CS242972B1

CS242972B1 - Apparatus for homogenizing mixing

Info

Publication number: CS242972B1
Application number: CS843900A
Authority: CS
Inventors: Jan Kvasnicka; Vladimir Slama; Lubos Pesl
Original assignee: Jan Kvasnicka; Vladimir Slama; Lubos Pesl
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS390084A1

Abstract

Vynález se týká zařízení pro homogenizační míchání dvoufázových systémů kapalina - plyn, vhodného zejména pro míchání v chemických a biochemických reaktorech. Zařízení sestává z nádoby, hřídele, axiálního míchadla a usměrňovacího válce. Jeho podstata spočívá v tom, že mezi usměrňovacím válcem a statorovým věncem axiálního míchadla je nálevkovitá vestavba, na níž je připevněna lopatková mříž; a na hřídeli je nad úrovní lopatkové mříže upevněno tangenciální míchadlo.The invention relates to a device for homogenizing mixing of two-phase liquid-gas systems, suitable in particular for mixing in chemical and biochemical reactors. The device consists of a container, a shaft, an axial stirrer and a directing cylinder. Its essence lies in the fact that between the directing cylinder and the stator ring of the axial stirrer there is a funnel-shaped installation, on which a blade grid is attached; and a tangential stirrer is attached to the shaft above the level of the blade grid.

Description

Vynález se týká zařízení pro homogenizační míchání dvoufázových systémů kapalina - plyn, vhodného zejména pro míchání v chemických a biochemických reaktorech.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for homogenizing mixing of two-phase liquid-gas systems, particularly suitable for mixing in chemical and biochemical reactors.

Dosud známá aerační míchací zařízení s míchadlem pro homogenizaci vsádky podle čs. patentu č. 148540 a čs. autorského osvědčení č. 189415 nemá hydrodynamicky řešený nátok kapaliny s plynem do michadla.The aeration mixer known to date with a stirrer for homogenizing the batch according to U.S. Pat. No. 148540 and U.S. Pat. No. 189415 does not have a hydrodynamically designed inflow of gas-liquid into the stirrer.

Směs kapaliny a plynu se uvádí do předrotace tangenciálním míchadlem v celém objemu prostoru určeného průměrem usměrňovacího válce a průměrem homogenizačního'michadla, přičemž část plynu se odděluje k ose rotace.The mixture of liquid and gas is pre-rotated by a tangential stirrer over the entire volume of the space determined by the diameter of the baffle roller and the diameter of the homogenizer, with a portion of the gas separating towards the axis of rotation.

Vzhledem k velké hmotnosti rotující kapalné směsi dochází v zařízení k velkým třecím odporům a ztrátám a ke zvýšenému dynamickému namáhání usměrňovacího válce. Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro homogenizační míchání podle vynálezu sestávající z nádoby, hřídele, axiálního michadla a usměrňovacího válce, jehož podstata spočívá v tom, že mezi usměrňovacím válcem a statorovým věncem axiálního michadla je nálevkovitě se zužující vestavba, na jejímž vnitřním obvodu je v místě styku se statorovým věncem připevněna lopatková mříž a na hřídeli je nad úrovní lopatkové mříže upevněno tangenciální míchadlo.Due to the high weight of the rotating liquid mixture, high frictional resistances and losses occur in the device and increased dynamic stresses of the rectifier cylinder. The disadvantage of these disadvantages is the homogenization mixing device according to the invention, consisting of a vessel, a shaft, an axial agitator and a deflection roller, characterized in that there is a funnel-tapered insertion between the deflection roller and the stator ring of the axial agitator. with a stator ring attached to the blade grate and a tangential agitator mounted above the blade grate on the shaft.

Vestavba může mít tvar rotačního tělesa nebo komolého jehlanu. Lopatková mříž může být spojena s vestavbou rozebíratelně. Může být rovněž tvořena soustavou narážek umístěných na vnitřním povrchu vestavby a statorového věnce axiálního michadla.The installation may be in the form of a rotating body or truncated pyramid. The blade grille can be detachably connected to the installation. It may also consist of a plurality of stops positioned on the inner surface of the installation and the stator ring of the axial agitator.

