NL8100294A

NL8100294A - MIXER EQUIPPED WITH NON-CENTRAL STIRRER.

Info

Publication number: NL8100294A
Application number: NL8100294A
Authority: NL
Original assignee: Exxon Research Engineering Co
Priority date: 1980-01-21
Filing date: 1981-01-21
Publication date: 1981-08-17
Also published as: IT1194733B; AU533490B2; DE3101666A1; IT8119249A0; BE887159A; FR2473901B3; FR2473901A1; GB2068247A; JPS56124434A; AU6634981A; CA1158234A; GB2068247B; IT8119249A1

Description

• . * ¥0 1537 -Ι α•. * ¥ 0 1537 -Ι α

Menginr ichting voorzien, van niet-centrale roerderMixing device provided with non-central stirrer

De uitvinding heeft betreding op een meng inrichting die een mengtark covat waarin zich een niet centrale roerder bevindt, en waarin tevens bij voorkeur gebruik wordt gemaakt van ten minste twee partiele leiplaten of keerschotten, welke tank bijzonder geschikt is. (hoewel 5 daartoe niet beperkt) voor het mengen van suspensies van drijvende deeltj es.The invention relates to a mixing device comprising a mixing tank in which a non-central stirrer is located, and which also preferably uses at least two partial guide plates or baffles, which tank is particularly suitable. (although not limited thereto) for mixing floating particle suspensions.

Een efficiënte menging van suspensies van drijvende deeltjes is voor vele procesuitvoeringen zeer belangrijk, zoals bij voorbeeld bij de bereiding van elastomeren. In deze werkwijze worden drijvende polymeer-10 deeltjes in de vorm van een waterige suspensie naar een suspensievat in de eindtrappen geleid en daarna naar de produktextruders. De primaire functie van het suspensievat is de vorming van een uniforme suspensie die als zodanig aan de extruders wordt toegevoerd. Het suspensievat , functioneert tevens als een betrouwbare buffer tussen de polymerisatie- 15 trap en de trap waarin de vaste stof wordt verwerkt. Het mengen van dit type drijvende deeltjes is eveneens van belang voor andere aspecten van een cheaische bereiding, zoals gedurende het oplossen van polymeerdeeltjes bij de verwerking van smeerolietoevoegsels.Efficient mixing of floating particle suspensions is very important for many process embodiments, such as, for example, in the preparation of elastomers. In this process, floating polymer particles in the form of an aqueous suspension are passed to a suspension vessel in the final stages and then to the product extruders. The primary function of the slurry vessel is to form a uniform slurry which is fed as such to the extruders. The slurry vessel also functions as a reliable buffer between the polymerization step and the solid processing step. The mixing of this type of floating particles is also important for other aspects of a cheaic preparation, such as during the dissolution of polymer particles in the processing of lubricating oil additives.

De momenteel toegepaste systemen voor het mengen van dergelijke 20 suspensies van drijvende deeltjes omvatten algemeen een van leiplaten of keerschotten voorziene tank, waarin de suspensie binnentreedt en middelen aanwezig zijn voor het roeren van de suspensie, zoals een turbine-roerder of -menger met êén of een veelvoud van bladen. In het ideale geval behoren dergelijke systemen homogene, geconcentreerde deeltjes-25 suspensies te leveren zonder dat agglomeratie van vaste stoffen optreedt in gebieden van de tank, doe tot verstopping van de tank afvoeren zouden kunnen leiden, terwijl tevens slechts een betrekkelijk constante verandering in de suspensieconcentratie bij de uitlaat naar de extruders bij veranderingen van het suspensieniveau in de tank mag plaats vinden, 30 Met de momentele nadruk op energiebesparing is het tevens gewenst dat deze systemen weinig energie verbruiken.The systems currently in use for mixing such floating particle suspensions generally comprise a slate or baffled tank into which the suspension enters and means for stirring the suspension such as a turbine stirrer or mixer with one or more a plurality of sheets. Ideally, such systems should provide homogeneous, concentrated particle-suspensions without agglomeration of solids occurring in areas of the tank, which could lead to clogging of the tank drains, while only having a relatively constant change in the suspension concentration at the outlet to the extruders, changes in the level of suspension in the tank may take place. With the current emphasis on energy savings, it is also desirable that these systems consume little energy.

Men heeft reeds getracht doelmatige mengsystemen te verschaffen, waarin niet van platen voorziene suspensietahks werden toegepast, met daarin een centraal opgestelde roerder, die een centrale wervel in de 35 tank tot stand bracht. Gevonden werd, dat dexgelijke tanks verschillende nadelen hebben zoals de noodzaak tot hogere meng snelheden, een hoge energieverbruik dan men normaal zou verwachten, alsnede concentrering 8100294 tHJ' «* -2- van deeltjes tussen de boden van de wervel en de top van de wervel-op-wekkende roerder.Attempts have already been made to provide efficient mixing systems employing non-plate slurry tapes containing a centrally arranged stirrer which established a central vortex in the tank. It has been found that similar tanks have several drawbacks such as the need for higher mixing speeds, high energy consumption than one would normally expect, and concentration of particles between the vertebrae and the top of the vertebra 8100294 tHJ. exciting stirrer.

