Автоклав

Союз Соеетсиик

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.08.76 (21) 2396736/23-26 с присоединением заявки Рй— (51) М. Кл, В 01 J 1/00

В 01 J 3/04 (23) Приоритет—

Гасударственный кватвт

СССР ав делам кзобрвтвккк к втлрвитнй

Опубликовано 25.09.79. Бюллетень М35

Дата опубликования описания 25.09.79 (53) УД К66.023 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П, Черных, В. И. Буров и И. А. Токарев (7I ) Заявитель (54) АВТОКЛАВ

Изобретение относится к автоклавной технике, в частности, к устройству автоклавов, в ко. торых перерабатываемые в виде гетерогенных систем вещества подвергают интенсивному перемешиванию. Такие автоклавы могут быть применены в гидрометаллургии, химической, фармацевтической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известен герметичный реактор с экранированным электродвигателем, перемешиваюшее устройство которого состоит иэ пропеллерной мешалки, направляющего аппарата и диффузора, расположенных s верхней части реактора (1).

В данном реакторе обрабатываемые вещества вовлекаются перемешнваюшим устройством в циркуляцию по рабочему пространству аппарата, что даже при высоких скоростях вращения мешалки недостаточно для разрушения диффузионных зон на границе твердой и жидкой фаз при обработке гетерогенных систем и не обеспечивает интенсивного химического процесса, скорость которого в определенной степени зависит от скорости диффузии реагирующих вешеств.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению реактор для проведения химических процессов в гетерогенной системе, включающий корпус с теплообменным устройством, центрифугу

5 и перемешиваюшее устройство. Теплообменник выполнен в форме диффузора, а перемешиваюшее устройство включает мешалку и направляющий аппарат. Мешалка, укрепленная на вертикальном валу, расположена в теплообменни.10 ке-диффузоре и вместе с направляющим устройством и диффузором обеспечивает циркуляционное перемешивание обрабатываемого материала (2).

В данном реакторе перемешивающее устрой11 ство не может разрушить диффузионные зоны, возникающие вокруг твердых частиц перерабатываемых веществ, и, следовательно, не может обеспечить эффективное перемешивание реагирующих веществ. Перемешивание в этом реакторе, в основном, циркуляционное, при котором твердые частиць| и жидкая фаза перемещиваются с одинаковыми скоростями. Омывание твердых частиц свежим реагентом в аппарате пуоисходит неудовлетворительно и взаимодей686745 ствие реагирутощк веществ ocyrrreczrr:rrreòerr медленно.

Цель изобретения — ицтспс1!фнкацпя перс. мешиванля и ускорение химического процесса.

Это достигается тем, что автоклав снабжен 5

KpoHlllTeHH0M H последовательно устацов»СЕ iii iми на выходе из дпффузора акппгатором и Hiaпеллером, состощцим иэ ибких лопастей, од1!и из которых укреплены на диффузорс, а лругце на валу, и ВзаимодействуЕ01цих с ними куля IKo" вых элементов, соответственно укреплснць1х ца валу и кронштейне, Кроме того, гибкие Подаст!! вып01цяеотся

С ПОПСРЕЧЦ!ЛМ ССЧЕЦИСМ В ВИЦС ЦРЯМОУГОЛЬЦЦ1;.а

HJIH эллипса, снабжены ца концах 1111ПЕПЕЬ1рцчсской контактной поверхностью и могут бьгг! Вы" полнены в виде вилки, Лопасти могут быть Выполнен!>1 из УПЕ>у1. 0го металлического сплава, цалр1гмер рессорной стали, пружинной бронзы, титана, Использование энергии вибраш1ц упругих лопастей в месте ее возпикповецпя позволяет резко повысить эффективность мехацичсско1о воздействия перемешива1ощего устройства в целом на шЕркулирующий поток и обеспечить эффективное псремспшванпс реагеЕрую1цих вец1еств при относительно небольших скоростях вращс. пия вала мешалки.

На фнг. 1 изображен предлагаемый аппарат, вертикальный разрез; ца фцг. 2 — активатор с упругими лопастями; ца фнг. 3 — нмпсл»ер с упругими лопастями; ца фцг, 4 и фиг. 5 -- упругие лопасти.

Автоклав (см, фиг. 1) включает гсрмет«чцую емкость 1 с крьццкой 2, элсктропечь 3 Ji»si наружного обогрева аппараЕВ. Крышка 2 автоклава съемная и через цее проходит вал 4 псремешивающего устро!Ества, вал гсрметлзцровац в крышке механическим у1потцсцием 5 и сосдц

40 нен с приводом 6. Автоклав имеет технологические патрубки 7 н 8 для загрузки веществ на обработку и Выгрузки готового продукта.

Перемешивающее устройство автоклава вклю. чает установленные соосно диффузор 9, пропел45 лерную мешалку 10, активатор 11 и мцоголопаспгой импеллер 12. Активатор 11 (см. фиг. 2) выполнен в виде обода 13 с пазами 14 в виде ласточкина хвоста, в которые вставлены упругие радиальные лопасти 15, направленныс к цецт50 ру окружности обода. Лопасти установлены в ободе с определенным интервалом, который обеспечивает свободный проход обрабатываемого материала, например, в виде пульпы. Активатор установлен внутри емкости 1 с помощью

55 кронштейна 16, выполненного в виде соосного с валом 4 беличьего колеса,. имеющего два фланца 17 и 18. Одним фланцем 17 кронцгЕейн закреплен к бобышкам 19 на внутренней стороне

trpr;rrIrtcH 2, к другому флаццу 18 крошптсйца крспят активатор 11.

