CS256103B1

CS256103B1 - Radial-diagonal stirrer

Info

Publication number: CS256103B1
Application number: CS8510042A
Authority: CS
Inventors: Pavel Seichter; Oto Vitek; Lubos Pesl; Miroslav Khol; Jaroslav Jaromersky; Oldrich Kaufmann
Original assignee: Pavel Seichter; Oto Vitek; Lubos Pesl; Miroslav Khol; Jaroslav Jaromersky; Oldrich Kaufmann
Priority date: 1985-12-29
Filing date: 1985-12-29
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS1004285A1

Abstract

Míchadlo sestává z náboje, který nese dělicí disk, a ze dvou soustav míchacích lopatek, umístěných po obou stranách dělicího disku. Na spodní straně dělicího disku jsou umístěny nejméně tři dispergační lopatky a v prostoru nad diskem jsou postupně nad sebou uloženy usměrňovači kužel a nejméně dvě diagonální lopatky. Usměrňovači kužel i diagonální lopatky jsou horními okraji upevněny k náboji a spodními okraji k dělicímu disku, přičemž střední část lopatek je uchycena k usměrňovacímu kuželu. Náběhová plocha diagonálních lopatek je v horní části, která tvoří axiální vstup míchadla, vydutá, zatímco ve spodní části, tvořící radiální výstup míchadla, vypuklá. V zájmu dosažení optimálního účinku míchadla je účelné, aby průtočná kruhová plocha, kterou opisuje axiální vstup míchadla, byla přinejmenším stejná anebo větší než válcová plocha, kterou opisuje radiální výstup míchadla. Náběžný úhel axiálního vstupu diagonálních lopatek vůči rovině rotace, stejně jako výstupní úhel radiálního výstupu vůči tečně kružnice opisované diagonálními lopatkami, se volí v rozmezí 10 až 40°.The mixer consists of a hub that carries a dividing disc and two sets of mixing blades, located on both sides of the dividing disc. At least three dispersion blades are located on the bottom of the dividing disc and a baffle cone and at least two diagonal blades are arranged one above the other in the space above the disc. The baffle cone and the diagonal blades are fixed to the hub by their upper edges and to the dividing disc by their lower edges, with the middle part of the blades being fixed to the baffle cone. The leading surface of the diagonal blades is concave in the upper part, which forms the axial inlet of the mixer, while in the lower part, which forms the radial outlet of the mixer, it is convex. In order to achieve optimal mixer effect, it is expedient that the circular flow area described by the axial inlet of the mixer is at least the same as or larger than the cylindrical area described by the radial outlet of the mixer. The angle of attack of the axial inlet of the diagonal blades relative to the plane of rotation, as well as the exit angle of the radial outlet relative to the tangent of the circle described by the diagonal blades, is selected in the range of 10 to 40°.

Description

Vynález se týká radiálně-diagonálního míchadla, určeného pro dispergací a homogenizaci dvou- i vícefázových systémů v chemických a biochemických aparátech.The invention relates to a radial-diagonal stirrer intended for dispersing and homogenizing two- and multiphase systems in chemical and biochemical apparatuses.

U míchacích 2ařízení, zejména zařízení užívaných pro směšování kapaliny a plynu, jsou míchadla zatěžována velmi nerovnoměrným namáháním. V případech, kdy tato míchadla dosahují vysokých obvodových rychlostí, dochází často vlivem cyklického namáhání ke vzniku únavového lomu a mechanickému porušení míchadla, případně k havárii pohonu.In mixing and mixing devices, in particular devices used for mixing liquid and gas, the stirrers are subject to very uneven stresses. In cases where these agitators reach high peripheral speeds, fatigue fracture and mechanical failure of the agitator can occur as a result of cyclic loading, eventually a drive failure.

U systémů s cirkulační vestavbou se často pro dispergací a homogenizaci plynné a kapalné fáze užívá systémů s více míchadly, upevněnými na společném hřídeli (čs. AO 136 438, 148 540 a 189 415) . U těchto kombinovaných systémů se homogenizačního účinku dociluje pomocí axiálního míchadla, umístěného nad radiálním michadlem, které slouží k dispergaci plynné fáze. Nevýhodou systémů, založených na kombinaci axiálního a radiálního míchadla, je však poměrně značná délka hřídele a také snížené čerpací účinky axiálního míchadla, které jsou nepříznivě ovlivněny nuceným obracením proudu kapaliny z axiálního směru do radiálního v rovině rotace radiálního míchadla.In circulating systems, systems with multiple agitators mounted on a common shaft are often used for dispersing and homogenizing the gaseous and liquid phases (ref. AO 136 438, 148 540 and 189 415). In these combined systems, the homogenization effect is achieved by means of an axial stirrer located above the radial agitator which serves to disperse the gas phase. However, a disadvantage of systems based on a combination of axial and radial agitator is the relatively large shaft length and also the reduced pumping effects of the axial agitator, which are adversely affected by the forced reversal of the fluid flow from the axial direction to the radial in the plane of rotation of the radial agitator.

