Устройство для приготовления смеси

СОЮЗ СОВЕТСКИХонииРЕСОУБЛИН 359 В 01 Г 13 02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ ИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.кл. 259-60,.1967.2. Патент США 9 3531093,кл.259-60, 1968.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2671445/26,кл. В 01 Г 13/02, 06.12.79.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ, .содержащее сообщающиеся между собой в нижней частвнешнюю емкость .и внутреннюю емкосс коническим днищем, установленныйи нижней части трубопровод подачисжатого газа,над которым размещенперфорированный колпачок-распределитель с прорезями на периферии, ипульсатор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью интенсификации пцесса.перемешивания за счет ликвидации застойных зон, в днице внутренней емкости выполнены прорези иона снабжена дойолнительной цилиндрической обечайкой с прорезями, установленной концентрично снаружиконического дница, при этомпрорез 801011223 А в колпаке-распределителе, днище и обечайке разМещены относительно друг друга в шахматном порядке.2. Устройство по пя. 1,.и 2, о тл и ч а ю щ е е с я .-тем,.что пуль- сатор выполнен .в виде соосно уста-. новленных один над другим сообща- ющикся между собой корпусов с напорной, отсекающей, промежуточной и ограничительной мембранами, соединенных трубопроводами с внешней и внутренней емкостявв.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с,я тем, что, пуль-. сатор снабжен ресивером, установлен- и ным под нижним корпусом, и между ть ними размещена напорная мембрана сотверстием.4. Устройство по пп. 1 - 3, о тл и ч а ю ц е е с я тем, что в нижнем корпусе наднапорной мембра- Св ной выполнены отверстия и установлена отсекающая мембрана, ав его ро- средней части расположена промежуточная мембрана, при этом все мембраны жестко соединены по оси между собой.б. Устройство по пп. 1 и 2, о.тл и ч а юц е е с я тем, что ограничительная мембрана снабжена закреп ленным на ней клапаном и установлейа и в средней части верхнего корпуса.7. Устройство по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю ц е е с я тем, чего площади ограничительной и напор%ой мембран равны. между собой и больше плоцади напорной мембраны.Изобретение относится к установкамдля приготовления растворов и смесейи может быть использовано в химической, пищевой промышленности, промышленности стройматериалов и в другихотраслях народного хозяйства.Известно смесительное устройство,содержащее внутреннюю и внешнюю емкости, сообщающиеся между собой посредством отверстия в нижней частивнутренней емкости и трубопроводов 10подвода и отвода газа а также сливной трубопровод.В данном устройстве перемешиваниеосуществляется путем поочередной подачи сжатого газа в одну из емкостей,15обеспечивая тем самым перепад давле-ния в емкостях, что, в свою очередь,способствует перемещению перемешиваемых компонентов туда и обратно попериметру основания внутренней емкости 1.Недостатками такого устройстваявляется то, что эффективность перемешивания компонентов зависиттолько от объема и скорости подачисжатого газа, а также наличие фмертвых 1 зон в днище емкостей,Известно также устройство для перемешивания жидкостей, выполненноев виде двух сообщающихся сосудов, З 0вставленных один в. другой. К внутреннему сосуду, снабженному соплами,подсоединен пульсатор поршневоготипа. В данном устройстве перемешивание осуществляется за счет пуль-35сирующей подачи сжатого газа во внутренний сосуд, через сопла которогокоьжоненты толчками вытесняются вовнешний сосуд, а при обводе поршнявозвращаются во внутренний сосуд 23.40Однако применение поршневого пульсатора обуславливает использованиедополнительного механизма, приводящего в движение поршень пульсатора,т,е. использование другого вида энер гий и промежуточных механизмов. Кроме того, ограничен объем компонентов, выдавливаемых поршнем пульса-тора; при большом объеме необходимо применение поршня большого диаметра и имеющего большой ход, Пульсатор поршневого типа не может использоваться при перемешивании агрессивных сред, так как поршень и цилиндр быстро выйдут иэ строя, Такимобразом, устройство не является 55универсальным.