Аппарат для усреднения жидких дисперсий

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сеез СоветскиСоциалистическихреспублик и 993991(51)И. Кл,В 01 Г 7/16 с присоединением заявки МГвсуааустюай кавтет ССВР ве аак мбрете етрцтйОпубликована 07,02,83, Бюллетень Мт 5 Дата опубликования описания 07.02,83(5 В) АППАРАТ ДЛЯ УСРЕДНЕНИЯ ЖИДКИХДИСПЕРСИИ 1Изобретение относится к устройствам для механического перемешивания жид" ких дисперсий и может быть использован во всех отраслях промышленности . для получения однородных суспензий и эмульсий, а более конкретно " в ка" ,честве танка для хранения и нормализации молока, производства кисломолочных продуктов.Известна лопастная мешалка, состоя; щая из ступицы, наклонных Лопастей, установленных под одинаковымуглом к оси вращения мешалки и имеющих входные и вцходнце кромки 1 .Недостатками такой мешалки являют-ся слабое перемешнвание нижних и верхних слоев жидкости вследствие низкой циркуляционной производительности в вертикальной плоскости; трудность- организации процесса перемешивания в ,ю больших объемах, что связано с резко прогрессирующим возрастанием мощнос" ти, затрачиваемой на перемешивание, с ростом диаметра аппарата. 2Известен аппарат для проведения реакчий между газом и жидкостью, содержащий прямоугольный сосуд, разделенный перегородкой по крайней мере на две сообщающиеся камеры, у противоположных оснований которых размещены горизонтальные роторы, снабженные разбрызгивателями, привод роторов, при этом в камерах размещены направляющие пластины, в в перегородках выполнены отверстия для прохода жидкосПринудительная циркуляция жидкости между сообщающимися камерами осуществляется преимущественно в горизонтальной плоскости за счет насосного эФфек" та роторов, поэтому в качестве аппарата для эФФективного усреднения дисперсий он не может быть использован, так как интенсивность усреднения жидких дисперсий (суспензий, эмуль" сий) целиком и полностью опоеделяется аксиальными составляющими скорос 3 99399 тей потоков жидкости, т.е. циркуляцией в вертикальной плоскости.Известно устройство для смешения сыпучих материалов, содержащее по крайней мере две сообщающиеся кони ческие обечайки, направленные большими основаниями в одну сторону, при этом в каждой обечайке установлейа винтовая мешалка планетарного типа 3) .10Основным недостатком этого устройства является наличие принудительной циркуляции только в одном направлении (снизу вверх), в то времп как обратная циркуляция осуществляется 15 только под действием силы тяжестиНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является аппарат для усреднения суспензий, содержащий20 корпус, выполненный из нескольких сопряженных между собой обечаек, образующих сообщающиеся камеры, в каждой из которых установлены на валу мешалки 14,)25Усреднение суспензий в аппарате достигается за счет создания между обечайками радиальных встречно направленных потоков жидкости, которые при столкновении между собой взаимно гасятся.Недостатком такого аппарата является трудность получения гомогенных жидких дисперсий (суспензий, эмульсий) вследствие практически полного35 отсутствия в сопряженных обечайках аксиальных потоков жидкости, так как при суспензировании дисперсная фаза, как правило, находится в низу аппарата, а при эмульгирования - в верху.40 Известно, что получение устойчивой двухфазной системы жидкость - твердое тело, жидкость - жидкость с равномерно распределенной дисперсной фазой в объеме аппарата решающим образом за"45 висит от величины аксиальных составляющих скоростей потоков жидкости, тогда как в указанном аппарате создаются преимущественно радиальные потоки жидкости.50Целью изобретения является интенсификация процесса за счет создания аксиальных противоположных направле" нных потоков жидкости.Цель достигается тем, что в аппарате для усреднения жидких дисперсий, содержащем вертикальный корпус, выполненный из нескольких сопряженных 1 амежду собой обечаек с установленными в них мешалками, соединенными с приводными валами, обечайки выполнены в форме усеченных конусов, направЛенных меньшими основаниями в разные стороны, а мешалки размещены у больших оснований конусов.Сечение каждой обечайки может иметь форму витка спирали Архимеда, при этом начала заходов спиралей соседних обечаек смещены относительно друг друга на 180", спИрали большего и меньшего оснований одной и той же обечайки имеют противоположное направление, а мешалки размещены у больших оснований конусов,Конусная форма обечаек позволяет наиболее полно достичь цель, стоящую перед любыми механическими перемешивающими устройствами, обеспечить рав- . номерное распределение дисперсной фазы и вводимой извне энергии в объеме всего аппарата, В данном аппарате энергия центробежного поля вращающейся жйдкости используемой для создания в конических обечайках аксиальных, противоположно направленных ( в сто-, рону больших оснований конусов) потоков жидкости.