Смеситель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(И) М. Кл.з В 01 Г 7/04 с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР по делан изобретевий и открытийДата опубликования описания 230283".,".".";,3 1 ,с В.Н. Саракуз и В,И . Ермаков Ярославский политехнический институт(54) СИЕСИТЕЛЬ Изобретение относится к смесительным устройствам для перемешивания и нагрева вязких жидкостей иможет найти применение в химической,нефтехимической и пищевойпромышленности. Более узкая область применения - получение жидких полимерныхкомпозиций, используемых для образования антикоррозионных покрытийна иэделиях,Известен аппарат для перемешивания и нагрева жидкости, содержащийконический корпус с отверстиями вверхнейчасти и концентрично емурасположенный конический ротор сканавками, расположенными по винтовой линии на его наружной поверхности, причем для интенсификациипроцесса смешения канавки выполненыс,шагом, увеличивающимся в сторонуувеличения диаметра 11.Недостатком аппарата являетсямалый полезный объем для перемешиваемой жидкости и соответственнонизкая производительность. Увеличение шага винтовой линии при одновре-.менном увеличении диаметра ротораприводят к снижении скорости жидкости и соответственно .к снижению степени перемешивания. Недостатком является также низкая скорость подачи тепла к перемешиваемой жидкости, так как конструкция ротора не обеспечивает интенсивной циркуляции жидкости, при которойдостигаются высокие значения коэф.фициента теплоотдачи.Известен также аппарат для перемешивания и нагрева жидкости, содер-жащий корпус с рубашкой, привод ибезвальную мешалку в виде ленточноспиральных лопастей со скребками,причем с целью увеличения теплоот.дачи отношение ширины лопастей квнутреннему корпусу равно 0,08-0,112Недостатком аппарата является низкая интенсивность перемешивания инизкая скорость теплоподвода, таккак мешалка является малооборотной.Отсутствует подвод тепла за счет .диссипации энергии привода мешалки,так как конструкция лопастей мешалки не позволяет создать организован ную циркуляцию жидкости в зоне, примыкающей к теплообменной поверхностиНаиболее близким к предложенномупо конструкции и достигаемому эффекту техническим решением являетсясмеситель, содержащий вертикальныйцилиндрический корпус со сфернче 997772ским днищем, вал, установленный пооси корпуса, т еплообме иную рубашку,размещенную снаружи корпуса, О-образные лопасти, закрепленные на нижнем торце вала, и штуцеры ввода ивывода компонентов 3 .Недостатком известного смесителяявляется низкая эффективность смешения, так как лопасти, изготовленные иэ труб, оказывают слабое смесительное воздействие на жидкость.Недостатком являетсянизкая скорость нагрева жидкости, так каквыполнение лопастей из труб не приводит к интенсификации теплоотдачи.Цель изобретения - интенсификация процесса за счет создания интенсивной циркуляции перемешиваемыхкомпонентов,Поставленная цель достигается темчто в смесителе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, вал, установленный по оси корпуса, теплообменнуй рубашку, размещенную снаружи корпуса, О-образные лопасти, эакрепленные на нижнем торце вала, и штуцерыввода и вывода компонентов, лопастивыполнены подковообразного профиля,вогнутой стороной направленного всторону внутренней поверхности корпуса.На фиг. 1 изображен смеситель,продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1,Смеситель содержит вертикальный.цилиндрический корпус 1 со сферическим днищем 2, вал 3, установленныйпо оси корпуса, теплообменную рубашку 4, размещенную снаружи корпуса,О-образные лопасти 5, закрепленныена нижнем торце вала 3, и штуцерыб и 7 ввода и вывода компонентов.Лопасти 5 выполнены подковообразными и направлены в сторону внутренней поверхности корпуса.Смеситель работает следующим образом.Через штуцер 6 в корпус заливаются. смешиваемые компоненты. При вращении вала 3 начинают вращаться лопасти 5, В полости, образуемой стенкбй корпуса и поверхностью лопастей 5 возникает интенсивная циркуляция жидкости, Циркуляция тем выше, чем выше частота вращения мешалки, пбтому мешалка является высокооборотной,т.