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для приготовления смеси,содержащее сообщающиеся между собой 60в нижней части внешнюю емкость .ивнутреннюю емкость с коническим днищем, установленный в нижней частитрубопровод подачи сжатого газа,над которым размещен перфорирован ный колпак-распределитель с прорезями на периферии и пульсатор 3 3.Однако в известном устройстве в процессе приготовления смеси возникают застойные зоны, что не позволяет достаточно интенсивно проводить процесс. Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания эа счет ликвидации застойных зонПоставленная цель достигается тем, что в устройстве для приготовления смеси, содержащем сообщающиеся между собой в нижней части внешнюю емкость и внутреннюю емкость с коническим днищем, установленный в нижней части трубопровод подачи сжатого газа, над которым размещен перефорированный колпак-распределитель с прорезями на периферии и пульсатор, в днище внутренней емкости выполнены прорези и она снабжена допол" нительной цилиндрической обечайкой с прорезями, установленной концентрично снаружи конического днища, при этом прорези в колпаке-распределителе, днище и обечайке размещены относительно друг друга в шахматном порядке.Кроме того, пульсатор выполнен в виде соосно установленных один над другнм сообщающихся между собой корпусов с напорной, отсекающей, промежуточной и ограничительной мембранами, соединенных трубопроводами с внешней и внутренней емкостями.Пульсатор снабжен ресивером,.установленным под нижним корпусом, и между ними размещена напорная мембрана с отверстием.В нижнем корпусе над напорной мембраной выполнены отверстия и установлена отсекающая мембрана, а в его средней части расположена промежуточная мембрана, при этом все мембраны жестко соединены по.оси межцу собой.Ограничительная мембрана снабжена закрепленным на ней клапаном и установлена в средней части верхнего корпуса.При этом площади ограничительной и напорной мембран равны между собой и больше площади напорной мембраны,Пульсатор мембранного типа, дает возможность испольэовать энергию сжатого газа, т.е, нет необходимости в применении какого-либо другого вида энергии, что повышает экономичность устройства.На фиг. 1. изображено устройство продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.Устройство состоит иэ пульсатора 1 мембранного типа, расположенного вне смесителя 2, выполненного в видедвух равных по объему внешней емкости 3 и внутренней емкости 4,сообщающихся между собой через прорези 5 цилиндрической обечайки 6и прорези 7 конического днища 8.Между цилиндрической обечайкой 6 иконическим днищем 8 расположена промежуточная смесительная полость. Вцентре днища емкости 4 смесителя 2закреплен колпак-распределитель 9 сцентральным отверстием 10 и с прорезями 11 на периферии, Причем прорези 5 и прорези 7 расположены в шахматном порядке как по отношению другк другу, так и поотношению к прорезям 11; основании колпака-распределителя 9. В верхней части емкости4 смесителя 2 расположено загрузочное отверстие 12 с крышкой 13, а внижнюю часть под колпак-распределитель 9 по трубопроводам 14-16 через редукционный клапан 17 и вентили 18 и 19 подается сжатый газ. Верхняя часть емкости 4 смесителя 2 соединена с проходной полостью 20 пульсатора 1 посредством трубопровода 21, 25а нижняя часть емкости 3 смесителя 2соединена с ресивером 22 пульсатора 1 посредством трубопровода 23,выходное отверстие которого расположено тангенциально по отношению кднищу смесителя 24, а входное отверстие расположено по оси ресивера22,пульсатора 1 и закрыто эластичнойпрокладкой 25 через напорную мембрану26, промежуточный элемент 27, промежуточную мембрану 28 и клапан 29 пру- З 5жиной 30. В центре эластичной прокладки 25, напорной мембраны 26 и элемента 27 имеются отверстия, соединяющие верхнюю часть емкости 3 смесителя 2 через трубопровод 31 и трубопровод 23 и через уравнивающую по-.лость 32 пульсатора 1 с атмосферойпри прижатой прокладке 25 к торцу.трубопровода 23 а при открытомторце трубопровода 23 емкость 3 смес тителя 2 соединяется с ресивером 22пульСатора 1 и через отверстия вэлементе 27 с уравнивающей полостью32 пульсатора 1, так.