Так как мощность центробежного поля (центробежного давления) прямо пропорциональна радиусу вращения, то вращающаяся жидкость интенсивно перетекает из обечайки с большим поперечным сечением (Лоны большего центробежного давления) в смежную обечайку с меньшим поперечным сечением (зону меньшего центробежного давления) и вследствие сплошности (неразрывности) движущейся жидкости вдоль каждой обе" чайки возникают мощные противоположно направленные аксиальные потоки. эффективно взмучивающие осадок со дна аппарата, либо обеспечивающие1равномерное распределение эмуль гирующей жидкости по всему объему аппарата,Второй вариант аппарата отличается от первого тем, что в нем практически весь скоростной напор вращающейся жидкости расходуется на увеличение аксиальной скорости потока.4На фиг. показан предлагаемый аппарат для усреднения жидких дисперсий, продольный разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг 3 - конструктивная схема аппарата, вариант; на фиг,ч, 5 - сечения Б-Б и В-В соответственно на фиг 3 на фиг,б - акформула изобретения Г5 9939сонометрическое изображение корпусааппарата, вариант; на фиг.7 - конструктивная схема горизонтальной ком"поновки аппарата иэ трех коническихобечаек, на фиг.8 " сечение Г-Г на юФиг.7; на фиг.9 - конструктивная схема вертикальной компоновки аппаратаиэ четырех конических обечаек.Аппарат для усреднения жидких дисперсий содержит вертикальный корпус, 1 авыполненный: из нескольких сопряженных между собой конических обечаек 1,обращенных меньшими основаниями вразные стороны, внутри которых навалах 2 у больших оснований раэмеще- ины .мешалки 3. Снаружи аппарат снабжен теплообменной рубашкой 4, йтуцера 5 и 6 служат соответственно дляввода и вывода продукта, а штуцера 7и 8 " для подвода и отвода тепло гв(хладб)агента,Отличие аппарата по варианту состоит. в том, что сечение каждой обе"чайки имеет форму витка спирали:Архимеда, при этом начала заходов 9, 10 испиралей соседних обечаек смещейыотносительно друг друга на 180 и спирали большего и меньшего основанийодной и той же обечайки имеют противоположное направление, 30Принцип работы аппарата по ббоимвариантам одинаков и заключается вследующем,При включении.мешалок 3 во встречном направлении жидкость в обечайках1 вовлекается во вращательное движение. Так .как обечайки 1 выполнены вФорме конусов, то в: большем попереч"ном сечении развивается большее :. центробежное давление, и жидкость- вместе сопряжения обечаек перетекаетв смежную обечайку 1 меньшего пойеречного сечения, т.е. в область меньшегоцентробежного давления. Вследствиесплошности движущейся жидкости вдольобечаек 1 в. сторону их больших оснований,образуется мощный циркуляционный поток, обеспечивающий интенсивное усреднение любых жидких дисперсийУ 9 . б,в объеме каждой обечайки и в аппарате в целом.Использование предложенного апяарата вместо вертикальных танков дляхранения молока вместимостью 6000 л,позволит снизить потери жира в резуль"тате отстаивания молока, уменьшитьрасход энергии на перемешивание. Условно годовой экономический эффектот использования одного аппарата со-.ставляет около 2 тыс. руб,1. Аппарат для усреднения жидкихдисперсий; содержащий вертикальныйкорпус, выполненный из несколькихсопряженных между собой обечаек с установленными в них мешалками, соединенными с приводными валами, о т л и"ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюинтенсификации процесса за счет создания аксиальных противоположно направленных потоков жидкости, обечайкивыполнены в форме усеченных конусов-,направленных меньшими основаниями вразные стороны, а мешалки размещены убольших оснований конусов,2,Аппарат по п.1, о т л и ч а.ю щ и й с я тем, что. сечение каждойобечайки имеет Форму витка спыралиАрхимеда, при этом начала заходовспиралей соседних обечаек смещеныотносительно друг друга на 180 ., спирали большего и меньшего основанийодной и той же обечайки имеют противоположное направление, а мешалкиразмещены у больших оснований кону"соз,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР й 614809, кл, В 01 Р 7/18, 1978 2. Патент ФРГ Ю 1202252,кл. 12 е 4/01, 1966. 3, Патент фрыции У 1157359 кл. В О 1 Г, 1958. 4. Авторское свидетельство СССР И 676310,. кл. В 01 Г 7/16, 1977.Составитель Т.Царьковаедактор О.Оркова Техред А.бабинец ректор В.Бутяга аз 696/4 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ектная,Тираа 6КИПИ Государст по делам изоб 035, Москва, Ж Подписноенного комитета СССРтений и открытий5, - Раушская наб., д. 4/