Турбинная мешалка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК А З 2 18135 01 Р 5/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: обработка гетерогенных сред типа жидкость-газ, жид 1ди- кость-твердое, жидкость-твердое-газ,Сущность изобретения: лопатки 4 ме,шалки соединены между собой посред- ВС) ством кольца 3 с каплеобразным попе- ССР речным сечением, широкой частью обращенным к ступице 1. Внутренние Р кромки лопаток проходят через кольцо;в его самой широкой части, а кольцосоединено со ступицей посредствомрадиальных пластин 2, вогнутых в направлении вращении мешалки, 2 ил. Бюл. 11 17изводственноеммаш" н, Б.Г.Тов (80 латанов и В.Коцев кое свидетельство В 01 Р 5/16) 1984 е свидетельство ССВ 01 г 5/16, 1989 а также склонИзобретение относится к мешалкам"турбинного типа, предназначенный дляобработки гетерогенных сред типа жидкость"газ, жидкость-твердое, жид .кость-твердое"газ, и может .быть ис- .пользовано в различных отраслях на.родного хозяйства.Известна. турбинная мешалка И ,содержащая вращающийся вал .с дискоми жестко закрепленными на диске лопастями, причем периферийная частьдиска выполнена с отогнутыми секторными .элементами,Данная мешалка предназначена дляулучшения гидродинамических характеристик перемешивающего устройства за.счет создания дополнительной осевойциркуляции жидкости в аппарате.Основным, существенным недостаткомизвестного технического решения является высокое гидравлическое сопротив"ление мешалки, а следовательно и высокая энергоемкос ность к "захлебыв газожидкостных см расходом газа.Наиболее близк м к изобретению технической сути и достигаемому эффекту является реактор (2, содержа,щий вал с открытой турбинной мешал; кой, включающей диск и радиальные ло-",пасти, причем диск снабжен криволинейными лопатками, имеющими отверстия на периферии, и радиальными направляющими пластинами.Данное техническое решение предполагает улучшение гидродинамических .характеристик мешалки за счет уменьшения области пониженного давления в жидкости за радиальными лопатками. Однако мешалка имеет высокий коэффи: циент гидравлического сопротивления,а значит и высокую энергоемкость. Известная мешалка также склонна к воз 00никновению режима "захлебывания" при высоком расходе газа за счет образования газовой подушки под диском и вдоль вала перемешивающего устройства.Для перемешивания газожидкостных сред наиболее часто применяют открытые турбинные мешалки, Но для всех известных конструкций характерно на О ступление режима "захлебьваниян при увеличении подаци газа в аппарат, Это прежде всего обусловлено их конструкцией, а именно наличием диска, перекрывающего часть свободного сеце: ния аппарата. Восходящий поток газовых пузырей скапливается под диском, и на радиальные лопатки попадает газожидкостная эмульсия с большим газо" содержанием, цем по объему реактора. Это явление также способствует возникновению кавитации за радиальными лопастями по направлению вращения мешалки из-за падения давления за ло-, пастью. 25Цель изобретения - снижение коэфФициента гидравлического сопротивления мешалки и исклюцение режима "захлебывания" при обработке .газожидкостных сред за сцет улучшения гидро- ЗО динамических характеристик мешалкиЦель достигается тем, что лопатки соединены между собой посредством кольца с каплеобразным поперечным се- Э 5 цением, широкой частью обращенным к ступице, .причем внутренние кромки лопаток проходят через кольцо в его самой широкой части, а кольцо соединено со ступицей посредством радиаль О ных пластйн, вогнутых в направлении вращения мешалки,; Сопоставительный анализ с прототипом показывает, .цто заявляемая ме валка отличается от прототипа. тем, цто лопатки соединены между собой и со ступицей посредством кольца,и радиальных пластин, т.