In de huidige platen bevattende mengsystanen warden meestal volledige platen toegepast, d.w.z. platen die- zich van elkaar gescheiden verti-5 caal over de· gehele lengte van de tankwanden en radiaal, over een afstand van 1/10 of meer van de diameter van de tank uitstrekken. In dit type menger met volledige platen of keerschotten worden de rotaties in de..tank en wervelvorming vermeden met uitzondering wanneer het vloeistofopper-vlak zeer dicht bij de top van de roerder ligt. Er zijn tevens andere 10 mengers beschreven, waarin de leiplaten op of bij de bodan. van de tank in het midden van de tank en ringvormige leiplaten ongeveer cm de roerder bij het vloeistofoppervlak zijn geplaatst.In the current plates containing mixing systems, complete plates were usually used, ie plates separated from each other vertically over the entire length of the tank walls and radially, over a distance of 1/10 or more from the diameter of the tank stretch out. In this type of full-plate or baffle mixer, tank rotations and vortices are avoided except when the liquid surface is very close to the top of the stirrer. Other 10 mixers have also been described, in which the guide plates on or near the bodan. of the tank in the center of the tank and annular baffle plates are located approximately cm the stirrer at the liquid surface.

De combinatie van deelplaten en een gecentreerde roerder in een mengsysteoa is tevens beschreven. In het Amerikaanse octrooischrift 15 ^.150.900 wordt bij voorbeeld een. verbeterd mengsysteem beschreven, waarin gebruik wordt gemaakt van deelplaten en een centrale roerder in een mengtank. De beschreven deelplaten' omvatten kleine rechthoekige of driehoekige vingerplaten die op verschillende plaatsen in de mengtank zijn opgesteld. Deze platen worden aan het binnenoppervlak van de tank 20 vastgemaakt en bij voorkeur juist beneden het vloeistofoppervlakniveau geplaatst. In het geval van mengtanks met een variabel niveau worden vaste deelplaten toegepast in de voim van smalle, langgerekte rechthoeken, die naburig langs de tankwand zijn geplaatst en zich uitstrekken vanaf het maximale vloeistofniveau tijdens bedrijf tot aan de bodsa van de 25 tank. Indien driehoekige platen worden toegepast, kan de afmeting van elk daarvan worden bepaald door te voorzien in een horizontale poot, die gelijk is aan 10-15$ van de tankdiameter en een verticale poot, die gelijk is aan 15-20$ van de tankdiameter. Indien rechthoekige platen worden toegepast, wordt de afketing van elke plaat zodanig gekozen, dat 30 de som van de oppervlakken van de platen gelijk is aan het totale oppervlak van vier platen in een driehoekige configuratie. Indien vier rechthoekige deelplaten worden toegepast, dient de breedte van de rechthoeken in de radiale richting bij benadering 2$ of 1/50 van de tankdiameter te zijn.The combination of part plates and a centered stirrer in a mixing system has also been described. For example, U.S. Pat. improved mixing system using partial plates and a central stirrer in a mixing tank. The described partial plates comprise small rectangular or triangular finger plates which are arranged at different locations in the mixing tank. These plates are attached to the inner surface of the tank 20 and preferably placed just below the liquid surface level. In the case of variable level mixing tanks, solid part plates are employed in the voim of narrow, elongated rectangles located adjacent to the tank wall and extending from the maximum liquid level during operation to the bottom of the tank. If triangular plates are used, the size of each can be determined by providing a horizontal leg equal to 10-15 $ of the tank diameter and a vertical leg equal to 15-20 $ of the tank diameter. If rectangular plates are used, the cut of each plate is chosen such that the sum of the surfaces of the plates is equal to the total area of four plates in a triangular configuration. If four rectangular part plates are used, the width of the rectangles in the radial direction should be approximately 2 $ or 1/50 of the tank diameter.

35 In het artikel "The Suspension of Floating Solids In Stirred35 In the article "The Suspension of Floating Solids In Stirred

Vessels", G.E.H. Joost en et. al., Trans. I. Chem. E·. 55s (Juli, 220, 1977) worden een aantal proeven beschreven waarbij vaten met en zonder leiplaten 8100294Vessels ", G.E.H. Joost and et. Al., Trans. I. Chem. E. 55s (July, 220, 1977) describes a number of experiments involving vessels with and without slate plates 8100294

* V* V

-3- uitgerust met een centraal opgestelde roerder werden toegepast ter bepaling van bet effect daarvan bij de vorming van suspensies van de drijvende deeltjes in een vloeistof. Eet optimale stromingspatroon, voor bet suspenderen van de drijvende deeltjes bleek een snel roterende vloeistof 5 te zijn, waarvan de rotatie werd gestoord door een enkele leiplaat met een breedte gelijk aan 0,2 van de diameter van bet vat, ondergedcmpeld bij de top van de vloeistof tot een bevochtigdeüdiepte gelijk aan 0,3 van de-diameter van bet vat.-3- equipped with a centrally arranged stirrer were used to determine their effect in the formation of suspensions of the floating particles in a liquid. The optimum flow pattern for suspending the floating particles was found to be a rapidly rotating liquid 5, the rotation of which was interrupted by a single baffle plate with a width equal to 0.2 of the diameter of the vessel, submerged at the top of the liquid to a humidifying depth equal to 0.3 of the diameter of the vessel.

De uitvinding voorziet nu in een menginricbting, omvattende een 10 cilindrische tank met een naar beneden pompende turbineroerderopstelling, voorzien van bladen, waarbij de hartlijn van de roerderopstelling radiaal is versprongen ten opzichte van de centrale hartlijn van de tank over een afstand die gelijk is aan ongeveer 1/10-1A van de tankdiameter.The invention now provides a mixing arrangement comprising a cylindrical tank with a down-pumping turbine stirrer arrangement, comprising blades, the axis of the agitator arrangement offset radially from the center axis of the tank by a distance equal to approximately 1 / 10-1A of the tank diameter.

Door toepassing van een dergelijke niet centrale roerder is gevonden 15 dat een doelmatige menging van suspensies van drijvende deeltjes wordt bereikt bij energiebesparingen tot ongeveer 38$ vergeleken met centraal of axiaal opgestelde r oer der s.By using such a non-central stirrer, it has been found that effective mixing of floating particle suspensions is achieved with energy savings of up to about $ 38 compared to centrally or axially arranged stirrers.

