Резонансный смеситель

 

Сущность изобретения: в емкости резонансного смесителя установлены центральная труба и смесительное устройство с штоком, соединенным с генератором колебаний. Центральная труба выполнена с переточными отверстиями, а в верхней части заглушена и подсоединена к регулятору давления вместе с размещенной на упругих опорах емкостью, к днищу которой прикреплен динамический компенсатор. Смесительное устройство закреплено на штоке через упругий элемент. Повышение эффективности работы .устройства достигается за счет организации резонансного режима и регулирования объема газовых полостей в центральной трубе и в емкости. 1 ил.

<ю> КЦ (и) (5Ц 5 801F11 ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4924216/26 (22) 01.04.91 (46) 15.12.93 Бюл. М 45-46 (71) Ленинградский технологический институт имЛенсовета (72) Островский Г.M. Абиев P.Ø.; Аксенова ЕГ. Бабинцева БЛ.; Лосик В.И. (73) Санкт-Петербургский технологический институт (54) РЕЗОНАНСНЫЙ СМЕСИП=ЛЬ (57) Сущность изобретения: в емкости резонансного смесителя установлены центральная труба и смесительное устройство с штоком, соединенным с генератором ки ебаний. Центральная труба выполнена с переточными отверстиями, а в верхней части заглушена и подсоединена к регулятору давления вместе с размещенной на упругих опорах емкостью, к днищу которой прикреплен динамический компенсатор. Смесительное устройство закреплено на штоке через упругий элемент. Повышение эффективности работы. устройства достигается за счет организации резонансного режима и регулирования объема газовых полостей в центральной трубе и в емкости. 1 ил.

2004316

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов в системах жидкость-жидкость и жидкость- твердое и может быть использовано в химической, химикофармацевтической, бйотехнологической, нефтехимической и других промышленностях для перемешивания, растворения, выщелачивания и экстракции, Известен смеситель с механическим перемешивающим устройством, установленном на вертикальном валу. При вращении перемешивающего устройства создаются направленные циркуляционные токи жидкости, увлекающие с собой и твердые частицы, Однако мощное динамическое воздействие испытывает лишь та часть циркуляционных потоков, которая находится в непосредственной близости от перемешивающего устройства, Иэ-за неравномерности диссипации мощности в объеме аппарата происходит дисперсия времени пребывания и обработки компонентов.в его различных зонах, что снижает эффективность и повышает энергозатраты.

Известен также резонансный смеситель, содержащий емкость с размещенным в ее полости резонатором в виде упругого элемента в нижней части и генератор колебаний, соединенный с ее верхней частью, Несмотря на высокую локальную турбулен- Э0 тность, возникающую в таком аппарате при колебательном воздействии на жидкость, имеет место слабое перемешивание жидкостной среды, поскольку возникающие дина-, мические напоры не используются для ее б циркуляции. При отсутствии циркуляции жидкостй в аппарате не происходит перемешивания, что в значительной степени ухудшает условия массо- и теплообмена.

Известен также смеситель", содержа- 40 щий емкость, внутри которой установлены циркуляционная труба и смесительное устройство с штоком, соединенным с генератором колебаний. Направленное движение жидкости в центральной трубе создается 45 смесительным устройством, выполненным в виде перфорированных дисков и действующим при возвратно-поступательном движении подобно вибрационной мешалке, Однако работа таких устройств из-за отсут- 50 ствия резонатора не может осуществляться

s регулируемом резонансном режиме, что снижает его эффективность и сопровождается динамическими нагрузками на корпус аппарата и фундамент из-за неуравновешенности колеблющихся масс, что понижает его надежность.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности работы месителя, Поставленная цель достигается тем, что резонансный смеситель содержит емкость и установленные внутри ее центральную трубу и смесительное устройство с штоком. соединенным с генератором колебаний, регулятор давления и динамический voMпенсатор, Согласно изобретению центральная труба снабжена переточными отверстиями, в верхней части заглушена и подсоединена к регулятору давления вместе с размещенной на упругих опорах емкостью, к днищу которой прикреплен динамический компенсатор, причем смесительное устройствЬ закреплено на штоке через упругий элемент.

Повышение эффективности достигается за счет организации резонансного режима с воэможностью регулирования его параметров за счет создания в заглушенной в верхней части циркуля цион ной трубе замкнутой вверху полости, играющей роль упругого элемента (резонатора), и подсоединения этой полости и верхней части емкости к регулятору давления, позволяющего изменять объемы газовых полостей в центральной трубе и в самой емкости.

При наличии смесительного элемента в центральной трубе с переточными отверстиями и работе его в резонансных условиях обеспечивается сочетание мощного пульсацион ного воздействия на жидкостную реду с ее циркуляцией в объеме аппарата. Интенсивность циркуля ции и степен ь турбулизации жидкости при прочих адекватных известному решению характеристиках (геометрических параметрах смесительного устройства, амплитуде колебаний штока, расстоянии центральной трубы от дна емкости) зависят от объемов газовых полостей в центральной трубе и емкости, формы переточных отверстий. Форма переточных отверстий возможна цилиндрическая, но предпочтительнее коническая, обращенная вершиной в кольцевую зону емкости, благодаря чему создается дополнительный напор аналогично вибрационной мешалке, Надежность работы аппарата обеспечивается упругим соединением смесительного устройства с штоком за счет снижения динамической нагрузки на шток и, следовательно на корпус аппарата и фундамент при запуске аппарата и в процессе его работы.

