Реактор-смеситель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(еап 1 1 15 9 зд) В 01 3 19/18; В О 1 Г 13/10 цилиндр с теплообмеццой рубашкой,установленный коаксиальцо в корпусе,приводной вал, расположенный по осикорю са, шнек, закрепленный ца валувнутри направляющего цилиндра, подпорный элемент, размещенный сооснопод нижним торцом направляющего цилндра, и штуцеры ввода и вывода перемешцваемых сред, о т л и ч а ющ ц й с я тем, что, с целью ицтецспфикации процессов гомогенизацииобрабатываемых сред путем регулирования теплообмена, направляющий цилиндр установлен с возможностью возвратцо-поступательного перемещенияв вертикальном направлении.1115791 тццы. 2. Реактор-смеситель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью измельчения комков порошкообразных компонентов, направляющий цилиндр снабжен скребком, закрепленИзобретение относится к реакционному и смесительному оборудованию для вязких жидкостей и суспендированных систем и может быть использовано как для приготовления эмульсий, суспекзий, так и растворов вязких продуктов и, кроме того, для реакционных процессов, сопровождающихся выделением или поглощением тепла, например для получения жидких и пастообразных моющих средств, или для процесса фосфорилирования высших жирных спиртов фосфорным ангидридом, а также для приготовления цеолитов по непрерывной технологии.Известен реактор, снабженный центральной циркуляционной трубой, внутри которой установлена шнековая мешалка 1 1.Недостаток этого реактора состоит в том, что за один проход не достигается полного смешения, При перемешивании жидких, пастообразных или сыпучих компонентов, способных комковаться при попадании в жидкость или содержащих комки, механическое разрушение последних достигается путем длительного и интенсивного перемешивания.Известен реактор-смеситель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, центральный направляющий цилиндр с теплообменной рубашкой, установленный коаксиально в корпусе, приводной вал, расположенный по оси корпуса, шнек, закрепленный на валу внутри направляющего цилиндра, подпорный элемент, размещенный соосно под нижним торцом направляющего цилиндра, и штуцеры ввода и выводакомпонентов 2 3Однако в известном реакторе при использовании его для экзбтермических процессов невозможно обеспечить достаточный отвод тепла, так как цым над подпорным элемецтом ца приводном валу, при этом подпорцый элемент выполцец в вцле перфорированной горизоцтальцой пласнельзя регулировать поверхность теплообмена. При гомогецизации любойсистемы требуется увеличение времениперемешивация в 2-3 раза.Цель изобретения - ицтецсификацияпроцессов гомогенизации обрабатываемых сред путем регулирования теплообмена, а также иэмельчецие комковпорощкообразных компонентов.1 О Поставленная цель достигается темчто в реакторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, центральный направляющий цилиндр с теплообменной рубашкой, установленный коак сиально в корпусе, приводной вал,расположенный по оси корпуса, шнек,закрепленный на валу внутри направляющего цилиндра, подпорный элемент,размещенный соОсно под нижним торцом 20 направляющего цилиндра, и штуцерыввода и вывода перемешиваемых сред,направляющий цилиндр установлен свозможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном цацрав лении.Кроме того, направляющий цилиндрснабжен скребком, закрепленным надподпорным элементом на приводном валу, при этом подпорный элемент выполнен в виде перфорированной горизонтальной пластины.На фиг, 1 схематически изображенпредлагаемый реактор-смеситель, общий вид, на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.Аппарат включает корпус 1 с теплообменной рубашкой 2, крышкой 3, накоторой установлен электропривод средуктором 4 для вращения перемеши О вающего устройства, состоящего изшнека 5 и якорной мешалки 6. На крышке аппарата расположены фланцы 7, наних крепятся штурвалы 8 для подъемаи опускания центрального направляюще го цилиндра 9 или прижимные элементы3 111с кулачками (не показано) для арганизации возвратно-поступательньгх перемещений Вдоле оси,1 ентральн 11 й направляощий цилиндр 9предназначен для снятия тепла экзо 5термической реакции или наоборотдля подогрева в эндатермических процессах, а также организации необходимых перемещений потоков.Охлаждающая вода подается по труб ке 10 в нижнюю часть направляющегоцилиндра, а выводится через трубку 11.К трубкам подводится вода по гибкимшлангам 12,С помощью труб при врацтен 1 и одновременно обоих цтурвалов направляющийцилиндр опускается или поднимаетсяза счет резьбы, которая имеется навнешней стороне труб, через них цилиндру сообщаются возвратно-поступательные движения. Чтобы направляющийцилиндр во время работы не проворачивался, предусмотрена направляющаярейка 13, которая вместе с напра 11 ляющим цилиндрам перемещается вверх и 25вниз по пазу 14 в аправляющих сегментах 15, которые крепятся к корпусу пластинами 16. Вал мешалки 17 опирается на подшипник 18. Штуцеры 19и 20 предназначены для ввода жидк 1 хили сыпучих компонентов, которые понаклонным трубопроводам 21 поступаютв центральный направляющий цилиндр.