De inrichting is aldus uitgerust met ten minste twee deelplaten en bij voorkeur met vier deelplaten, die op gelijke afstanden van elkaar 20 zijn geplaatst rondom de binnencmtrek van de tank. Dergelijke deelplaten omvatten verticale rechthoekige of driehoekige organen verbonden met de binnenwand van de tank, die zich vrijwel vanaf de bodem van de tank uitstrekken tot de maximale suspensiehoogte van de tank, waarbij elke plaat een radiale breedte heeft die varieert van ongeveer 1/36 tot 1/100 .·· 25 van de diameter van de tank. Bijzondere voorkeur hebben vier op gelijke afstanden van elkaar geplaatste rechthoekige deelplaten met een radiale breedte van ongeveer 1/50 van de tankdiameter. Een dergelijk. systeem van deelplaten, in samenhang met een naar beneden pompende roerder, die niet centraal is opgesteld, levert geconcentreerde, homogene deeltes-30 suspensies, waarvan de eigenschappen bij veranderingen in het suspensie-niveau in de tank niet waarneembaar worden gewijzigd. Een dergelijke inrichting levert tevens een uitstekend dispersie en mengcontact van systemen, zoals bij voorbeeld onmengbare vloeistoffen, gassen en vloeistoffen, en gassen en suspensies.The device is thus equipped with at least two part plates and preferably with four part plates, which are equidistantly spaced around the inner circumference of the tank. Such sub-plates comprise vertical rectangular or triangular members connected to the inner wall of the tank, which extend almost from the bottom of the tank to the maximum suspension height of the tank, each plate having a radial width ranging from about 1/36 to 1 / 100. ·· 25 of the diameter of the tank. Particularly preferred are four equally spaced rectangular part plates with a radial width of about 1/50 of the tank diameter. Such a. Partial plate system, in conjunction with a down-pumping agitator, which is not centrally disposed, provides concentrated, homogeneous particulate suspensions, the properties of which are not appreciably altered by changes in the suspension level in the tank. Such a device also provides excellent dispersion and mixing contact of systems, such as, for example, immiscible liquids, gases and liquids, and gases and suspensions.

35 In de tekeningen tonen fig.11 en 2 een zijaanzicht en een boven aanzicht van de voorkeursmenginrichting van de uitvinding met een niet in het centrum geplaatste roerder en vier op gelijke afstanden van elkaar 8100294 «- · -k- aanwezige deelplaten; ·'*’· *" ’·'·'/*' fig·. -3· is 'een'-bovenaanzicht·'-van':éëh: meng i-nri-ehting-zonder platérE ·. '· ‘ ··'··.' ·· met een niet centraal opgestelde roerder, die met verwijzingscijfers een reeks plaatposities om de omtrek van de tank weergeeft.In the drawings, Figures 11 and 2 show a side view and a top view of the preferred mixing device of the invention with an off-center stirrer and four equally spaced 8100294 sub-plates; · '*' · * "'·' · '/ *' Fig ·. -3 · is' a'-top view · '-of': éëh: mix i-nri-ehting-without platérE ·." · "· · "··." ·· with a non-centrally positioned stirrer, which uses reference numbers to represent a series of plate positions around the perimeter of the tank.

5 In f ig. 1 en 2 wordt een voorkeursmenginrichting 11 volgens de uitvinding geïllustreerd, die een cilindrische tank 12 aavat. Een roer-as 13 die zich axiaal in de tank uitstrekt, is verschoven ten opzichte van de hartlijn van· de tank, als weergegeven door de stippellijnen, over een afstand d, die ongeveer 1/10-1A van de diameter van de tank 10 kan zijn. Het hovendeel van roerder 13 is verbonden met een orgaan voor het doen draaien van de as (niet weergegeven) , zoals een elektrische motor. Centraal aan de as gemonteerd is een roerderecmbinatie A, die in het algemeen bestaat uit vier op gelijke afstanden van elkaar gescheiden, naar beneden paapende turbinebladen met een hellingshoek van 1*5° 15 als weergegeven, die nabij de bodem 19 van de tank zijn geplaatst.5 In fig. 1 and 2, a preferred mixing device 11 according to the invention is illustrated, which comprises a cylindrical tank 12. A stirring shaft 13 extending axially in the tank is offset from the centerline of the tank, as shown by the dotted lines, by a distance d, which is approximately 1 / 10-1A from the diameter of the tank 10 could be. The head of agitator 13 is connected to a shaft rotating member (not shown), such as an electric motor. Mounted centrally on the shaft is a stirrer recombination A, which generally consists of four equally spaced, spaced-down spawning turbine blades with an inclination angle of 1 * 5 ° 15 as shown, located near the bottom 19 of the tank .