е. вокруг ступицы имеется кольцевой зазор, Кроме того, 5 О кольцо в сечении имеет каплеобразный профиль, сужающийся в направлении от ступицы, Такое конструктивное выполнение позволяет добиться снижения коэффициента гидравлического сопротивления мешалки и избежать режима "захлебывания" из-за отсутствия возможности образования газовой подушкипод мешалкой. На Фиг.1 показана мешалка турбинного типа; на Фиг.2 - вид сверху намешалку.Мешалка содержит ступицу 1 с изогнутыми радиальными пластинами 2, сое"диненными с кольцом 3, лопатки 4, ус"тановленные равномерно по периметрукольца 3.Радиальные пластины 2 вогнуты внаправлении вращения мешалки. Кольцо3 выполнено в сецении каплеобразнойФормы с утонением в направлении отступицы, т,е. обращено своей широкойчастью к ступице. Лопаткйсмонтированы на кольце 3 таким образом, цтоих внутренняя кромка пересекает колЬцо 3 в самой его широкой части,Мешалка работает следующим образом,Мешалка устанавливается на валу, - .перемешивающего устройства, помещен"ного в аппарат, и приводится во вращение посредством привода.В аппарате находится обрабатываемая хидкость или реакционная смесь,которая и перемешивается мешалкой,ГТак как лопатки 4 мешалки располо"хены радиально, то при вращении ме"валка создает в аппарате замкнутыйциркуляционный контур от оси вращения мешалки по радиусу к стенкам аппарата, вдоль стенок и обратно к валуперемешивающего устройства, а затемвдоль оси вала к ступице мешалки.Область повышенного давления расположена на периферии мешалки, а линиитока вдоль мешалки симметричны относительно плоскости симметрии кольца3. Кольцо 3 выполнено каплеобразнымпрофилем в сечении, что снижает гидравлическое сойротивление при натекании жидкости от ступицы к периферии мешалки, При этом, лопатки 4,расположенные радиально, установленысвоей внутренней кромкой в самой широкой части сечения кольца 3, т.е.жидкость набегает на лопатку 4, когдаее линии тока уже расположены вдольплоскости симметрии мешалки, Кольцо3 соединено со ступицей 1 посредствомизогнутых пластин 2, Пластины .2 вогнуты в направлении вращения мешалки,а значит жидкость, двигаясь вдольпластин 2, будет нагнетаться с обратной (по направлению вращения мешалки)стороны лопасти ч, За лопаткамивовремя работы мешалки образуются области пониженного давления, а перед5 1813538. 6 пластинами 2 - области повышенного Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я давления. Это способствует перетека". Турбинная мешалка, содержащая стунию жидкости в области за лопатками пицу с лопатками, о т л и ч аю- М, а значит уменьшает вероятность 5 щ а я с я тем, что, с целью сниже" возникновения кавитации. ния коэффициента гидравлического сопротивления и исключения возникновеОтсутствие диска, .перекрывающего ния режима "захлебывания" при обра", около ступицы сечение аппарата, пред- ботке газожидкостных сред путем улучотвращает возможность образования га" 1 О щения гидродинамических характерис-. зовой подушки под мешалКой, а значит тик мешалки, лопатки соединены между и предотвращает возникновение режима собой с помощью кольца с каплеобраз"захлебывания". . ным поперечным сечением, широкой .часИзобретение позволяет в турбинной тью обращенным к ступице, причем " мешалке открытого типа значительно 1 внутренние кромки лопаток проходят улучшить ее гидродинамические харак" через кольцо в его самой широкой частеристики, а .значит снизить ее энер ти а кольцо соединено со ступицей гоемкость и расширить область приме- посредством радиальных пластин вонения, особенно в аппаратах с высоким грутых в направлении вращениямешалгазосодержанием, 20 ки.1813538 ставитель А.Шишкихред М,Моргентал Редактор З.Хорин унько рре изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина Заказ 1800 ВНИИПИ Госуд Тираж венного комитета 113035, Москва, Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ5, Раушская наб., д. 4/5