Смеситель для растворов и суспензий

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для интенсификации процессов смешения растворов и суспензий за счет наложения на вращательное движение крутильных и осевых колебаний. Сущностью изобретения является выполнение ведущей и ведомой полумуфт гидромуфты , передающей крутящий момент от вала быстроходной мешалки к тихоходной овальной формы и, кроме того, закрепление ведущей полумуфты на валу под углом 5-20°. Предлагаемая конструкция является усовершенствованием устройства по авт.св. СССР N5 697167 и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности . 2 ил,, 1 табл.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 F 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 697167 (21) 4816847/26 (22) 19.04.90 (46) 30.05,92. Бюл, N. 20 (71) Волгоградский политехнический институт (72) А.Б,Голованчиков, Н.B.Ðÿáèí и М.В.Попов (53) 66,099.9(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N697167,,кл. В 01 F7/18,,1977. (54) СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ РАСТВОРОВ И СУСПЕНЗИЙ (57) Изобретение относится к устройствам, предназначенным для интенсификации

Изобретение относится к механическим устройствам для перемешивания растворов эмульсий и суспензий, является усовершенствованием устройства по авт. св, N 697167 и может найти применение B химической, нефтехимической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности, Цель изобретения — интенсификация процесса перемешивания за счет наложения на вращение тихоходной мешалки крутильных и осевых колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в смесителе по авт. св, М 697167, содержащем корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку, снабженную поплавком, и гидромуфту, ведущая полумуфта которой закреплена на валу привода, а ведомая полумуфта соединена с тихоходной мешалкой, ведущая и ведомая полумуфты. Ы, 1736589A2 процессов смешения растворов и суспензий за счет наложения на вращательное движение крутильных и осевых колебаний, Сущностью изобретения является выполнение ведущей и ведомой полумуфт гидромуфты, передающей крутящий момент от вала быстроходной мешалки к тихоходной овальной формы и, кроме того, закрепление ведущей полумуфты на валу под углом 5 — 20 .

Предлагаемая конструкция является усовершенствованием устройства по авт.св.

СССР N 697167 и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности. 2 ил„1 табл. выполнены овальными и ведущая полумуфта закреплена на валу под углом 5 — 20, На фиг. 1 показан смеситель для растворов и суспензий, общий вид; на фиг. 2— сечение А — А на фиг. 1, Смеситель для растворов и суспензий состоит из корпуса 1, центральной быстроходной мешалки 2, закрепленной на валу привода 3, и тихоходной мешалки 4, установленной на поплавке 5. На быстроходном валу 3 жестко закреплена под углом и =

=5 — 20 ведущая полумуфта 6, выполненная в виде диска овальной формы. Под диском, яепяющимся еедущеи попумуфтои 6 гидромуфты, на спиоаху. присоЕдиненных к тихоходной мешалке, закреплена ведомая полумуфта 8, выполненная в виде кольца овальной формы.

Смеситель для растворов и суспензий работает следующим образом, 1736589

После заполнения жидкостью корпуса 1 тихоходная мешалка 4 всплывает вместе с поплавком 5 и принимает положение, показанное на фиг. 1. При вращении быстроходного вала 3 с мешалкой 2 от привода с числом оборотов со > крутящий момент ктихоходной мешалке 4 передается через гидромуфту с ведущей полумуфтой 6 в виде диска овальной формы и ведомой полумуфтой 8 в виде кольца также овальной формы, что вызывает вращение тихоходной мешалки 4 с числом оборотов в z . Из-за овальности формы диска и кольца площадь взаимодействия их меняется от максимума до минимума, вызывая такие же изменения крутящего момента, передаваемого через жидкость в зазоре между диском и кольцом, что приводит к крутильным колебаниям тихоходной мешалки 4. Кроме того, установка диска под углом к горизонтальной плоскости приводит к образованию гидроклина в зазоре между диском и кольцом и возникновению распорной силы, приводящей к раскачиванию тихоходной мешалки 4 во время ее вращения, т.е. осевым колебаниям, Пример, Проводят испытания смесителя для растворов и суспензий предлагаемой конструкции.

В цилиндрической емкости объемом 3 л и диаметром 120 мм была установлена на валу привода быстроходная пропеллерная мешал ка диаметром 30 мм, а также тихоходная мешалка диаметром 110 мм и высотой

120 мм. Лопасти тихоходной мешалки были прикреплены к поплавку, выполненному из пенопласта в виде кольца диаметром 110 мм и высотой 6 мм. Кроме того, на середине лопастей тихоходной мешалки на четырех спицах было закреплено кольцо овальной формы с размерами осей 50 х 25 мм и внутренним диаметром 10 мм. Над кольцом на валу привода под углом а к горизонтальной плоскости был установлен диск овальной формы с такими же, как у кольца, размерами осей.

Исследования интенсивности перемешивания проводили на водно-глицериновом растворе вязкостью 40 †6 сПз при разном числе оборотов быстроходной мешалки. Для сравнения интенсивность перемешивания определяли в известном перемешивающем устройстве, представляющем собой аналогичный аппарат с такими же быстроходной и тихоходной мешалками, но с гидромуфтой типа диск — кольцо диаметром 50 мм, при этом диск был установлен горизонтально.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Интенсивность перемешивания определяли по времени выравнивания концентрации индикатора (насыщенного раствора поваренной соли), которую регистрировали кондуктометрической ячейкой, Как видно из таблицы, установка диска и кольца овальной формы вызывает крутильные колебания лопастей рамной мешалки с размахом 10 — 16 мм, Это приводит к уменьшению времени перемешивания с 14 до 12 с, т.е, увеличению интенсивности на 15% за счет нарушения монолитности вращения тихоходной мешалки и возникновения дополнительных градиентных течений, При увеличении угла наклона диска относительно горизонтальной плоскости до

15 — 20 визуально наблюдается раскачивание тихоходной мешалки при вращении, что приводит к турбулизации жидкости и еще большей интенсивности смешения. При этом время смешения уменьшается с 14 до

10 с, т е. на 30"-,ь.

Увеличение угла наклона диска более

20 приводит к черезмерному раскачиванию тихоходной мешалки, так что она начинает ударяться о стенки аппарата. Уменьшение этого угла менее 5 не вызывает раскачивао ния тихоходной мешалки, хотя крутильные колебания сохраняются, Кроме того, обеспечивается частичное саморегулирование предлагаемого перемешивающего устройства.

При увеличении уровня жидкости в аппарате поплавок с тихоходной мешалкой всплывает, зазор между диском и кольцом уменьшается, крутящий момент увеличивается и тихоходная мешалка начинает вращаться быстрее. Таким образом, колебания уровня жидкости в аппарате вызывают колебания числа оборотов тихоходной мешалки, Круговые колебания, раскачивание тихоходной мешалки в совокупности с вращением интенсифицируют не только гидромеханические, но и тепловые и массообменные процессы и химические превращения.

Смеситель предлагаемой конструкции целесообразно применять в химических реакторах, смесителях растворов, эмульсий, суспензий, массообменных и теплообменных аппаратах с рубашками при реконструкции действующих перемешивающих устройств

Формула изобретения

Смеситель для растворов и суспензий поавт. св. N 697167,oòë ичающийся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания, ведущая и ведомая полумуфты выполнены овальными и ведущая полумуфта закреплена под углом 5 — 20О.

1736589

Сравнение интенсивности перемешивания в водно-глицериновом растворе вязкостью 210 сПз индикатора (насыщенного раствора поваренной соли) Параметры круговых колебаний

Число оборотов

Перемешивающее устройство

Время выравнивания концентрации индикаторах, с

Частота f, кол./об

Амплитуда А, мм быстроходной мешалки со1, об/мин тихоходной мешалки вг, об/мин

416

114

Известное

Предлагаемое с диском и кольцом гидромуфты овальной формы при угле наклона диска к горизонтальной плОСКОСти а=5 а =15 а =20

10 - 15

410

105

12 - 16

12 — 16

400

10,5

30

1736589

А-А

Фиг,2

30

40

50

Составитель А.Голованчиков

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор А,Orap

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1849 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5