De bodemsectie 13a van de roeras kan totaal zijn ondersteund in bodem 19 van de tank door een stationair lager. De vloeistof 16 in de tank kan al of niet op een constant niveau worden gehandhaafd. Op tussenruimten van 90° ten opzichte van elkaar rond de binnenwand van de tank, bevinden 20 zich bij voorkeur vier rechthoekige deelplaten 17» waarvan elk een dun, langgerekt rechthoekig orgaan omvat, bestaande uit metaal, dat zich bij voorbeeld vanaf de maximale hoogte van de tank uitstrekt tot een punt juist nabij de bodem van de tank. Elke plaat 17 is aan de binnenwand van de tank vastgemaakt door middel van een paar klemmen 18 of andere 25 gebruikelijke bevestigingsorganen, bevestigd aan de top en bodem van elke plaat. De radiale breedte van elke plaat 17 ligt tussen ongeveer 1/35 en 1/100 van de breedte van de tank en is bij voorkeur ongeveer 1/50 van de breedtëvan de tank. De platen zijn op afstand van de wand geplaatst en wel op ongeveer 1/50 van de breedte van de tank. De diameter van de 30 roerccmbinatie 1U dient ongeveer 1/3-1/2 van de diameter van de tank te zijn.The bottom section 13a of the agitator shaft can be totally supported in bottom 19 of the tank by a stationary bearing. The liquid 16 in the tank may or may not be maintained at a constant level. Preferably spaced at 90 ° relative to each other around the inner wall of the tank are four rectangular part plates 17, each of which comprises a thin, elongated rectangular member, consisting of metal, which, for example, extends from the maximum height of the tank extends to a point just near the bottom of the tank. Each plate 17 is secured to the inner wall of the tank by a pair of clips 18 or other conventional fasteners attached to the top and bottom of each plate. The radial width of each plate 17 is between about 1/35 and 1/100 of the width of the tank, and is preferably about 1/50 of the width of the tank. The plates are placed at a distance from the wall, about 1/50 of the width of the tank. The diameter of the rudder combination 1U should be approximately 1 / 3-1 / 2 of the diameter of the tank.

Fig. 3 toont een bovenaanzicht van de suspensietank 12 met niet-centraal geplaatste roerder 13, die tevens zestien mogelijk standen aangeeft, die 22,5° van elkaar zijn gescheiden, voor het opstellen van een 35 of meer platen volgens de uitvinding. Deze standen zullen nu in meer bijzonderheden in verband met de voorbeelden worden besproken.Fig. 3 shows a top view of the suspension tank 12 with non-centrally placed stirrer 13, which also indicates sixteen possible positions, which are separated by 22.5 °, for arranging one or more plates according to the invention. These positions will now be discussed in more detail in connection with the examples.

Er is experimenteel gevonden dat toepassing van een niet centraal / 8100294 * * -5- geplaatste roerder in een takontwerp, als_ boven beschreven, bestond voor de vorming van suspensies van drijvende deeltjes, regelmatig hógere uitlaatsuspensieconoentraties oplevert dan tanks voorzien met een centrale roerder. De toepassing van de uitvinding is echter niet beperkt 5 tot het mengen van een drijvende deeltjes suspensie en in. het algeneen toepasbaar als boven vermeld voor onmengbare vloeistoffen, gassen en vloeistoffen, alsmede gassen en suspensies en dergelijke. Bij de niet centraal geplaatste roerder volgens de uitvinding zijn lagere pcmp-snelheden en vandaar een lager energieverbruik mogelijk vergeleken met 10 een centrale roerder cm· dezelfde graad van menging te bereiken.It has been found experimentally that the use of a non-centrally positioned stirrer in a branch design, as described above, existed for the formation of suspensions of floating particles, regularly yielding higher outlet suspension concentrations than tanks equipped with a central stirrer. However, the use of the invention is not limited to mixing a floating particle suspension and in. the allergen applicable as mentioned above for immiscible liquids, gases and liquids, as well as gases and suspensions and the like. In the non-centrally located stirrer according to the invention, lower pcmp speeds and hence lower energy consumption are possible compared to a central stirrer to achieve the same degree of mixing.

Deze energiebesparing is ongeveer 50-80# vergeleken met tanks met centrale turbineroerders met veelvoudige bladen, alsmede met tanks met volledige platen en tot ongeveer 38# voor tanks met turbineroerders met een enkel blad.This energy saving is about 50-80 # compared to multi-bladed central turbine stirred tanks as well as full-plate tanks and up to about 38 # for single-bladed turbine stirred tanks.

15 Door toepassing van ten minste twee op gelijke afstanden ge plaatste deelplaten in combinatie met een niet centraal opgestelde roerder, wordt het mengrendeaent verder verhoogd. Onder toepassing van vier op gelijke afstanden geplaatste deelplaten wordt een optimaal mengrende-ment bereikt, waarbij de veranderingen in de uitlaatsuspensieconcentratie 20 bij veranderingen in het suspensieniveau betrekkelijk klein zijn. Er is tevens gevonden, dat de radiale leiplaatbreedte belangrijk is voor het mengrendeaent van de tank van de uitvinding. Bij breedten van ongeveer 1/36-1/100 van de tankdiameter, bij voorkeur 1/50 van de tankdiameter, worden geconcentreerde en hcmogene suspensies verkregen. Bij breedten, 25 die aanmerkelijk boven en beneden deze gebieden liggen wordt de suspensie karakteristiek onbevredigend.The mixing agent is further increased by using at least two equally spaced part plates in combination with a stirrer which is not centrally arranged. Using four equally spaced part plates, an optimum mixing efficiency is achieved, the changes in the exhaust suspension concentration at changes in the suspension level being relatively small. It has also been found that the radial baffle width is important to the mixing agent of the tank of the invention. At widths of about 1 / 36-1 / 100 of the tank diameter, preferably 1/50 of the tank diameter, concentrated and homogeneous suspensions are obtained. At widths significantly above and below these ranges, the slurry typically becomes unsatisfactory.

Driehoekige platen kunnen op soortgelijke wijze in de uitvinding worden toegepast, vooropgesteld dat zij oppervlakken hebben, die equivalent zijn aan de boven beschreven rechthoekige deelplaten.Triangular plates can be similarly used in the invention, provided they have surfaces equivalent to the rectangular part plates described above.

30 De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.The invention will now be further elucidated by means of the following examples.