как отсекающая мембрана 33 перекрывает выходсжатого газа из уравнивающей полости 32 пульсатора 1 в атмосферу. Проходная полость 20 пульсатора 1.через зазор 34 и отверстие в корпусе35 соединяется с промежуточной полостью 36 пульсатора 1. На клапане29 установлена эластичная прокладка 37 с зазором 38, определяющиммаксимальный ход напорной мембраны26, промежуточной мембраны 28 и элемента 27 для перекрытия отсекающей мембраной 33 отверстий на корпусе 39. На ограничительной мембране 40 закреплена эластичная прокладка 41, прижатая к торцу клапана29 пружиной 42 через фланец 43. Сила 65 пружины 42 регулируется резьбовойвтулкой 44 с контргайкой 45, Силапружины 30 регулируется болтом 46через упорную втулку 47 с контргай"кой, 48Трубопровод 14 для подачисжатого газа в ресйвер 22 пульсатора 1 снабжен редукционным клапаном 49 и вентилем 50,Устройство работает следующимобразом.Через крышку 13 емкостей 3 и 4смесителя 2 загружают реагенты,подлежащие перемешиванию или растворению, и крышку 13 плотно закрываютЧерез трубопровод 14, редукционные клапаны 17 и 49 и через вентили 18, 19 и 50 сжатый газ поступает в ресивер 22 пульсатора 1 ипод колпак-распределитель 9 вовнутреннюю емкость 4 смесителя 2.Давление постоянно поступающего сжатого газа в емкость 4 смесителя 2 .и ресивер 22 пульсатора 1 регулируется редукционными клапанами 17 и 49,а проходные сечения трубопроводов14 и 15 в .вентилями 18 и 50, Такимобразом, вентилями 18 и,50 и редукционными клапанами 17 и 49 устанавливается скорость процесса перемешивания. Сжатый .,газ в количестве, установленном редукционным клапаном 17 и вентилем 18, по трубопроводу 16поступает под колпак-распределитель 9, заполняет его объем и выходит из-под его поверхности через центральное отверстие 10 и через прорези 11 на периферии в емкость 4, сбрасывая сдувая )при этом скопления твердых и жидких компонентов с коенической поверхностью распределителя к его основанию. Поднимаясь ибарботируя через слой жидкости, сжатый газ заполняет верхнюю часть емкости 4 смесителя, 2 и по трубопроводу 21 заполняет проходную полость корпуса 20 пульсатора 1. Одновременно заполняется и промежуточнаяполость корпуса 20 пульсатсра 1, Одновременно заполняется и промежуточная полость 36 пульсатора 1 через зазор 34 и отверстия в корпусе 35Таким образом, в емкости 4 смесителя 2 и в полостях 20 и 36 пульса- тора 1 нарастает давление сжатого газа, равное высоте поднятого столба перемешиваемых реагентов, передавливаемых из емкости 4 смесителя 2 в емкость 3 смесителя 2, а газ иэ верхней части емкости 3 смесителя 2 через трубопроводы 31 и 23, через центральное отверстие в эластичной прокладке 25 напорной мембраны 26 и в элементе 27 поступает в уравнивающую полость 32 пульсатора 1 и через отверстия в корпусе 39, не закрытые отсекающей мембраной 33, выходит в атмосферуВыход в атмосферу иэ полостей 20 и 36 пульсато 101122325 давлением газа, скапливающимся в полостях 20 и 36 пульсатора 1 и в верхней части емкости 4 смесителя 2, перемешиваемые,реагенты выдавливаются из емкости 4 смесителя 2 в полость 3 смесителя 2 через прорези 7 в днищах 8 и прорези 5 в обечайке 6, расположенные в шахматном порядке по отношению друг к другу, При этом в смесительной полости между днищем 8 и обечайкой 6 происходит интенсив- З 5 ное течение потокавыдавливаемых реагентов навстречу друг другу и как следствие этого - интенсивное перемешиваниерастворение) их, Траектории потоков перемешиваемых реаген тов, выдавливаемых из внутренней емкости 4 во внешнюю емкость 3 показаны на фиг. 2 сплошными стрелками.Когда таким образом все реагенты из емкости 4 переместятся в емкость 3 подвергаясь одновременно барбо- тированию газом, выходящим из центрального отверстия 10 и через про- рези 11, в полостях 30 и 36 пульса- тора 1 давление газа достигает пол ной высоты столба перемешиваемых реагентов, пружина 42 открывает проход сжатого газа между клапаном 29 и эластичной прокладкой 41. Сжатый газ из проходной полости 20 пульсатора 1 через зазор 34 и отверстие в корпусе 35 из промежуточной полости 36 пульсатора 1 устремляется в атмосферу через отверстия во фланце 43, При падении давления в полостях 20 и 36 пульсатора 1 нарушается равновесие 