Мешалка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 Г 7/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТОРС КОМУ ЕТЕЛЬСТВ ии химико-технологиурьевский химический тябрьской революции И.Конрвалов, О.Н,Лэвв и Е.И.Стоян 4497, кл. В 01 Г 7/16. сится к химическому стности к смесителям ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИГ)РИ ГКНТ СССР(71) Днепропетровческий институт изавод им.50-летия(57) Изобретение омашиностроению,для суспензий с высокои концентрацией образующей осадок твердой фазы. Цель изобретения - повышение надежности, уменьшение мощности привода и повышение качества перемешивания при разном уровне суспензии, Мешалка выполнена в виде вертикального цилиндра с лопастями 3, подвешенными на шарнирах 4 в его прорезях 2. Новым является смещение точек подвесэ лопастей относительно их центра тяжести к оси цилиндра, выполнение верхних граней и прорезей под углом 20 - 40 друг к другу, 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к реакторам или смесителям для получения или использования суспенэий и емкостям для хранения суспензий с большой концентрацией твердой фазы.Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение необходимой мощности привода при работе с суспензией, имеющей высокую концентрацию оседающих твердых частиц, путем задержки откидывания лопастей мешалки после пуска и оперемсения их складывания после выключения двигателя.На фиг.1 изображена мешалка в нерабочем состоянии (при отсутствии вращения вала), осевое сечение; на фиг,2 - диаграмма сил, действующих на лопасть при начале ее откидывания или окончании опускания; на фиг,З - мешалка в рабочем состоянии (при номинальной частоте вращения вала), осевое сечение,Мешалка состоит из цилиндра 1 с продольными прорезями 2 (фиг,2), в которых находятся лопасти 3, подвешенные на шарнирах 4, Между верхней гранью лопасти и верхней грайью прорези имеется угол а, что позволяет лопастям поворачиваться на этот угол вокруг шарнира 4. Это приводит к тому, что откидывание лопастей начинается не одновременно с вращением вала, а с некоторой задержкой, что дает возможность двигателю начать выход на режим при минимальном сопротивлении мешалки,При выключении двигателя возвращение лопастей в первоначальное сложенное состояние происходит раньше, чем полная остановка вала. Это способствует тому, что они полностью входят в прорези цилиндра раньше, чем начинается заметное оседание наиболее тяжелой и крупной фракций твердых частиц, Таким образом, предотвращается возможность заклинивания лопастей внеполностью сложенном состоянии и, соответственно, повышается надежность последуЮщего запуска мешалки в слое осадка,Крометого, выполнение верхних граней лопастей и прорезей подуглом 20 - 40 друг к другу ограничивает этой величиной угол поворота лопастей, вследствие чего в рабочем положении они выступают из цилиндра на большей части его высоты, чем достигается распределение коэффициента сопротивления мешалки по высоте цилиндра и повышение качества перемешивания суспензии при разном ее уровне в пределах высоты мешалки.При включении двигателя и возрастании частоты вращения мешалки на лопасть начинает действовать центробежная сила Гц (фиг.2), приложенная в центре тяжести ЦТ, Пока сила Гц мала, лопасти не откидываются и вращение мешалки происходит с малым моментом сопротивления, равным моменту сдвига окружающего вещества на наружной поверхности мешалки. Это позволяет легко запустить мешалку, даже полностью погруженную в слой осадки твердых частиц, При таком запуске суспендированное состояние этих частиц наступает сначала в их вертикальном цилиндрическом слое,начинающемся у поверхности мешалки.