На общем валу направляющего цилиндраустановлен скребок 22, предназначенный для разрушения комков на подпорном элементе - перФорираваннойпластине 23, в случае их образованияпри перемешивании жидких и сыпучихкомпонентов, Скребок опускается40вместе с направляющим цилиндром засчет собственного веса по пазу 24. Через штуцер 25 происходит непрерывный слив (при непрерывной работе) готового продукта, В этом случае 45 верхний торец направляющего цилиндра должен находиться выше ню 1 него края штуцера. Штуцер 26 предназначен . для окончательного слива иэ аппарата в случае его опорожнения и для слива 50 готового продукта при работе в периодическом режиме.Штуцеры 27 и 28 предназначены для ввода и вывода хладагента из рубашки. Реактор-смеситель может ра ботать как в непрерывном, так и в периодическом режимах. В обоих случаях ,центральный направляющий цилиндр 5791играет роль направляющего аппарата и теплообменного элемента.Предлагаемый реактор-смеситель в непрерывном режиме работает следующим образом.жидкие вязкие или жидкие и сыпучие компоненты поступают через штуцеры 19 и 20 по наклонным трубам 21 в центральный направляющий цилиндр 9. Для эФФективного и полного перемешивания компонентов центральный направляющий цилиндр должен находиться в верхнем положении, чтобы избежатьпопадания неперемешанных продуктов в периФерийную полость. При вращении шнека 5 просходит одновременна перемешивание и вытеснение композиции вниз в централзнал направляющем цилиндре, затем происходит даполнптельное перемешиваьп 1 е лопастями якорной меыалки в наружной полости, Перемеее 11 ие жидкост 1 сн 1 зу вверх с аднавре манным перемепьнван 1 ьем в радиальном 1 апрлвле 11 и 11 просходит путем стат 11 ческога и д 1 нам 11 ческого напоров из направляюЦего цилиндра. Кроме того, якорная мешалка очищает стенки и днице аппарата, благодаря чему улучшается теплообмен и предотвращаютсяместные перегревы перемешиваемых веществ.При перемешивании малавяэких композиций для интенсиФикации процесса конструкция шнековай мешалки позваляет использовать гравитационные силы, т.е. изменяется направление вращения для того, чтобы шнек 5 перемешал жидкость снизу вверх. При работе с маловязкцми жидкостями на низких оборотах (60-90 аб/лин) выталкивающий эФФект незначителен, и при непрерывной подаче компонентов уровень жидкости в направляющем цилиндре несколько превьппает периФершп,ь 1 й, поэтому из-за веса столба происходит ее вытеснение в наружную зону, где перемешивание осуществляется якорной мешалкой. В самом направляющем цилиндре в этом случае взаимодействуют не талька радиальные и осевые составляющие потоков, но и гравитационные. Такое взаимодействие способствует интенсиФикации процесса смешения.При непрерывной работе возвратно- поступательное перемещение достигается тем, что между штурвалами 8 и Фланцами 7 устанавливаются пружины, трубы соединены перекладинами, а кЗимокосов актор С.Лисина 1/7ВНИИПИпо д113035 Тираж 532 Пенного комитета СССРтений и открытий-35, Раушская наб., д каз одписное осударст ам изобрМосква,илиал ППП "Патент.Ужгород, ул.Проектная, 4 перекладинам прилегает эксцентриковый валик, соединенный с электродвигателем через редуктор.11 епрерывный слив готового продукта осуществляется через штуцер 25,Предлагаемый реактор-смесительв периодическом режиме работает следующим образом,1(омпоненты поступают в центральный направляющий цилиндр 9, который Ос помощью штурвалов 8 опущен в нюкнее положение, так как смесь из гериферийной зоны переливается черезнаправляющий цилиндр и шнеком 5 вытесняется вниз. Происходит перемешиванне в горизонтальной и вертикальнойплоскостях как в обычной мешалкес центральным направляющим цилиндром.После приготовления нужной композициисмесь сливается через штуцер 26,нек 20и якорная мешалка вращаются в однусторону и могут вращаться как го часовой, так и против часовой стрелкив зависимости от компонентов и режима работы аппарата.Предлагаемый реактор-смесительперспективен для проведения экзотермических реакций при смешении жидкостей и комкующихся под их влияниемпОрошков, например при фосфорилиро нанни спиртов и других Гидроксилсодержащих соединений фосфорным ангидридом. В первоначальный момент з указанных процессах выделяется большоеколичество тепла, которое эффективноснимается хладагентом, циркулирующимв полом центральном направляющемцилиндре 9, при подъеме которого вдальнейшей работе в непрерывном режиме площадь теплообмена уменьшается,что способствует протеканию реакциив оптимальных условиях,Скомковавшийся фосфорный ангидридизмельчается скребком на подпорномэлементе (перфорированной перегородке), после чего он также вступает вреакцию со спиртами. Таким образом,применение предлагаемого реакторасмесителя при смешении сыпучих и жидких компонентов дает возможность не опасаться комков в сырье и готовом продукте, так как они растираются на решетке, Кроме того, применение реактора-смесителя для перемешивания компонентов высокой вязкости в непрерывном режиме позволяет заменить минимум три мешалки периодического действия, каждая из которыхв 4-5 раз по объему больше предлагаемого аппарата,