Voorbeeld IExample I

In dit voorbeeld, alsmede de volgende voorbeelden werd 0,9 m diameter tank met een vlakke bodem toegepast, bestaande uit Plexiglas, 35 met een hoogte van 1,8 m. Een 0,3 m diameter, naar beneden pompende van hellende bladen (1j-5°) voorziene turbine met vier 5^ mm brede bladen werd ... gemonteerd op een verticale roeras.die ten opzichte van de hartlijn van 8100294 «. · -6- de tank 90 mm was verschoven (1/10 van de tankdiameter). De roerderaan- isestönd''M't^èjï^^^U%^fi's'ehfe'^é1fo±,-,*>-diè· yd-a·'·'··.....·'···’ .·*· > - *· / t een variabele snelheidsaandrijving in staat was de roerder te laten draaien-met snelheden tot 2βθ toeren/minuut. De roeras werd ondersteund 5 op de tankbodsn door een stationair lager. Vier platen elk 1/50 van de tankdiameter, werden op gelijke intervallen binnen de inwendige omtrek van de tank op een afstand gelijk aan..1/50 van de tankdiameter van de tankwand geplaatst. Deze opstelling wordt in de f.ig. 1 en 2 aangegeven.In this example, as well as the following examples, a 0.9 m diameter tank with a flat bottom was used, consisting of Plexiglas, 35 with a height of 1.8 m. A 0.3 m diameter, pumping downwards from inclined blades (1j -5 °) equipped turbine with four 5 ^ mm wide blades was mounted on a vertical agitator shaft, which is 8100294 ° from the centerline. -6- the tank was shifted 90 mm (1/10 of the tank diameter). Stirrer isestönd''M't ^ èjï ^^^ U% ^ fi's'ehfe '^ é1fo ±, -, *> - diè · yd-a ·' · '·· ..... ·' ·· A variable speed drive was able to run the stirrer at speeds of up to 2 rpm. The agitator shaft was supported on the tank bottom by a stationary bearing. Four plates, each 1/50 of the tank diameter, were placed at equal intervals within the interior perimeter of the tank at a distance equal to 1/50 of the tank diameter from the tank wall. This arrangement is shown in fig. 1 and 2 indicated.

Een Vibrac TQ-5120 (gebied Θ-5120 in-oz) torsie-omzetter werd ..in 10 de as opgencmen ter meting van de torsie. De TQ-5120-eenheid was tevens voorzien van een magnetische snelheidscmzetter, die 60 pulsen per asomwenteling alsuitgang had. Deze werd omgezet in toeren/minuut door middel van een frequentiemeter. Een suspensie-uitlaat, 127 mm boven de tankbodau, was verbonden met de inlaat van een positieve verdringing s-15 pcmp door middel van een 25 mm diameter pijp. De uitlaat uit de pomp werd teruggevoerd in de tank, zodat een recirculatiekringloop werd verkregen. In alle voorbeelden bestond de suspensie uit ^ gew.% 3,2 mm polypropeendeeltjes of -pellets in water. De uitlaat suspensieconcentrat ie werd gemeten door monsters bij de recirculatiekringloop in de tank te 20 verzamelen. De deeltjes of pellets uit elk monster werden gefiltreerd en gewogen, terwijl het volume van water gemeten-.werd ter bepaling van de uitlaatconcentratie. In dit voorbeeld werden mengeigenschappen vergeleken tussen de niet centraal geplaatste roerder en een in dezelfde tank toegepaste centraal geplaatste roerder met dezelfde bladhelling 25 en breedte als de niet in het centrum geplaatste roerder. De voor beide roerdertypen toegepaste snelheden waren 200 en 225 toeren/minuut.A Vibrac TQ-5120 (area 51-5120 in-oz) torque converter was included in the shaft to measure the torque. The TQ-5120 unit was also equipped with a magnetic speed converter, which output 60 pulses per shaft revolution. This was converted into revolutions / minute by means of a frequency meter. A suspension outlet, 127 mm above the tank body, was connected to the inlet of a positive displacement s-15 pcmp by means of a 25 mm diameter pipe. The outlet from the pump was returned to the tank to provide a recirculation cycle. In all examples, the suspension consisted of 3 wt% 3.2 mm polypropylene particles or pellets in water. The outlet suspension concentration was measured by collecting samples at the recirculation loop in the tank. The particles or pellets from each sample were filtered and weighed while the volume of water was measured to determine the outlet concentration. In this example, mixing properties were compared between the off-center agitator and a centrally located agitator used in the same tank with the same blade pitch and width as the off-center agitator. The speeds used for both stirrer types were 200 and 225 rpm.

De uitlaatsuspensieconcentratie werd voor beide roerders bepaald als percentage massaconcentratie bij verschillende suspensieniveau's in de’ tank gemeten als percentage (%) van de volledige hoogte van de tank.The exhaust suspension concentration for both stirrers was determined as percentage mass concentration at different suspension levels in the tank measured as percentage (%) of the full height of the tank.

30 De resultaten worden aangegeven in tabel A.30 The results are shown in Table A.

8 1 00 29 4 -7- * *8 1 00 29 4 -7- * *

TABEL· ATABLE · A

«TT ••'ei>V* · ··.. f * * -- * · ‘ * «’ ‘ *Jir* · » ‘i·· ' *·' ..*·-*·♦ . *V« · ι. .l'i Κ "’ϊ'* ''*.* /,* '*··* üitlaatsuspensieconcentratie ($’ van massaconcentratie)«TT •• 'ei> V * · ·· .. f * * - * ·" * «" "* Jir * ·" "i ··" * · ".. * · - * · ♦. * V «· ι. .l'i Κ "’ ϊ "*" "*. * /, *" * ·· * exhaust suspension concentration ($ of mass concentration)