Помимо этого в аппарате предусмотрен динамический компенсатар, установленный на ее днище снаружи емкости, выполненный в виде пружины определенной жесткости с грузом определенной массы, устраняющий циклическую нагрузку системы на фундамент. Установка емкости на упругих опорах позволяет резко снизить

2004316

10

20

35

40 тарелками эа 2 ч

50 55 нагрузку системы "упругие опоры — аппарат с жидкостью" на фундамент при выводе на заданную частоту колебаний за счет уравновешивания вертикальной составляющей центробежных сил путем подбора соотношения жесткости упругих опор и массы системы в зависимости от частоты собственных колебаний жидкости в аппарате.

Компенсация горизонтальных составляющих происходит за счет осевой симметрии аппарата. Аппарат становится надежнее в эксплуатации и не требует мощных фундаментов.

На чертеже представлена схема аппарата.

Аппарат содержит емкость 1 с внутренней циркуляционной трубой 2, имеющей вверху заглушку 3 и переточные патрубки 10 коноидальной формы, Внутри центральной трубы 2 установлено на штоке 9 через пружины 7 смесительное устройство (перфорированный диск) 8. Пружины 7 прикреплены с обеих сторон диска одним концом к нему, а другим — к штоку 9, позволяя ему упруго перемещаться относительно штока 9. Шток

9 установлен в направляющих, соединен с генератором колебаний (на фиг. не показан) и может совершать возвратно-поступательные движения. Верхние полости центральной трубы 2 и емкости 1 (камера 4) подсоединены через патрубки 6 и 5 соответственно к регулятору давления, С целью ликвидации застойных зон в донной части емкости предусмотрен обтекатель 11. Снизу емкости на пружине 12 подвешен груз 13, Емкость 1 установлена на опорах 15 с пружинами 14;

Смеситель работает следующим образом. После заполнения аппарата суспензией, включении генератора колебаний возвратно-поступательное движение от него передается смесительному устройству 8 через шток 9 и пружины 7. Изменением давления в газовых полостях над жидкостью в центральной трубе 2 и емкости 1 через патрубки 6 и 5 управляют резонансными колебаниями жидкости в аппарате, За счет нелинейности сопротивлений перфораций в смесительном устройстве 8 и переточных патрубках 10 возникае циркуляционное перемешивание в аппарате. Мощные колебательные воздействия на суспенэию

Формула изобретения

РЕЗОНАНСНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ, содержащий емкость и установленные в ней центральную трубу и смесительное устройство с пружиной и штоком, соединенным с обеспечивают взвешивание твердой фазы, интенсифицируют локальный массоперенос, а циркуляционные токи способствуют качественному макроперемешиванию в объеме аппарата.

Мягкие опорные пружины 14 предотвращают передачу вибраций на фундамент при запуске, а динамический компенсатор из пружины 12 и груза 13 полностью уравновешивают вертикальную составляющую центробежных сил при резонансном режи- ме колебаний.

Пример. Резонансный смеситель, инею ций диаметры соответственно емкости 1 — 0,6 м, циркуляционной трубы 2 — 0,3 м, перфорированного диска 8 — 0,25 м с отверстиями 0,1 м при угле конусности 90О, обращенном вершиной вверх, и патрубков 10—

0,01 м с углом конусности 90 в количестве 12 шт, выполнен высотой 2 м при размещении нижнего среза циркуляционной трубы отднища на расстоянии 03 м. При резонансной частоте колебаний f = 3 Гц и амплитуде колебаний штока А 0,01 м амплитуда колебаний жидкости достигает 0,1 м, а взвешивание частиц золотосодержащей руды (p 8000 кг/мз, d p 0,1 мм) происходит за 40 — 60 с.

При использовании динамического компенсатора, содержащего груз массой 4 кг на пружине с коэффициентом жесткости 400

Н/м, и четырех опорных пружин 14 суммарной жесткостью 1000 Н/м обеспечивается полная компенсация колебаний корпуса, в результате чего сила, действующая на фундамент, имеет только статическую составляющую.

Извлечение золота из золотосодержащей руды, осуществляемое методом цианирования, со степенью извлечения до 50 достигается в таком смесителе в течение 1 ч,.а в известном аппарате с вибрационными

Таким образом использование предлагаемого решения позволяет более чем в два раза повысить эффективность и надежность работы аппарата. (56) Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками . Л.: Химия, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N 701652, кл. В 01 F 11/04, 1990.

Авторское свидетельство СССР

N 1247072, кл. В 01 F 11/00, 1985. генератором колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности в работе, он снабжен регулятором давления, динамическим компенсатором и упругими опорами, при этом центральная труба выполнена с пере2004316

Составитель Г,Ольшанская

Редактор Г.Мельникова Техред М.Моргентал Корректор М,Куль

Заказ 3366

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", t. Ужгород, ул,Г r; p»,ë, 101

< ° точными отверстиями, в верхней части заглушена и подсоединена к регулятору давления вместе с размещенной на упругих опорах емкостью. к днищу которой прикреплен динамический комп енсатор, причем смесительное устройство закреплено на штоке через упругий элемент.