е. имеет частоту вращения 100-700 с ", что на порядок превышает частоту вращения обычных , тихоходных (рамных и лопастных) мешалок.При большей частоте вращения неравномерность распределения массы мешалки относительно оси вращения приводит к появлению центробежных сил и вибрации мешалки. Для уменьшения вибрации мешалки диаметр мешалки и внутренний диаметр корпусаделаются небольшими, т.е.0,3 м,а высота аппарата подбирается потребуемой производительности.Интенсивность циркуляции жидкости внутри лопастей 5 зависит от ихразмеров. При большой ширине полостипо сравнению с ее глубиной циркуляции жидкости очень быстро затухаетиз-за проявления вязких сил. Форма 10 полости может быть полуцилиндрической, полуэллиптической, прямоугольной, трапецеидальной и треугольной.Уменьшение застойных зон достигается. плавной поверхностью полости, т.е.15 использованием полостей полуцилиндрической или полуэллиптической форма.Применение лопастей 5 с полуцилиндрической или полуэллиптической полостью для получения полимерных композиций, наносиьых в виде пленок наповерхность изделий и имеющих вязкость 1-10 Па с, приводит к тому,что глубина цилиндрической полостидолжна составлять 0;03-0,05 диаметра корпуса аппарата промышленныхразмеров (0,3 м). При уменьшенииэтого отношения снижается эффектперемешивания и производительностьустройства, а при увеличении - увеличиваются затраты мощности на привод мешалки.Для того, чтобы в полости лопасти 5 сохранялось .циркуляционноетечение жидкости, зазор между кромками лопасти 5 и корпусом 1 должен35 составлять 5-10 мм, т,еотношениедиаметра лопасти к диаметру корпусаравно 0,95. Это отношение являетсяобщепринятым для рамных мешалок. Значение зазора менее 5 мм трудно обе 40 спечить, так как подшипники опорвала мешалки всегда имеют люфт воизбежание их быстрого износа. Призазоре более 10 мм уменьшается интенсивность циркуляционного течения45 в полости и возникает переток жидкости иэ объема аппарата через полость,. что ведет к снижению интенсивности смешения и снижению коэффициента теплоотдачи.Лопасти 5 располагаются по винтовой линии относительно поверхностигкорпуса 1. Угол подъема винтовой линии 70-90 О, Это обеспечивает осевоеперемещение жидкости в полости лопасти 5 и перемешивание в вертикальном направлении.Готовая смесь выводится по штуцеру 7, Устройство может работать.при непрерывном вводе-выводе жидкости,60Технико-зкономическая эффективность предлагаемого устройства объясняется следующими достоинствами.Устройство по сравнению с наиболее совершенным для. нагрева вязких жидТираж 686Государственного комитетаелам изобретений и открытиМосква, Ж, Раушская н одпис д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 костей скребковым аппаратом обеспечивает примерно в 1,5 раза более высокое значение коэффициента теплоотдачи. При этом отсутствует касание лопастей мешалки корпуса аппарата, что исключает износ и повышает надежность устройства. Высокое значение коэффициента теплоотдачи, являющееся результатом циркуляционного течения жидкости в полости лопасти мешалки, одновременно свидетельствует о высокой интенсивности перемешивання жидкости и возможности работы аппарата в непрерывном режиме при перемешивании. быстроотверждающихся полимерных композиций. Применение 15 предлагаемого аппарата. на участке полимерных покрытий за счет сниже 4ния брака, возникающего от получения низкоэластичных и, следовательно, недолговечных пленок из сшитого поли-ЯО мера, позволяет получить экономический эффект 10 тыс,руб. в год.Формула изобретенияСмеситель, содержащий вертикаль-ный цилиндрический корпус со сферическим днищем, вал, установленныйпо оси корпуса, теплообменную.рубай,ку, размещенную снаружи корпуса,0-образные лопасти, закрепленныена нижнем торце вала, и штуцеры ввода и вывода компонентов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюинтенсификации процесса за счетсоздания интенсивной циркуляции перемешиваемых компонентов, лопастивыполнены подковообразного профиля,вогнутой стороной направленного всторону внутренней поверхности корпуса. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе