CS261981B1 - Zařízení pro míchání disperz - Google Patents

Abstract

Zařízení, pro míchání disperzí je tvořeno svislou válcovou nádobou, na jejíž stěně jsou umístěny alespoň dvě nepohyblivé narážky a na rotujícím hřídelí je nad nepohyblivými narážkami upevněno lopatkové míchadlo a pod nepohyblivými narážkami ..dvě míchadla s výhodou pásová, tvořená šikmými plochami. Zařízení je vhodné pro,, míchání disperzí, které mění během míchání svou konzistenci.

Description

Vynález se týká zařízení pro míchání disperzí, tj. vícefázových systémů s dispergovanou a pevnou fází, které se vyskytují v nejrůznějších technologiích, zvláště v chemickém průmyslu.

Známá zařízení vyhovují pro mnoho běžných aplikací. Tak lze zcela uspokojivě míchat v zařízeních nejrůznějšího vnějšího tvaru řídké disperze pevné fáze v kapalině působením rotujících rychloběžných, např. vrtulových, míchadel a/nebo podobně míchat sypké suché prášky (tj. fakticky disperze pevná fáze—plyn] působením lopatkových míchadel. Míchání v obtížnějších případech koncentrovaných a viskózních disperzí lze obvykle zvládnout, např. v zařízeních s kotvovými, šroubovými a pásovými míchadly v obvyklém a všeobecně známém uspořádání (svislé a/nebo ležaté válce, zařízení typu „Nautamix“) a/nebo v zařízeních vyznačených kombinacemi míchadel, speciálními míchadly, různými směry otáčení míchadel a kontejneru, jak jsou známy např. z DE 2 318 949, DE 2 445 287, DE 2 524 323, US 4 024 530.

K nejobtížněji zvládnutelným případům míchání patří disperze pevné fáze se změnou Teologických vlastností v širokém rozmezí, jako je tomu zvláště při postupném odstraňování kapalné fáze z disperze, ať už v důsledku chemické reakce nebo fyzikálních procesů, jako je sorpce, sušení, filtrace a/nebo jejich kombinací. Je známo, že v těchto případech existuje v jistém rozmezí složení disperze stav, kdy disperze nebývá charakteru pasty, resp. mokrého prášku, a projevuje pro míchání nepříhodné vlastnosti, jako nalepování na plochy, ztrátu gravitačního toku a klade vysoký odpor pohybu míchadel.

V těchto nejobtížnějších situacích známá a jinak výrobně relativní jednoduchá zařízení se šnekovými a pásovými míchadly ztrácejí míchací účinnost často proto, že míchadlo vytlačí materiál mimo jeho dosah působnosti do volného prostoru běžně ne zcela zaplněného zařízení. Tím dochází ke zhoršení podmínek odběru materiálu míchadlem a při nepříhodné kombinaci zmenšené rychlosti pohybu materiálu a jeho Teologických vlastností dochází k progresivnímu zhoršování míchání až k úplné ztrátě funkčnosti zařízení.

Dosavadní způsob řešení těchto nedostatků zmíněných relativně jednoduchých zařízení by(l při nejmenším nákladný: bylo nutno použit horizontální mixéry se složitým lopatkovým systémem s vyšší hmotností a vyšším příkonem elektromotoru (např. podle DE 3 006 313) nebo použít dvou a více různých míchacích zařízení v sérii za sebou. Podobně nevýhodným řešením jsou zařízení s dalším míchadlem se samostatným pohonem, které vrací materiál za stěn a víka zpět do prostoru odběru materálu hlavním míchadlem, popsané například v DE 1 604 353.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení dle tohoto vynálezu.

Podle uvedeného vynálezu je zařízení pro míchání disperzí pevné fáze v tekutině tvořené svislou válcovou nádobou s nepohyblivými narážkami s osově uloženým hřídelem s míchadly, přičemž podstata spočívá v tom, že na stěně svislé válcové nádoby poblíž klidové hladiny disperze jsou umístěny alespoň dvě nepohyblivé narážky šikmo ke svislici a na rotujícím hřídeli je nad nepohyblivými narážkami upevněno lopatkové míchadlo nejméně se dvěma skloněnými lopatkami s výhodou esovitými a pod nepohyblivými narážkami jsou na rotujícím hřídeli upevěna míchadla s výhodou pásová, tvořená šroubovými plochami.

Ve výhodném provedení má míchadlo bližší rotující hřídeli opačné stoupání šroubovice než šroubovice míchadla bližšího stěně svislé válcové nádoby.

Na obrázku je znázorněno zařízení pro míchání disperzí dle tohoto vynálezu. Zařízení sestává ze svislé válcové nádoby 1, opatřené alespoň dvěma, nepohyblivými narážkami 2 a víkem 3. Na rotující hřídeli 4 jsou pod nepohyblivými narážkami 2 uložena míchadla 5 a 6 a nad narážkami 2 lopatkové míchadlo 7.

Zařízení pro míchání disperzí dle tohoto vynálezu pracuje tak, že disperze, která v klidu dosahuje do výše nepohyblivých narážek 2, je rotujícím míchadlem 5 nesena přednostně podél stěny svislé válcové nádoby 1 vzhůru. Nepohyblivými narážkami 2 je přibrzděna tangenciální, resp. rotační složka pohybu disperze, popř. je tato složka usměrněna do protisměru otáčení rotující hřídele 4. Lopatkové míchadlo 7 unáší disperzi k rotující hřídeli 4, odkud disperze postupuje samovolně a/nebo spolupůsobením míchadla 6 přednostně ke dnu svislé válcové nádoby 1. Popsaný pohyb disperze vytvářejí příkladně na obrázku 1 znázorněné míchadlo 5 šrouibovicové pásové, nepohyblivé lopatkové narážky 2 ve tvaru segmentů šroubovice, míchadlo 7 s lopatkami zkrouceného esovitého» tvaru a míchadlo 6 šroubové.