Suspensieniveau -·- ($ van volle- Centraal Ifiet centraal 5 dige hoogte) hij snelheid - tpni hij snelheid - tjm 200 225 200 225 b8 56,1 65,6 T1,3 7b,2 98 37,9 50,3 58,0 61,8Suspension level - · - ($ of full- Central ifiet central 5 th height) he speed - tpni he speed - tjm 200 225 200 225 b8 56.1 65.6 T1.3 7b, 2 98 37.9 50.3 58, 0 61.8

Zoals tabel A aantoont, leverde de niet centraal geplaatste 10 roerder bij elk suspensieniveau steeds hogere uitlaatsuspensieconcentra-ties vergeleken met de centrale roerder. Tevens was de verandering in de üitlaatsuspensieconcentratie bij verandering in het suspensieniveau kleiner voor de niet centraal geplaatste roerder dan voor de centraal geplaatste roerder.As Table A shows, the non-centrally located stirrer at each suspension level yielded progressively higher exhaust suspension concentrations compared to the central stirrer. Also, the change in the outlet suspension concentration with change in the suspension level was smaller for the off-centered agitator than for the centrally located agitator.

15 Vervolgens werden de roersnelheden, vereist cm een uitlaatsuspensie- concentratie gelijk aan 60% van de massaconcentratie te bereiken, bepaald voor zowel de centrale als niet centrale roerder. Gevonden werd, dat bij een niet centrale roerder lagere snelheden nodig waren dan bij een centrale roerder cm dezelfde graad van menging te bereiken. Het verschil 20 in deze snelheden nam af wanneer het suspensieniveau toenam. Voor het als boven beschreven taakontwerp, was het maximale suspensieniveau 33$, hetgeen overeenkcmt met een \b%'s lagere roersnelheidseis dan met het centrale roerdersysteea. Dit kan oplopen tot besparingen van ongeveer 38$ in energieverbruik.Then, the stirring rates required to achieve an exhaust slurry concentration equal to 60% of the mass concentration were determined for both the central and non-central stirrers. It has been found that lower speeds are required with a non-central stirrer than with a central stirrer to achieve the same degree of mixing. The difference in these rates decreased as the suspension level increased. For the task design described above, the maximum suspension level was 33 $, which corresponds to a \ b% lower agitation speed requirement than the central agitator system. This can add up to savings of about $ 38 in energy consumption.

25 Voorbeeld IIExample II

In dit voorbeeld werd een üitlaatsuspensieconcentratie gemeten als percentage van de massaconcentratie, bepaald bij een 83$ suspensieniveau, onder toepassing van de tank en de leiplatenopstelling als beschreven in voorbeeld I, met uitzondering, dat de roerplaatccmbinatie 30 een 15,r-diameterhellende bladturbine cmvatte, waarvan de roeras een afstand gelijk aan 0,225 van de tankdiameter was verschoven. De roersnelheden waren 125 en 150 toeren/minuut. Tabel B geeft de samenvattingen van de resultaten.In this example, an outlet slurry concentration was measured as a percentage of the mass concentration, determined at a 83 $ slurry level, using the tank and the slate plate arrangement described in Example 1, except that the agitator plate combination included a 15, r-diameter-sloping blade turbine, whose agitator shaft had shifted a distance equal to 0.225 from the tank diameter. Stirring speeds were 125 and 150 rpm. Table B summarizes the results.

8100294 , ίϊ -8- TABEL Β r ψ /* κ, *·γ* · **».*'«:*·· '· ;·· ' .·'»/.·ν..·· ·+.·**».· ·νΒ ».'·ν· ' ·/·.. · .λ.. · *; *· “*ί -*'· * ' '* ·* *"7.· < :8100294, ίϊ -8- TABLE Β r ψ / * κ, * · γ * · ** ». * '«: * ··' ·; ·· '. ·' »/. · Ν .. ·· · + . · ** ». · · ΝΒ». '· Ν ·' · / · .. · .λ .. · *; * · “* Ί - * '· *' '* · * *" 7. · <:

Roerdersnelheid · ' Uitlaat suspensieconcentfatie (tpm) (! van massaconcentratie) 125 66 5 150 76Stirrer speed · Outlet suspension concentration (rpm) (! Of mass concentration) 125 66 5 150 76

Zoals tabel B -weergeeft, werden bij elke snelheid onder toepassing van een roerder, die centraal een afstand van bijna een kwart van de tahk-diameter was verschoven hoge uitlaatsirspensieconcentraties bereikt.As Table B shows, high exhaust concentrations were achieved at any speed using a stirrer centrally offset by nearly a quarter of the tahk diameter.

Voorbeeld IIIExample III

10 In dit voorbeeld werden een reeks van vier op gelijke afstanden van elkaar geplaatste deelplaten als weergegeven in fig. 1 ingebracht rond de binnenwand van de tank op de volgende plaatsen, weengegeven in fig. 3: ·In this example, a series of four equally spaced part plates as shown in Fig. 1 were inserted around the inner wall of the tank at the following locations, shown in Fig. 3:

Reeks A - plaatsen 1, 5S 9 en 13 15 Reeks B - plaatsen 2, 6, 10 en 1USeries A - places 1, 5S 9 and 13 15 Series B - places 2, 6, 10 and 1U

Reeks C - plaatsen 3, 79 11 en 15Series C - places 3, 79 11 and 15

Reeks D - plaatsen 8, 12 en 16Series D - places 8, 12 and 16

In elke reeks weid. de plaatbreedte gevarieerd van 1/36 tot 1/50 tot 1/100 van de tankdiameter, d.w.z. resp. 9» 18 en 25 mm. Roeren van de 20 niet centraal geplaatste roerder werd uitgevoerd met snelheden van 200 en 225 toeren/minuut. De uitlaatsuspensieconcentraties gemeten als percentage van de massaconcentratie werden voor elke plaatbreedte in elke reeks bepaald. Het suspensieniveau was 100% van de volledige tankhoogte.Pasture in every series. the plate width varied from 1/36 to 1/50 to 1/100 of the tank diameter, i.e. 9 »18 and 25 mm. Stirring of the off-center stirrer was performed at rates of 200 and 225 rpm. The exhaust suspension concentrations measured as a percentage of the mass concentration were determined for each plate width in each series. The suspension level was 100% of full tank height.