K řešení naznačených problémů přispívá radiálně-diagonální míchadlo v provedení podle vynálezu. Podstata míchadla, které sestává z náboje, nesoucího dělicí disk, a dvou soustav míchacích lopatek, umístěných po obou stranách dělicího disku, podle vynálezu spočívá v tom, že na spodní části dělicího disku jsou upevněny nejméně tři dispergační lopatky, zatímco v prostoru nad diskem jsou postupně nad sebou umístěny usměrňovači kužel a nejméně dvě diagonální lopatky. Jak usměrňovači kužel tak i diagonální lopatky jsou horními okraji upevněny k náboji a spodními k dělicímu disku, přičemž střední část diagonálních lopatek je uchycena k usměrňovacímu kuželu. Náběhová plocha diagonálních lopatek je v horní části, tvořící axiální vstup, vydutá, zatímco ve spodní části, tvořící radiální výstup, vypuklá.A radial-diagonal stirrer according to the invention contributes to the solution of the problems indicated. The principle of the agitator, which consists of a hub carrying a separating disk and two sets of mixing vanes disposed on both sides of the separating disk, is that at least three dispersing vanes are mounted on the lower part of the separating disk while in the space above the disk there are a deflector cone and at least two diagonal blades are placed one above the other. Both the deflector cone and the diagonal vanes are fixed to the hub by the upper edges and the lower to the separating disc, the central portion of the diagonal vanes being attached to the deflector cone. The leading surface of the diagonal vanes is concave in the upper part forming the axial inlet, while the lower surface forming the radial outlet is convex.

Hlavní přednost radiálně-diagonálního míchadla v provedení podle vynálezu spočívá v tom, že použitím kombinace spodní dispergační lopatky-dělicí disk-usměrňovací kužel-horní diagonální lopatky se dosáhne vysoké tuhosti a odolnosti konstrukce míchadla proti cyklickému namáhání. Pomocí diagonálních lopatek s axiálním vstupem a radiálním výstupem je možno snížit vliv obracení proudu kapaliny na čerpací účinky míchadla na nejnižší možnou míru.The main advantage of the radial-diagonal stirrer in the embodiment according to the invention is that by using the combination of the lower dispersing vane-separating disc-rectifier cone-upper diagonal vane a high stiffness and cyclic resistance of the stirrer design is achieved. By using diagonal blades with axial inlet and radial outlet, the effect of reversing the flow of liquid on the pumping effects of the agitator can be minimized.

Optimálního účinku a výrazného zlepšení čerpací funkce míchadla se přitom dosahuje při provedení, kdy průtočná kruhová plocha, opsaná axiálním vstupem diagonální lopatky, je stejná nebo větší než plocha válcová, opsaná radiálním výstupem lopatky, a náběžný úhel axiálního vstupu vůči rovině rotace, stejně jako výstupní úhel radiálního výstupu vůči tečně obvodové kružnice diagonálních lopatek se volí v rozmezí 10-40°. Za těchto podmínek se dociluje nejvýhodnějšího poměru spotřeby energie a čerpacího výkonu míchadla.The optimum effect and a marked improvement of the agitator pumping function is achieved in an embodiment where the circular flow area described by the axial inlet of the diagonal blade is equal to or greater than the cylindrical surface described by the radial outlet of the blade and the leading angle of the axial inlet to the rotation plane. the angle of the radial outlet relative to the tangential circumferential circle of the diagonal vanes is selected in the range of 10-40 °. Under these conditions, the most advantageous ratio of energy consumption and pumping capacity of the agitator is achieved.

Příkladné provedení radiálně-diagonálního míchadla podle vynálezu je blíže znázorněno na připojeném výkrese, kde obr. 1 představuje svislý řez michadlem a obr. 2 půdorysný pohled na míchadlo podle obr. 1.An exemplary embodiment of a radial-diagonal stirrer according to the invention is illustrated in more detail in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a vertical section of the agitator and Fig. 2 is a plan view of the agitator of Fig. 1.