Когда равнодействующая Г центробежной силы и силы веса 6 поворачивается от вертикали настолько, что ее продолжение оказывается ближе к валу, чем точка вращения О (центр шарнира 4), начинается поворот (откидывание) лопасти 3 и по мере нарастания частоты вращения вала она выходит из прорези 2, Выходя постепенно в слой уже суспендированных частиц, лопасть не дает резкого увеличения сопротивления и потребляемая двигателем мощность нарастает плавно. При таком запуске наибольший потребляемый пусковой момент не превышает момента сопротивления на режиме, в то время как для мешалки неизменяемой геометрии он будет значительно больше. Когда угол поворота лопасти достигает величины а (фиг,3), верхние лопасти и прорези сходятся и поворот лопастивокруг шарнира 4 прекращается, не изменяясь далее от частоты вращения вала, При таком положении лопасть контактирует с суспензией в широком диапазоне изменения высоты ее слоя - практически от верха до низа цилиндра мешалки,При включении двигателя возвращение лопастей 3 в исходное (сложенное) состояние происходит раньше, чем прекращение вращения цилиндра Ф мешалки вследствие указан ного соотношения между центробежной силой Гц и силой веса О, действующими на лопасти. При этом лопасть 3 занимает свое место в прорези 2 до того, как наиболеетяжелые и крупные твердые частицы осядут из суспензии и заилят нижнюю часть прорези, Этим обеспечиваются полное возвращение лопастей в исходное положение привыключении и надежность последующегозапуска мешалкиП р и м е р. Цилиндр имеет диаметр 43 мм, высоту 71 мм, две лопасти шириной 12 мм, угол откидывания которых составляет 30, а смещение точек подвеса к валу 2 мм.от середины. Мешалка вращается с частотой 720 об/мин в сосуде диаметром 218 мм с полусферическимднищем и отстоит от днища на 9 мм. Слой осадка глины из суспензии ев с водой составляет 73 мм (при отстаивании1648540 П обы ЛН0,586 0,6 0,586 0,615 0,586 0,558 более 12 ч) при общей высоте суспензии 135 мм, Измерения пускового момента (по повороту сосуда) дают следующие результаты; вращение мешалки начинается плавно сразу после включения двигателя, момент также растет плавно с некоторой задержкой на величину порядка.0,104 Н м и последующим увеличением до 0,0256 Н м в хорошо размешанной суспензии при номинальной частоте вращения вала.Для определения равномерности размешивания суспензии при изменении ее уровня вследствие слива берутся пробы из сливного трубопровода. Значения относительной высоты осадка в них Л Н после отстаивания в течение 1 ч при изменениях обьема суспензии между пробами -0,81 л (первая проба взята через 0,2 л после начала слива) приведены в таблице.Как следует из таблицы, концентрация твердых частиц достаточно равномерна, отличие между наибольшим и наименьшим значениями около 10.После остановки мешалки складывание лопастей происходит полностью, и последующие запуски после отстаивания суспензии 1 - 24 ч проходят нормально, с одинаковым характером и величинами моментов.Для сравнения проведен эксперимент с мешалкой типа турбинной с диском и тремя короткими прямыми лопатками при диаметре 69 мм. Пусковой момент в этом случае составил 0,587 Н м, что в 2,5 раза больше номинального (0,235 Н м). Таким образом, за счет повышения надежности запуска мешалки в слое осадка.представляющего собой катализатор для реакций полимериэации, только на одном 5 реакторе для его приготовления емкостью 1 мможно за год сэкономить (в результате отсутствия потерь продукта при незапуске мешалки) около 1000 кг катализатора,10 Формула изобретения 1. Мешалка, выполненная в виде вращающегося вертикального цилиндра с шарнирно подвешенными в его продольных 15 прорезях лопастями, расположенными вплоскости оси цилиндра, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что. с целью повышения надежности и уменьшения необходимой установленной мощности привода при работе с суспен зией, имеющей высокую концентрацию оседающих твердых частиц, путем задержки откидывания лопастей после пуска и опережения их складывания после выключения двигателя, точки подвеса лопастей смеще ны по отношению к их центрам тяжести всторону оси цилиндра.2. Мешалка поп.1, отл ича юща я с ятем, что, с целью повышения качества перемешивания суспензии при изменении ее 30 уровня в пределах всей высоты мешалкипутем ограничения угла откидывания лопастей, верхние грани лопастей и верхние грани прорезей выполнены под углом 20 - 40 друг к другу1648540Составитель Н. Федорова едактор И. Горная Техред М.Моргентал Корректор В,Гирня аказ 1479 Тираж 410 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гага