Tabel C geeft de samenvatting van de resultaten.Table C summarizes the results.

♦ 8100294 * i -9- . *. ·'. · / . . ..· ·· , ·Λ ·*, * . *.·*·*.-. ... · * . .. . ... .. . . * *. λ· « ..,.χν^Α · " .··*·' .·· * ; ·*.* /· •',··νν..;,·<-,-,·9ί'^·!' <· 'Γ·''· ./ · V - · . · ·.♦ 8100294 * i -9-. *. · '. /. . .. · ··, · Λ · *, *. *. · * · * .-. ... · *. ... ... ... . * *. λ · «..,. χν ^ Α ·". ·· * · '. ·· *; · *. * / · •', ·· νν ..;, · <-, -, · 9ί '^ · ! " <· 'Γ ·' '· ./ · V - ·. · ·.

ο οη Λ Λ ë in t- \θο οη Λ Λ ë in t- \ θ

i ai ο Ji ai ο J

Ω ο to +3 CO ΟΩ ο to +3 CO Ο

Ai 'Ö « « 0 0 CO ι-Ai 'Ö «« 0 0 CO ι-

0 0 t- V0 VO0 0 t- V0 VO

« k !ρ co co •Η d Λ Λ m ί ιλ ιοί Η -4 ΙΛ β} Pk Ρι 0 .ρ ο ο«K! Ρ co co • Η d Λ Λ m ί ιλ ιοί Η -4 ΙΛ β} Pk Ρι 0 .ρ ο ο

«I A«I A

Μ g ia -=ι- τ-Μ g ia - = ι- τ-

0) § W (Μ J0) § W (Μ J

'Ö S ο <υ ο +3 CO ΙΛ m " «* 0 ij d) CO Ο 4 •Η ο ο Γ- 1Λ να 43 0 k ai « Ρ Λ _ k -Ρ Ο co 43 tu Λ Λ ö α! Ον VO Γ- ϋ 0 γΙ 4 ΙΛ C3 (¾ Ö J ο'Ö S ο <υ ο +3 CO ΙΛ m "« * 0 ij d) CO Ο 4 • Η ο ο Γ- 1Λ να 43 0 k ai «Ρ Λ _ k -Ρ Ο co 43 tu Λ Λ ö α! Ον VO Γ- ϋ 0 γΙ 4 ΙΛ C3 (¾ Ö J ο

^ ο ΙΛ CO^ ο ΙΛ CO

Η sJ Λ ΛΗ sJ Λ Λ

03 ΙΑ OJ CVJ03 ΙΑ OJ CVJ

CQ CQ g W CO ΙΟ a 1CQ CQ g W CO ΙΟ a 1

^ s m «U^ s m «U

Bi a 43 00 ο si 01 <ö 00 ««Bi a 43 00 ο si 01 <ö 00 ««

>> ,Μ II) I- ΙΛ VO>>, Μ II) I- ΙΛ VO

ΟΟ VO ΙΑ fes. 0 kΟΟ VO ΙΑ fes. 0 k

PS PPS P

03 43 CO CO03 43 CO CO

r-4 «J ON “ " d d vo C\ H S -4 0 fl fkr-4 «J ON“ "d d vo C \ H S -4 0 fl fk

•H <U• H <U

"§ ISIS

-μ. P-μ. P

Ö OO COÖ OO CO

0 g tA * « 0-4 I 01 Ol <o Ö —- Ol 4 O . 0 o k <i 43 43 0 1ri d ·Η 03 00 g tA * «0-4 I 01 Ol <o Ö —- Ol 4 O. 0 o k <i 43 43 0 1ri d · Η 03 0

d > AJ <U 00 0Qd> AJ <U 00 0Q

H 0 k CO «V « 43 Ö 0 P r- J- T- •H d K 43 ir\ C— D > 5 cö r-l fkH 0 k CO «V« 43 Ö 0 P r- J- T- • H d K 43 ir \ C— D> 5 cö r-l fk

O <AO <A

OV " * C- C\ on -4 n3OV "* C-C \ on -4 n3

•H• H

0 430 43

H IA OH IA O

0 & OJ VO0 & OJ VO

C3 & CVJ OJC3 & CVJ OJ

j CQ 43 8 1 00 29 4 -10-j CQ 43 8 1 00 29 4 -10-

Zoals tabel C aangeeft s werd met plaatbreedten Yan 1/36-1/100 doeltreffende menging verkregen. Een plaatbreedte van 1/50 van de t’ank-diameter heeft bijzondere voorkeur, aangezien deze bij de toegepaste 5 snelheden steeds hogere suspensie-uitlaatconcentraties leverde. Door de plaats van de platen werden de uitlaatconcentraties niet significant veranderd.As Table C indicates, with plate widths Yan 1 / 36-1 / 100, effective mixing was obtained. A plate width of 1/50 of the tank diameter is particularly preferred, as it provided progressively higher slurry outlet concentrations at the rates used. The outlet concentrations were not significantly changed due to the location of the plates.