Ve znázorněném provedení* míchadla je k náboji 2., upevněném na svislém hřídeli 1., ve spodní části uchycen dělicí disk 3_, který odděluje oblast dispergačního míchání od oblasti homogenizačního míchání. Dispergační složku míchání přitom zajištují dispergační lopatky 4^ umístěné na spodní straně dělicího disku 3_, zatímco homogenizační složku diagonální lopatky 6. Diagonální lopatky £ jsou tvarovány tak, že jejich náběhová plocha je v horní části, která tvoří axiální vstup 7. míchadla, vydutá, zatímco spodní část, tvořící radiální výstup ji míchadla, je vypuklá. Současně je ve znázorněném provedení splněna podmínka, aby průtočná kruhová plocha, opisovaná axiálním vstupem Ί_ míchadla, převyšovala co do velikosti válcovou plochu opisovanou radiálním výstupem 8_. Náběžný úhel axiálního vstupu 7_ i výstupní úhel radiálního výstupu 8 míchadla mají ve znázorněném provedení přibližně stejnou hodnotu 25 .In the shown embodiment of the agitator, a separating disk 3 is attached to the hub 2 mounted on the vertical shaft 1 at the bottom, which separates the dispersing mixing region from the homogenizing mixing region. The dispersing mixing component 4 is provided by the dispersing vanes 4 disposed on the underside of the separating disk 3, while the homogenizing component of the diagonal vane 6 is shaped so that their leading surface is concave in the upper part which forms the axial inlet 7 of the agitator. while the lower part constituting the radial outlet of the agitator is convex. At the same time, in the embodiment shown, the condition is that the circular flow area described by the axial inlet Ί of the agitator exceeds the cylindrical surface described by the radial outlet 8 in size. The leading angle of the axial inlet 7 and the outlet angle of the agitator radial outlet 8 in the embodiment shown are approximately equal to 25.

Diagonální lopatky 6 jsou horním okrajem uchyceny k náboji 2, střední částí k usměrňo256103 vacímu kuželu 5 a spodním okrajem k dělicímu disku 3. Usměrňovači kužel 3.*· jehož horní okraj je připevněn rovněž k náboji 2_, zatímco spodní okraj k dělicímu disku 3_, přispívá k usměrnění toku kapaliny z axiálního do radaálního směru a uoucasně zvyšuje tuhost celé konstrukce míchán]a.The diagonal vanes 6 are fastened to the hub 2 by the upper edge, the central part to the cone 256103 and the lower edge to the separating disc 3. The baffle 3. whose upper edge is also attached to the hub 2 while the lower edge to the separating disc 3, it contributes to directing the flow of liquid from axial to radial direction and at the same time increases the rigidity of the whole structure by mixing.

Při. provozu wíchadJa je kapalina nasčivána v axiálním směru horní částí diagonálních lopatek 6, tj. axiálním vstupem 2 míchadla, přičemž vhodným tvarováním diagonálních lopatek 2, zejména působením vhodně tvarovaného radiálního výstupu 2 míchadla, se tok kapaliny plynule usměrní do radiálního směru.At. During operation, the liquid is sucked in the axial direction by the upper part of the diagonal vanes 6, i.e. the axial inlet 2 of the agitator, and by suitably shaping the diagonal vanes 2, in particular by a suitably shaped radial outlet 2.

Claims

1. A radially-diagonal stirrer consisting of a hub carrying a separating disk and two sets of mixing vanes disposed on either side of the separating disk, characterized in that at least three dispersing vanes (4) are attached to the lower part of the separating disk (3), in the space above the disc (3), a deflector cone (5) and at least two diagonal blades (6) are disposed one above the other, where both the deflector cone (5) and the diagonal blades (6) are fixed to the hub (2) by their upper edges; the lower edges of the separating disc (3), the central part of the diagonal vanes (6) being attached to the deflecting cone (5), the leading surface of the diagonal vanes being concave in the upper part forming the axial inlet (7), forming a radial outlet (8), convex.

Radial-diagonal stirrer according to claim 1, characterized in that the circular surface described by the axial inlet (7) of the diagonal vanes (6) is equal to or greater than the cylindrical surface described by the radial outlet (8) of the vanes (6).

3. A stirrer according to claim 1, characterized in that the leading angle of the axial inlet (7) of the diagonal vanes (6) relative to the plane of rotation and the outlet angle of the radial outlet (8) of the vanes (6) relative to the tangential circumferential circle of the diagonal vanes. (6) is selected in the range of 10-40 °.