Устройство для перемешивания в жидкофазных гетерогенных системах

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соез Советскнз Соцнвлнстнческнк Республик(51)М. к-;,2 с присоединением заявки Ио В 01 Г 5/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий( 54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕ РЕМЕШИВАН ИЯ Изобретение относится к области создания аппаратов для перемешивания в гетерогенных системах и может быть использовано для проведения различных процессов, протекающих в жидкой Фазе и требующих интенсивного перемешивания, например, химических процессов, процессов массопередачи иперемешивания (гомогениэации) материалов.Известны аппараты, снабженные различными переьешивающими устройствами, имеющие целью обеспечить высококачественное перемешивание (вплоть до идеального) в гетерогенных системах, например, аппараты с турбинными мешалками (с направляющими устройствами или без них), аппараты с пропел.- лерными и лопастными мешалками, аппараты с мешалками различных типов, снабжаете для интенсификации перемешивания и устранения воронки вращения отражающими поверхностями иерегородками Размещаеьими преимущественно на периферии аппаратов, аппараты Вишневского и диффузором и др, (1).Известно также устройство для смешения, содержащее цилиндрический корпус с вертикальным валом с мешалкой, выполненной в виде турбины с направ ляющим аппаратом, снабженным криволинейными лопатками (2),Однако во всех известных аппаратахдля перемешивания имеет место ухудшение эффективности перемешивания приизменении физических параметровперемешиваемой среды, проявляющеесядаже при перемешивании гомогенныхсред, особенно при изменении объемаперемешиваемой среды, вследствие изменения структуры потоков.Цель предлагаемого устройстваобеспечение стабильности качества перемешнвания при изменении объема жидкой фазы,Это достигается тем, что в устройстве для перемешивания в взщкостныхгетерогенных, системах направляющийаппарат снабжен соосно установленнымис валом кольцевыми дисками, междукоторыми расположены лопатки направляющего аппарата, причем ширина каждого кольцевого диска составляет от1/3 до 2/3 длины лопатки. Кроме того, внутренний диаметр направляющего аппарата составляет от 1/4 до 3/4внутреннего диаметра корпуса.На фиг. 1 показано устройство дляперемешпваниявертикальный разрез;на фиг. 2 - направляющий аппарат, 695687вертикальный разрез; на фиг. 3разрез А-А фиг. 2.Аппарат с перемешивающим устройством содержит корпус 1, перемешивающее устройство, состоящее иэ рядаблизко расположенных на вертикальномвалу 2 турбинных мешалок 3 с двухсторонним всасыванием, каждая иэ которых охватывается в радиальном направлении расположенным против нее наггравляющим аппаратом 4, Направляющие аппараты 4 конструктивно объединены в одно целое и закреплены навнутренней стороне крышки аппарата,Направляющий аппарат 4 содержитодинаковые вертикально расположенныеплоские или изогнутые лопатки 5,заканчивающиеся в радиальном направлении вблизи стенки корпуса 1 и имеющие одинаковую или меняющуюся подлине высоту и произвольную формуконцов со стороны стенки аппарата итурбинной мешалки. Лопатки ограничены сверху и снизу на часть своей длины (например, на 1/3 - 2/3 длины) состороны турбинной мешалки двумя кольцевыми дисками б и 7, выступая за пре делы этих поверхностей в направлении стенки аппарата. Лопатки 5 расположены таким образом, что прямая линия,соединяющая концы каждой из них и лежащая в плоскости поперечного сечения аппарата, расположенной на середине высоты направляющего аппарата 4,находится под углом А не менее 10(при направленииот.чета величины угла А, совпадающем с направлением 35вращения вала 2) к прямой линии, лежащей в плоскости того же сечения ипроходящей через ближайший к турбинной мешалке конец лопатки и осевуюлинию вала, Благодаря этому потоки 40перемешиваемой среды, поступающиеиз каналов турбинной мешалки, отбрасываются преимущественно в направлении, противоположном направлению вращения вала, по всей периферии аппарата, устраняя образование воронкиВращения, и частично - вдоль оси аппарата, обеспечивая необходимую рециркуляцию потоков между турбиннымимешалками,Аппарат в верхней части снабженштуцерами 8 и 9 для ввода газа и ввода жидкой и твердой Фаэ, в нижней части - штуцером 10 для вывода перемешиваемой среды.Стрелка на фиг.3 показывает направ",55ление отсчета угла А и направлениеращения вала.,Цля обеспечения неизменности качества перемешивания при измененииобъема перемешиваемой среды в пре,делах объема аппарата расстояния межцу поперечными сечениями аппарата, расположенными на середине высоты каждого из соседних направляющих аппаратов 4, и расстояние между днищем аппарата и поперечным сечением аппарата, располоежнным на середине высоты нижнего направляющего аппарата,не превышает величину внутреннегодиаметра окружности, лежащей в плоскости любого упомянутого сечения ипроходящей через концы лопаток соответствующего направляющего аппарата,причем внутренний диаметр окружностисоставляет для каждого направляющегоадпарата 1/4 - 3/4 внутреннего диаметра корпуса.Предлагаемый аппарат, обеспечивающий интенсивное перемешивание, независящее от изменения в широких пределах объема перемешивающей среды,предназначен в основном для использования в качестве реактора при исследовании химических процессов, протекающих в гетерогенных системах, содержащих жидкую Фазу, с целью получениякинетических моделей, может применяться и в производственных целях дляпроведения различных процессов, требующих интенсивного перемешиваниянапример, процессов абсорбции, экстракции, эмульгирования, растворения, гомогенизации и др,Формула изобретения1. Устройство для перемешиванияв жидкофазных гетерогенных системах,содержащее корпус, вертикальный вал,по высоте которого расположены мешалки, выполненные в виде турбины с направляющим аппаратом, снабженным криволинейными лопатками, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабильности качества перемешивания при изменении объема жидкойФазынаправляющий аппарат снабжен),установленными соосно с валом кольце-выми дисками, между которыми расположены лопатки направляющего аппарата,причем ширина каждого кольцевого диска составляет от 1/3 до 2/3 длины лопатки.2. Устройство по и1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что внутреннийдиаметр направляющего аппарата составляет от 1/4 до 3/4 внутреннегодиаметра корпуса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Касаткин А.К. Основные процессы и аппараты химической технологии,Химия, 1971, с. 269-270.2. Патент Швеции Р 167813, 1959.695687 ставитель Л. Воронцохред М.Петко орректор Н. Сте Редактор Ф. Серебрянски Тираж 877 П ИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 5, Москва, Ж, Раушская наб., д