CS237504B1 - Axiální míchadlo pro homogenizační míchání vícefázové kapalné směsi v chemických a biochemických reaktorech - Google Patents

Abstract

Vynález se týká axiálního míohadla pro homogenizační míchání kapaliny s plynem a případně i tuhou fází, které je vhodné zejména pro použití v chemických a biochemických reaktorech - fermentorech. Zařízení podle vynálezu sestává z náboje a nejméně dvou lopatek, které jsou provedeny z obdélníkového nebo kosodélníkového profilu, a to ve tvaru šroubové plochy. Stoupání šroubové plochy je určeno poměrem požadovaJ né axiální rychlosti proudění k frekvenci otáčení míohadla a jeho hodnota se pohybuje v rozmezí 0,75 až 2,5násobku velkého průměru míchadla.

Description

Vynález se týká axiálního míchadla pro homogenizační míchání kapaliny s plynem a případně i tuhou fází, které je vhodné zejména pro použití v chemických a biologických reaktorech fermentorech.

Dosud známá míchací zařízení s rotačními míchadly pro míchání vícefázových směsí jsou tvořena většinou míchadly, která vytvářejí svým pohybem v kapalině převážně radiální proudění. Jsou to obdobná provedení míchadel jako jsou oběžná kola odstředivých radiálních čerpadel, anebo jsou to míchadla tzv. otevřeného typu, kdy míchadlo sestává z dělicího kotouče, při jehož obvodu jsou připevněny rovné, kolmé lopatky.

Jsou známa i míchací zařízení, kde se používá vrtulových míchadel, anebo zjednodušených míchadel se skloněnými lopatkami.

U těchto zařízení míchadla vytvářejí svým pohybem v kapalině převážně axiální proudění. Výhodných vlastností příslušných míchadel pro daný účel míchání bylo využito u řešení v čs. patentu č. 148 540 a v čs. autorském osvědčení 189 415, kde na společném hřídeli je jak míchadlo radiální pro dispergaci, tak axiální pro homogenizaci. Míchadlo s převažujícím axiálním tokem kapaliny může být provedeno bud jako jednoduché lopatkové míchadlo se složenými lopatkami, anebo jako sběrné kolo axiálního čerpadla.

Předností lopatkového kola je nízká pořizovací cena, avšak nedostatkem je nízká výtlačná výška. Předností axiálního kola je zase vyšší výtlačná výška a nedostatkem je nákladná výroba.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny u axiálního míchadla pro homogenizační míchání v chemických a biochemických reaktorech podle vynálezu, sestávajícího z náboje a nejméně dvou lopatek, jehož podstata spočívá v tom, že lopatky jsou provedeny z obdélníkového nebo kosodélníkového profilu, a to ve tvaru šroubové plochy.

Stoupání šroubovice je určeno poměrem požadované axiální rychlosti proudění v průřezu míchadla ku frekvenci otáčení míchadla, přičemž jeho hodnota se pohybuje v rozmezí od 0,75 do 2,5násobku velkého průměru .míchadla. Vnější i vnitřní průměr šroubové plochy je potom určen požadovaným množstvím kapaliny dopravované míchadlem.

Volba vnitřního průměru šroubovice a. šířky lopatek se řídí běžnými zkušenostmi u axiálních míchadel a čerpadel. Profil řezu lopatky není nutno upravovat z hlediska požadavků na plynulé obtékání kapaliny, ale stačí použít výrobně jednoduchý a levný obdélníkový profil řezu materiálu, ze kterého se lopatky lisují nebo jinak zhotovují. Náběžná nebo odtoková hrana lopatky, popř. obě dvě hrany jsou tvarovány, s výhodou zkoseny nebo zaobleny.

Axiální míchadlo podle vynálezu je schopno překonat potřebnou dopravní výšku, respektive pracovat s požadovanou měrnou energií a není výrobně nákladné. Má vyšší účinnost než míchadlo lopatkového typu a nižší účinnost než axiální čerpadlo. Toto snížení dopravní účinnosti však není na závadu u míchacího zařízení, kde účelem míchání je kromě homogenizace i dispergace plynu do kapaliny.

Příkladné provedení axiálního míchadla pro homogenizační míchání vícefázové kapalné směsi v chemických a biochemických reaktorech podle vynálezu je dále schematicky znázorněno na přiloženém výkresu.

Na výkresu je znázorněn náboj i, se kterým jsou pevně spojeny lopatky £, provedené z obdélníkového profilu. Náběžná hrana £ i odtoková hrana 3 lopatek £ jsou tvarovány.

Kromě použití u fermentorů se naskýtá rovněž možnost použití předmětného míchadla také u chemických reaktorů, v nichž probíhají reakce v systému kapalina-plyn.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Axiální míchadlo pro homogenizační míchání vícefázové kapalné směsi v chemických a biochemických reaktorech, sestávající z náboje a nejméně dvou lopatek, připojených k náboji rozebíratelně nebo nerozebíratelné, vyznačené tím, Že lopatky /1/ jsou provedeny z obdélníkového nebo kosodélníkového profilu, a to ve tvaru šroubové plochy, jejíž stoupání je určeno poměrem požadované axiální rychlosti proudění ku frekvenci otáčení míchadla a jeho hodnota se pohybuje v rozmezí 0,75 až 2,5 násobku velkého průměru míchadla.