцер 7. Составитель Н. ФедороваРедактор М. Бандура Техред М,Моргентал Корректор Н . Король Заказ 886 Тираж 400 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формул а изобретения 1. Аппарат для осуществления контакта между твердой и жидкой фазами, содержащий корпус с вращающимся валом, на нижнем конце которого закреплен диск с лопастями, снаружи которого расположена перфорированная перегородка в виде усеченного .конуса, над которой размещен установленный на валу смесительный , элемент, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса получения высококонцентрированных однородных суспензий. вал выполнен с участком геликоидальной нарезки и по крайней мере с тремя 5 стопорами, а смесительный элемент - в видевтулки с лопастями, вал снабжен по крайней мере одной дополнительной перфорированной перегородкой, расположенной между втулкой с лопастями и основной перфориро ванной перегородкой, при этом перегородки и втулки с лопастями установлены с возможностью свободного перемещения по участку геликоидальной нарезки до взаимодействия со стопорами.15 2. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что каждая перегородка имеет площадь отверстий больше, чем перегородка, расположенная под ней.