Лля привода лопастей 15 активатора в виб., рируюЕцее состояние в плоскости последнего на валу 4 установлены кулачковые элементы 20, например, эксцснтриковый кулачок двустороннего действия, взаимодействующий при вращении вала 4 с вершинами лопастей 15. Диффузор

9 установлен под активатором и присоединен

i к ободу 13 последнего. Проис!!Первая мешалка

10 усгапов11епа ца Валу 4 и расположена в узкой части диффузора 9. Мцоголопасп!Ой импелцср 1 . (см. фнг. 3), установленный на валу 4

1э11 акт!!лат!!ром, состоит из ступи!гь! 21, вьшолнсш1ой в виде ступенчатой втулки, на венце которой сделаи1 пазы 22, например, в форме ласточкина хвоста, в которых закреплены своими основаниями 23 радиальные упругие лопасти 24, гочая часть лопасти висит свободно, Для привода лопастей импе»лера В вибрирующее состояние (цри его вращсш!и) в кронштейне вмон Iнр011ацы зацспляЕО1цЕЕС элементы. В Виде, HGHpH мер, Г>олтов 25, закре! Iclrrrrlx контргайками 26, сфер! reer Ire концы болтов обращены к вершинам лопастей импеллера и взаимодействуют с ними при вр;!щепе!!1 последнего.

Упругие лопасти 15 и 24 (см. фиг. 4 и 5)

В поперечном сечении яме!от прямоугольник или зл»ицс, вьп1щутый вдоль оси аппарата, площадь которого постелснно уменьшается От ОснОВания

»опrcr» к сс Вершине. Всршеп1ы лопастей имеют утолщенные коцтактцыс поверхности, выполненш1с, rrarrpvrirep> в Виде щшиещров 27. Лопасти

rr3eoTorlJ!crlr)i из ме!Влличсских сплавов, обладаЕощцх упру!ими свойствами, например, из рессорной стали, а также стойких к физико-химическому воздействию персрабатываемых веществ.

Лопасти могут быть выполнены в форме вп11кц (см. фиг. 3 и 4).

Автоклав работает следующим образом, Загружаемые! в автоклав через патрубок 7 материал, например, в виде пульпы, ззхватывастся цропсллерцой мешалкой 10, которая подаст его через Ец!ффузор 9 на активатор 11.

Лопасти 15 активатора, вибрирующие при взаимодействии с кулачковыми элементами 20, оказывают механическое воздействие на обрабатываемый материал, осуществляют меспгое интенсивное перемешивание веществ. В результате резкого изменения относительных скоростей и направлений движешЕя частиц твердой фазы и потока жидкой фазы происходит разрушение диффуэиоцць!х зон, воз!пикающих ца границе раздела твердой и жидкой фаэ, вскрываются новые поверхности peat Hðórorêrrõ веществ, Возрастает скорость реакциош!Ого взаимодействия данных веществ. После активатора пульпа поступает на многолопастной импеллср 12, где также подвер686745 гается интенсивному механическому воздействию вращающихся и вибрирующих от взаимодействии с зацепляющими элементами лопастей 24, отбрасывающих затем перерабатываемый материал в радиальном направлении к стенкам автоклава.

Такая циркуляция перерабатываемых веществ повторяется до полного завершения химикотехнологического процесса.

Использование энергии вибрации упругих лопастей в месте ее возникновения позволяет рез- с ко повысить эффективность механического воздействия перемешивающего устройства в целом на циркулирующий поток и обеспечить эффективное перемешивание реагирующих веществ прн относительно небольших скоростях вращения ва- 15 ла перемешивающего устройства.

Формула изобретения

l. Автоклав, включающий герметичную емкость с крышкой, вал с мешалкой, установленной в диффузоре, и привод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации перемешивания и ускорения химического процесса, автоклав снабжен кронштейном и последовательно установленными на выходе из диффузора активатором и импеллером, состоящим из гиб. кнх лопастей, одни из которых укреплены на днффузоре, а другие — на валу, и взаимодействующих с ними кулачковых элементов, соответственно укрепленных на валу и кронштейне.

2. Автоклавпоп. l,отличающийс я тем, что гибкие лопасти выполнены с поперечным сечением в виде прямоугольника.

3. Автоклав по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что гибкие лопасти выполнены с поперечным сечением в виде эллипса.

4. Автоклав по пп. lи2,,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что гибкие лопасти на концах снабжены цилиндрической контактной поверхностью.

5. Автоклав по п. 1, о т л и ч а ю щ н йс я тем, что гибкие лопасти выполнены в виде вилки.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Штербачек 3. и др. Перемешнвание в химической промьппленности, 1963, с. 333-334.

2. Авторское свидетельство СССР М 433712, кл. В 01 J 1/00, 1973., 686745

Фиг.3

Составитель H. Цетович

Редактор Л. Гребенникова Техред JI.Алферова Корректор Т. Скворцова

Заказ 5589/6 Тираж 877 Подписное

ЦЦИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4