Voorbeeld IVExample IV

In dit voorbeeld werd het effect van het suspensienivean op de 10 concentratie van de uitlaatsuspensie gaueten onder toepassing van 2 en U deelplaten met een niet centrale roerder, zoals weergegeven in fig. 1, die radiale breedten van 1:50 van de tankdiameter hadden. Voor elke plaat op stelling werd het suspensienivean verhoogd tot 28$, b6%, 100$ van de volledige hoogte, terwijl de uitlaatsuspensieconcentraties werden 15 gaaeten bij roersnelheden van 200 en 225 toeren/minuut. Tabel D geeft • een samenvatting van de resultaten.In this example, the effect of the suspension level on the concentration of the exhaust slurry was measured using 2 and U sub-plates with a non-central stirrer, as shown in Figure 1, which had radial widths of 1:50 of the tank diameter. For each plate on stand, the suspension level was increased to 28%, b6%, 100% of the full height, while the exhaust slurry concentrations were increased at stirring speeds of 200 and 225 rpm. Table D summarizes the results.

8100294 ® * -11- o -p 8* o o co ,P o " Λ o co τα} 1— ir\ vo 60 •ri <Ö 0} iH i—I O > Ü ai co on C Λ Λ vo τ- -3- ρ ^¾¾ -=r t- ί α} •S ' a a 0) * ·δ8100294 ® * -11- o -p 8 * oo co, P o "Λ o co τα} 1— ir \ vo 60 • ri <Ö 0} iH i — IO> Ü ai co on C Λ Λ vo τ- - 3- ρ ^ ¾¾ - = r t- ί α} • S 'aa 0) * · δ

PP

0} LTV0} LTV

ri * ra co -3- P cvj c- 0)ri * ra co -3- P cvj c- 0)

Pj mPj m

PP

0} CQ0} CQ

P -ri § (¾ ρ ω 0} o ρ ο ο Λ ρ Λ co ο <! ο Ο ** " ο <υ ο ca σ\ £η Ρ a r t- ο CQ ·Η ta Ό Ρ <ϋ ë Η s Η Ρ Ο > ω ϋP -ri § (¾ ρ ω 0} o ρ ο ο Λ ρ Λ co ο <! Ο Ο ** "ο <υ ο ca σ \ £ η Ρ ar t- ο CQ · Η ta Ό Ρ <ϋ ë Η s Η Ρ Ο> ω ϋ

Vi. -Ρ Ρ Ρ ρ _ Η Ο ΙΛ <υ ρ< κ ·» ° Η VO τ— ΙΑVi. -Ρ Ρ Ρ ρ _ Η Ο ΙΛ <υ ρ <κ · »° Η VO τ— ΙΑ

+3 OJ I -d* -3- CO+3 OJ I -d * -3- CO

Ρ U Ρ -ρ «3 0 0} .Ρ U Ρ -ρ «3 0 0}.

« > Ο ·Η Ρ Ρ Ο 4) Ο ·Η +3 ta Ρ Ρ ρ <3 ιτν Η ft co +3 to oj σ\ •η Ρ τ-«> Ο · Η Ρ Ρ Ο 4) Ο · Η +3 ta Ρ Ρ ρ <3 ιτν Η ft co +3 to oj σ \ • η Ρ τ-

Ρ CQQ CQ

I Ό Ρ ·Η 0} 0} >0 43 Ο ΙΑI Ό Ρ · Η 0} 0}> 0 43 Ο ΙΑ

iid Ο CMiid Ο CM

ο α} s cvj cvi Ο Ρ ft κ ra -ρ 8 1 0 0 29 4 ψ -12-ο α} s cvj cvi Ο Ρ ft κ ra -ρ 8 1 0 0 29 4 ψ -12-

•A•A

Met twee platen nam. de uitlaat suspensie c one entr at i e toe van \yy*s* '**’“v ' * * , suspensienireau van ongeveer'30 tot 100$. Bij vier platen nam de uitlaatsuspensieconcentratie af van ongeveer 75-60% over hetzelfde sus-5 pensieniveaugebied. Dit is een aanwijzing, dat voor drijvende deeltjessuspensies een vierplatenopstelling de voorkeur heeft ten opzichte van een tveeplatenopstelling, vanwege de betrekkelijk kleine verandering in de uitlaatsuspensieconcentratie bij variërende suspensieniveau’s.With two plates took. the exhaust suspension c one entr at i e of \ yy * s * '** ’“ v' * *, suspension level of about 30 to 100 $. On four plates, the exhaust suspension concentration decreased from about 75-60% over the same sus-5 level level range. This is an indication that for floating particle suspensions, a four-plate arrangement is preferable to a baffle plate arrangement, because of the relatively small change in the exhaust suspension concentration at varying suspension levels.

81002948100294

Claims

A mixing device, characterized by: (a) a cylindrical tank; (b) a stirring shaft rotatably mounted in said tank, which shaft is radially offset from the centerline of the tank 5 by a distance of about 1/10 "- 1 / U from the tank diameter; (c) one of bladed turbine arrangement centrally mounted on said shaft, and (d) at least two plates or baffles mounted on the inner wall of said tank.

Device according to claim 1, characterized in that nested plates have a radial width between, about 1/36 and 1/100 of said tank diameter. The device according to claim 2, characterized in that said plates comprise rectangular members with radial widths of approximately

15 I / 50 of said tank diameter.

Device according to claims 1-3, characterized in that each plate is arranged at a distance equal to 1/50 of the tank diameter from the inner wall of the tank.

5. Device as claimed in claims 1-U, characterized in that it comprises four equally spaced plates.

Mixing device according to claims 1-5, characterized in that the tank is arranged to receive a suspension at a predetermined level in the tank, said plates extending almost from the tank bottom to the predetermined level.

TA device according to claims 1-6, characterized in that four equally spaced rectangular plates are provided.

8. Apparatus according to claims 1-7, characterized in that the bladed turbine solution comprises four equally spaced downward pumping turbine blades, each of which blades has an angle of inclination of 15 °.

Device according to claims 1, 2 and h-73, characterized in that each of said plates is a triangular plate. 8 1 0 0 29 4