Zabudováním vestavby do míchacího zařízení se docílí výrazného zmenšení hmotnosti rotující kapaliny s plynem a lopatkovou mříží se dosáhne příznivé změny hybnosti kapaliny z tangenciálního směru do směru axiálního.By incorporating the installation into the mixing device, the mass of the rotating gas-liquid is significantly reduced and the blade grate is favorably changed from the tangential direction to the axial direction.

Tím se sníží namáhání usměrňovacího válce a zvýší se účinnost transportu kapaliny s plynem, zkrátí se doba homogenizace a sníží se měrné energetické náklady produkční výroby chemického nebo biochemického reaktoru.This reduces the stress on the deflection cylinder and increases the efficiency of the liquid-gas transport, shortens the homogenization time and reduces the specific energy costs of the production of the chemical or biochemical reactor.

Příkladné provedení zařízení podle 'vynálezu je znázorněno na připojeném výkresu, kde obr. 1 představuje částečný řez zařízením, obr. 2 představuje půdorysný pohled na lopatkovou mříž.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown in the accompanying drawing, wherein Fig. 1 is a partial cross-section of the device; Fig. 2 is a plan view of the blade grate.

Zařízení na obr. 1 je tvořeno usměrňovacím válcem 1. a statorovým věncem 3_, mezi nimiž je umístěna nálevkovitá vestavba 5_, na kterou je v místě styku se statorovým věncem 2 připevněna lopatková mříž 6_, a hřídelem 8_, na němž je umístěno v úrovni statorového věnce £ axiální míchadlo £ a nad úrovní lopatkové mříže £ tangenciální míchadlo 2. Na obr. 2 je znázorněn tvar lopatek 7_ lopatkové mříže 6.The device in Fig. 1 is formed by a deflection roller 1 and a stator ring 3, between which a funnel-shaped assembly 5 is placed, on which a blade grid 6 is fixed at the point of contact with the stator ring 2 and a shaft 8 on which it is located at the stator level. 2 and a tangential stirrer 2 above the blade grate 6. The shape of the blades 7 of the blade grate 6 is shown in FIG.

Při provozu zařízení je proud kapaliny s tangenicální složkou účinkem vestavby £ a zejména lopatkové mříže 6_ upraven v proud se zvýšenou axiální nebo tzv. meridiánovou složkou před vstupem do axiálního michadla.In operation of the device, the flow of tangent component is effected by the installation 6 and in particular of the blade casing 6 into a flow with an elevated axial or so-called meridian component before entering the axial agitator.

Zařízení podle vynálezu bylo úspěšně vyzkoušeno na modelech fermentorů o objemech 1 m , nA a 200 mA přičemž se dosáhlo zvýšení účinnosti homogenizačního míchání o 10 až 20 %. Kromě použití u chemických a biochemických reaktorů se naskýtá možnost použití tohoto řešení u míchacích zařízení, kde se transportovaná kapalina dostane do předrotace a této předrotace se dále používá k posílení cirkulace.The device according to the invention has been successfully tested on fermenter models of 1 m, nA and 200 mA volumes, achieving an increase in homogenization mixing efficiency of 10 to 20%. In addition to the use in chemical and biochemical reactors, there is the possibility of using this solution in agitators where the transported liquid enters the pre-rotation and this pre-rotation is further used to enhance circulation.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION

1. Apparatus for homogenizing mixing of a two-phase liquid-gas system, comprising a vessel, a shaft, an axial agitator and a deflection roller, characterized in that there is a funnel-tapering installation between the deflection roller (1) and the stator ring (3) of the axial agitator. (5), on whose inner circumference a blade grid (6) is attached at the point of contact with the stator rim (3) and on the shaft (8) a tangential propeller (2) is mounted above the blade grid (6).

2. The homogenizing mixing apparatus according to claim 1, wherein the installation is in the form of a rotating body.

3. The homogenising mixing device according to claim 1, characterized in that the installation (5) has the shape of a truncated pyramid.

4. The homogenising mixing device according to claim 1, characterized in that the blade grate (6) is detachably connected to the installation (5).

5. The homogenising mixing apparatus according to claim 1, characterized in that the blade grate (6) comprises a plurality of baffles located on the inner surface of the installation (5) and a stator ring (3) of the axial agitator (4).