60 сил, действующих на напорную мембрану 26, и под действием скопившегося сжатого газа высокогодавления в ресивере 22, достаточного для заполнения внешней емкости 3 смесителя 2 65 30 ра 1 перекрыт эластичной прокладкой 41, прижатой через фланец 43пружиной 42 к торцу клапана 29, асообщение ресивера 22 с емкостью3 смесителя 2 и с уравнивающей полостью 32 пульсатора 1 перекрыто 5эластичной прокладкой 25 через на-порную мембрану 26, отсекающую мембрану 33, элемент 27, промежуточнуюмембрану 28 и клапан 29 пружиной 30,В процессе поступления газа высокого давления в ресивер 22 пульсатора 1 и заполнения емкости 4 смесителя 2 и полостей 20 и 36 пульса-.тора 1 газом давлением, равным высоте поднятого столба перемешиваеалых реагентов, происходит выравнивание сил, действующих на напорнуюмембрану 26 от сжатого газа в ресивере 22 с одной стороны и через элемент 27 от сжатого газа в промежу"точной полости 36 пульсатора 1 черезпромежуточную мембрану 28 с другойстороны за счет разности площадеймембран 26 и 28,газом давлением, равным двум высотамстолба перемешиваемых реагентов,мембрана 26 открывает проход в тру-.бопровод 23 и в полость 32 пульсатора 1 через отверстие в элементе 27.Напорная мембрана 26 под давлениемгаза в ресивере 22 пульсатора 1 выпрямляется, а вместе с ней выпрямляется отсекающая мембрана 33, перекрыв отверстия в корпусе 39, а промежуточная мембрана 28 от давленияна нее сжатого газа из ресивера 22пульсатора 1 выбирает зазор междуэластичной прокладкой 37 и корпусом35, перекрыв тем самым зазор междуклапаном 29 и корпусом 35 и удерживает открытым торец трубопровода 23до.тех пор, пока не выравнитсядавление в полостях 20, 36, 32 пуль-,сатора 1 и ресивера 22 пульсатора 1.Как только давление газа в полостях20, 36, 32 будут близким к одинаковому силой пружины 30 напорная мембрана 26 через эластичную прокладку25 перекрывает торец трубопровода23. Это происходит при полном перемещении перемешиваемых реагентов иземкости 3 смесителя 2 в емкость 4смесителя 2 через смесительную полость, в которой перемешиваемыереагенты подвергаются интенсивномуперемешйванию за счет барботированиясжатым газом и течения потокоЫ выдавливаемых реагентов навстречу другдругу по траекториям, показанным нафиг. 2 пунктирными стрелками. Сжатому газу, поступающему в ресивер 22пульсатора 1 через трубопровод 14,придается снова заполнить ресивер 22для нового цикла. Напорная мембрана26 от пружины 30 сдвигает отсекающую мембрану 33 с отверстий в корпусе 39, открывая тем самым выход сжатому газу из емкости 3 смесителя 2через трубопровод 23 в атмосферу, Привыходе сжатого газ,а из верхней частиемкости 3 смесителя 2 в атмосферу перемешиваевые реагенты под действиемсобственного веса и давления в полостях 20 и 36 пульсатора 1 перемещаются иэ емкости 4 смесителя 2 в емкость3 смесителя 2. Давление в полостях20 и 36 пульсатора 1 падает ниже полной высоты столба перемешиваемых реагентов и за счет ослабления давления на фланец 43 от пружины 30,ограничительная мембрана 40 под действием пружины 42 перекрывает выходсжатого газа из полостей 20 и 36пульсатора 1 в атмосферу, Начинается новый .цикл передавливания перемешиваемых реагентов из емкости 4 смесителя 2 в емкость 3 смесителя 2за счет постоянного поступления сжатого газа под колпак-распределитель9 по трубопроводу 16. При выдавливании перемешиваемых реагентов иземкости 3 смесителя 2 й емкость 4смесителя 2 сжатым газом, поступающим по трубопроводу 23, будет нроисходить закручивание ихза счеттангенциально расположенного выходного.,Конца трубопровода 23 по отнощению к. днищу 24 смесителя 2 исмывания (сдувания фмертвых",зон,образуемых в нижней части емкости3 смесителя 2 и цилиндрической обечайки, где нет отверстий, соединяю.щих емкость 3 со смесительной полостью,После отработки достаточногоколичества циклов перемешивания пре кращается подача сжатого газа потрубопроводу 14, вентиль 19 перекрывает трубопровод 15 от заполне.ния его реагентами, и процесс останавливается.1011223 Составитель Н.ФедороваРедактор И. К 4 сарда Техред Л,Пекарь Корректо нга а тентф, г. Ужг д, ул, Проектная, 4 иал 622/9 Тираж 686 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра