Турбинная мешалка

 

Использование: обработка гетерогенных сред типа жидкость-газ, жид- ;кость-твердое, жидкость-твердое-газ. Сущность изобретения: лопатки 4 ме- |Шалки соединены между собой посред- JCTBOM кольца 3 с каплеобразным попе- Iречным сечением, широкой частью обращенным к ступице 1. Внутренние jкромки лопаток проходят через кольцо в его самой широкой части, а кольцо ;соединено со ступицей посредством радиальных пластин 2, вогнутых в направлении вращении мешалки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социалистических я ) 1813538 А

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (5l)5 8 01 F 5/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ТУРБИННАЯ МЕШАЛКА (57) Использование: обработка гетерогенных сред типа жидкость-газ, жид:кость-твердое, жидкость-твердое-газ, Сущность изобретения: лопатки 4 ме,шалки соединены между собой посред ством кольца 3 с каплеобразным попе речным сечением, широкой частью обращенным к ступице 1. Внутренние кромки лопаток проходят через кольцо

;в его самой широкой части, а кольцо соединено со ступицей посредством радиальных пластин 2, вогнутых в направлении вращении мешалки, 2 ил. ность к "захлебыванию" при обработке газожидкостных смесей с повышенным расходом газа.

Наиболее близким к изобретению по а технической сути и достигаемому эф- (р фекту является реактор (,2), содержа, щий вал с открытой турбинной мешал; кой, включающей диск и радиальные ло- ", пасти, причем диск снабжен криволи;,нейными лопатками, имеющими отверстия на периферии, и радиальными на- 0( правляющими пластинами. данное текнннеское решение пред- (!е полагает 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(21) 4925824/26 (22) 04.04.91 (46) 07.05.93. Бюл. N 17 (71) Научно-производственное обьеди- нение "Ленниихиммаш" (72) А.В.Шишкин, Б.Г.Тов. (Su), И,Райчинов, Н.Златанов и В.Коцев (BG) ,(56) 1. Авторское свидетельство СССР.

::1г 1122348, кл. В 01 F 5/16, 1984.

2. Авторское свидетельство СССР

h" 1494955, кл B 01 F 5/16, 1989.

Изобретение относится к мешалкам турбинного типа, предназначенным для обработки 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 fl), содержащая вращанщийся вал .с диском и жестко закрепленными на диске лопастями, причем периферийная часть диска выполнена с отогнутыми секторными .элементами.

Данная мешалка предназначена для улучшения гидродинамических характеристик перемешивающего устройства за

-счет создания дополнительной осевой циркуляции жидкости в аппарате.

Основным, существенным недостатком известного технического решения является высокое гидравлическое сопротив" ление мешалки, а следовательно и вы. (Л сокая энергоемкость, а также склон1813538 никновению 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- 1р ступление режима "захлебывания" при увеличении подачи газа в аппарат.

Это прежде всего обусловлено их конструкцией, а именно наличием диска, перекрывающего часть свободного сече- 1<ния аппарата. Восходящий поток газовых пузырей скапливается под диском, и на радиальные лопатки попадает газожидкостная эмульсия с большим газосодержанием, чем по объему реактора.

Это явление также способствует возникновению кавитации за радиальными лопастями по направлению вращения мешалки из-за падения давления за ло-, пастью. 25

Цель изобретения - снижение коэффициента гидравлического сопротивления мешалки и исключение режима "захлебывания" при обработке газожидкостных сред за счет улучшения гидро- Зр динамических характеристик мешалки..

Цель достигается тем, что лопатки соединены между собой посредством кольца с каплеобразным поперечным се- g5 чением, широкой частью обращенным к ступице, причем внутренние кромки лопаток проходят через кольцо в его самой широкой части, а кольцо соединено со ступицей посредством Радиаль- 4р ных пластйн, вогнутых в направлении вращения мешалки.

; Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая ме- 45 шалка отличается от прототипа. тем, что лопатки соединены между собой и со ступицей посредством кольца,и радиальных пластин, т.е. вокруг ступицы имеется кольцевой зазор. Кроме того, Бр 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 воз1 можности образования газовой подушки под мешалкой.

На Фиг.1 показана мешалка турбинного типа; на Фиг.2 - вид сверху на мешалку.

Мешалка содержит ступицу 1 с изогнутыми радиальными, пластинами 2, соединенными с кольцом 3, лопатки 4, установленные равномерно по периметру кольца 3.

Радиальные пластины 2 вогнуты в направлении вращения мешалки. Кольцо

3 выполнено в сечении каплеобразной

Формы с утонением в направлении от ступицы, т.е. обращено своей широкой частью к ступице. Лопаткй 4 смонтированы на кольце 3 таким образом, что их 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 врацение посредством привода.

В аппарате находится обрабатываемая х<идкость или реакционная cMecb, которая и перемешивается мешалкой.

Г

Так как лопатки 4 мешалки располох<ены радиально, то при вращении ме" шалка создает B аппарате замкнутый циркуляционный контур от оси вращения мешалки по радиусу к стенкам аппарата, вдоль стенок и обратно к валу перемешивающего устройства, а затем вдоль оси вала к ступице мешалки.

Область повышенного давления расположена на периферии мешалки, а линии тока вдоль мешалки симметричны относительно плоскости симметрии кольца

3. Кольцо 3 выполнено каплеобразным профилем в сечении, что снижает гидравлическое сойротивление при натекании жидкости от ступицы к периферии мешалки. При этом, лопатки 4, расположенные радиально, установлены своей внутренней кромкой в самой широкой части сечения кольца 3, т.е. жидкость набегает на лопатку 4, когда ее линии тока уже расположены вдоль плоскости симметрии мешалки. Кольцо

3 соединено со ступицей 1 посредством изогнутых пластин 2. Пластины .2 вогнуты в направлении вращения мешалки, а значит жидкость, двигаясь вдоль пластин 2, будет нагнетаться с обратной (по направлению вращения мешалки) стороны лопасти 4. 3а лопатками 4 во время работы мешалки образуются области пониженного давления, а перед

5 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 сту) нию жидкости в области за лопатками пицу с лопатками, о т л и ч а ю4 а значит уменьшает вероя™ость 5 щ а я с я тем что с цел снижевозникновения 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- щ шения 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 вращения мешалгазосодержанием. 20 ки.

1813538

Составитель А.Шишкин Редактор 3.Хорина Техред И.Иоргентал Корректор Н.Гунько

Заказ 1800 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул, Гагарина, 101