Jsou pochopitelně nasnadě i jiné tvary míchadel a narážek, způsobující výše popsaný výhodný pohyb disperze. Například míchadlo 5 může být provedeno jako dvojité šroubovicové pásové anebo jako přerušovaná pásová šroubovice, nebo například lopatkové míchadlo 7 může být provedeno jako svislá skloněná přístěnná lopatka nebo- například nepohyblivé narážky 2 mohou být provedeny jako přímé skloněné plochy různého tvaru.

Podobně jsou nasnadě i četné jiné varianty poměrných, velikostí, resp. šířek i výšek míchadel 5, 6, 7, nepohyblivých narážek 2 a svislé válcové nádoby 1, včetně jejich poměrné polohy lke klidové hladině disperze, při nichž se dosahuje výše popsaného výhodného účinku.

Zařízení dle tohoto vynálezu jsou použitelná pro míchání disperzí pevné fáze (tj. suspenzí nebo sypkých látek), včetně nejobtížnějších případů zmíněných výše a odstraňují jejich nedostatky. Účinkem nepohyblivých narážek 2 a míchadla 7 nad nimi se disperze vždy vrací na dosah působnosti míchadla 5, zajišťujícího primárně její cirkulaci. Další výhodou je jednoduchost, daná zásadně jedním rotujícím hřídelem 4, a s tím související úspora hmotnosti a v případě potřeby jednodušší utěsnění rotujícího hřídele 4. Poslední zmíněné výhody jsou zvláště významné v případech, kdy dosavadní zařízení bylo provedeno jako horizontální mísič.

Příkladem provedení zařízení podle tohoto vynálezu je migér pro impregnaci disperze prášikovítého oxidu křemičitého (silikyj v kapalném uhlovodíku organokovy a pro následné odfiltrování a odpaření uhlovodíku až doi rezultující suché práškovité a impregnované siliky. Mixér byl proveden jako tlaková svislá válcová nádoba s klenutým dnem o průměru a výšce ΰ,30 m a 0,58 m se šesti nepohyblivými narážkami 2 šířky a délky 0,04 a 0,10 m tvarovanými do šroubovice a uchycenými na stěně svislé válcové nádoby 1. Na rotujícím hřídeli 4 pod nepohyblivými narážkami 2 bylo zachyceno dvojité pásové šroubovicové míchadlo 5 o šířce pásu 0,03 m rotující v těsné blízkosti svislé stěny a dna svislé yálcové nádoby 1 a jedno míchadlo 6 šroubové o průměru 0,19 metru těsně kolem rotujícího hřídele 4. Podobně nad nepohyblivými narážkami 2 bylo na rotujícím hřídeli 4 uchyceno dvoulop,atikové esovité a nakroucené lopatkové míchadlo 7 o průměru a výšce 0,29 m a 0,07 m až 0,03 m. Vertikální vzdálenosti od dna nádoby býly tyto: horní hrana míchadla 5 dvojité pásové šroubovice 0,38 m, horní hrana šroubového míchadla 6 0,42 m, dolní, resp. horní, hrana nepohyblivých narážek 2 0,40 m, resp. 0,48 m, dolní hrana lopatkového míchadla 7 0,50 m. Impregnace 4 000 g zmíněné siliky dispergované v uhlovodíku při klidovém objemu cca 0,026 m³ v tomto zařízení a zmíněné odstranění kapalné fáze až do rezultující práškové siliky proběhlo bez přerušení míchání ve fázi těstovltého charakteru disperze, zatímco ve dříve používaných analogických zařízení bez nepohyblivých narážek 2 a/nebo bez míchadla 7 míchání v pastovité fázi bylo přerušeno v důsledku vymizení disperze z oblasti kolem hřídele. Zatímco z výše zmíněných analogických zařízení rezultoval produkt s nedostatky, jako např. nerovnost impregnace a/nebo výskyt slepků dispergované fáze, u popsaného zařízení podle tohoto vynálezu tyto nedostatky produktu nebyly pozorovány.

Claims (2)

1. ,1. Zařízení pro míchání disperzí pevné fáze v tekutině tvořené svislou válcovou nádobou s nepohyblivými narážkami a s osově uloženým hřídelem s míchadly, vyznačené tím, že na stěně svislé válcové nádoby (1) jsou poblíž klidové hladiny disperze umístěny alespoň dvě nepohyblivé narážky (2) šikmo ke svislici a na rotujícím hřídeli (4) je nad nepohyblivými narážkami (2) upevněno lopatkové míchadlo (7 j s nejméně dvoVYNÁLEZU ma skloněnými lopatkami s výhodou esovitými a pod nepohyblivými narážkami (2) jsou na rotující hřídeli (4) upevněna míchadla (5, 6) s výhodou pásová, tvořená šroubovými plochami.
2. 2. Zařízení pro míchání disperzí podle bodu 1, vyznačené tím, že míchadlo (6), bližší rotující hřídeli (4), má opačné stoupání šroubovice než šroubovice míchadla (5) bližšího stěně svislé válcové nádoby (1).