PL104183B1 - Urzadzenie do mieszania mas reakcyjnych podatnych na zelowanie - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do mieszania mas reakcyjnych podatnych na zelowanie z mieszadlem slimakowym, stosowane zwlaszcza w procesie wytwarzania zywic fenolowo-formaldehydowych.

W technologiach produkcji zywic, szczególnie fenolowo-formaldehydowych jednym z podstawowych kryteriów prawidlowego przebiegu procesu majacego zasadniczy wplyw na jakosc produktu finalnego jest mieszanie masy reakcyjnej.

Dotychczasowe rozwiazania mieszadel w mieszalnikach stosowanych przy produkcji zywic to mieszadla ramowe, kotwicowe, lapowe, turbinowe lub inne. Tego typu rozwiazania spelniaja wymogi technologii w mieszalnikach o malych pojemnosciach rzedu kilku metrów szesciennych, natomiast przy wiekszych pojemnosciach rzedu kilkunastu lub kilkudziesieciu metrów nastreczaja wiele klopotów w prowadzeniu procesu.

Podstawowym problemem jest uzyskanie jednorodnosci parametrów szczególnie temperatury przy szybko zachodzacych reakcjach w calej masie reakcyjnej.

Jednorodnosc parametrów zalezna jest od intensywnosci mieszania, uzyskanie której w reaktorach o duzej pojemnosci, stosujac powyzsze typy mieszadel pociaga za soba duze zapotrzebowanie mocy. Szczególnie trudnym problemem jest uzyskanie odpowiednich parametrów w obrebie walu mieszadla, co moze w konsekwencji doprowadzic do przebiegu reakcji w niepozadanym kierunku i zapolimeryzowania reaktora.

Z polskiego opisu patentowego nr 63574 znane jest mieszadlo stosowane do intensywnego mieszania cieczy wzajemnie nierozpuszczalnych, zwlaszcza cieczy trudnomieszajacych sie ze wzgledu na znaczna róznice ciezarów wlasciwych skladników. W rozwiazaniu tym zastosowano element mieszajacy w ksztalcie cylindra zamknietego od góry, który na calej powierzchni posiada wywiercone otwory. Przy dostatecznie szybkich obrotach mieszania ilosc wyrzucanej cieczy jest tak duza, ze wystepuje dzialanie ssace u otwartej podstawy cylindra, powodujace pobieranie warstwy cieczy znajdujacej sie na dole naczynia .

W opisie patentowym RFN nr 2216444 opisane jest urzadzenie do sporzadzania jednorodnej mieszaniny z szeregu cieklych skladników o róznych gestosciach. W rozwiazaniu tym wykorzystano do mieszania slimak2 104 183 z napedem obrotowym, przy czym dluga komora mieszania utworzona jest przez slimak oraz obudowe obejmujaca ciasno slimak. Na obudowie wyzlobipne sa po linii srubowej w scianie wewnetrznej obudowy odpowiednie rowki. W urzadzeniu tym odprowadzanie i doprowadzanie skladników ma miejsce w komorze mieszania, natomiast transport masy przez komore mieszania nastepuje przez obrót wzgledny slimaka i obudowy.

Charakterystyczny dla tego rozwiazania jest fakt, ze obudowa i slimak posiadaja takie uksztaltowanie wyzlobien rowków po linii srubowej, ze ich kierunki wznoszenia sa takie same, natomiast katy wznoszenia rowków na obudowie i na slimaku róznia sie miedzy soba, przy czym katy wznoszenia rowków na powierzchni wewnetrznej obudowy sa wieksze od katów wznoszenia rowków na slimaku.

Urzadzenie wedlug opisu patentowego RFN 2216444 jest ulepszonym mieszalnikiem dla materialów cieklych, w którym ma miejsce kolowy obieg czesci juz zmieszanych materialów i laczenie jej z czescia materialu jeszcze niecalkowicie wymieszanego, przez co uzyskuje sie zhomogenizowanie produktu koncowego.

Celem wynalazku jest skonstruowanie urzadzenia slimakowo-mieszalnikowego przeznaczonego do mieszania mas reakcyjnych dla procesów, w których podczas trwania reakcji ma miejsce zmiana lepkosci i gestosci srodowiska, zwlaszcza w procesie wytwarzania zywic fenolowo-formaldeiiydowych. W konstrukcji tego urzadzenia zastosowano mieszadlo slimakowe ustawione w zbiorniku w pozycji pionowej, utworzone ze slimaka o specjalnej konstrukcji i mieszadla turbinowego.

Urzadzenie wedlug wynalazku stanowi zbiornik w którym na pionowym wale znajduje sie slimak posiadajacy na zewnetrznej krawedzi zamocowana obwodowo tasme metalowa przy czym koniec slimaka polaczony jest z mieszadlem turbinowym zamknietym od dolu tarcza na której przymocowane sa lopatki ustawione strona wypukla w kierunku obrotu slimaka. Wal polaczony jest ze zbiornikiem poprzez tuleje zas sam wal zakonczony jest czopem, przy czym wartosc stosunku srednicy zbiornika do srednicy mieszadla wynosi 2—3,5, zas stosunek srednicy slimaka do skoku wynosi 0,5—0,8 ntomiast stosunek skoku slimaka do wysokosci tasmy wynosi 5—10.

Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione na zalaczonym rysunku (fig. 1) sklada sie ze zbiornika 1, w którym na pionowym wale 2 znajduje sie slimak 3. Nachylenie zwojów slimaka jest takie, ze podczas obrotów mieszadla transport masy w obrebie slimaka odbywa sie w kierunku dolnego dna zbiornika. Do zewnetrznej krawedzi slimaka 3 przyspawana jest obwodowo tasma metalowa 4, dzieki czemu przygarnia ona mase w kierunku do walu 2. Slimak 3 polaczony jest z mieszadlem turbinowym 5, zamknietym od strony konca walu 2 tarcza 6.

Lopatki 7 mieszadla turbinowego 5 przymocowane sa dolna krawedzia do tarczy 6, a górna krawedzia skierowane do slimaka 3 i ustawione strona wypukla w kierunku obrotu slimaka 3.

Wal 2 przechodzi przez pokrywe zbiornika 1 i polaczony z nim poprzez tuleje 8. Na koncu walu 2 znajduje sie czop 9.

Cyrkulacja masy w tak skonstruowanym mieszalniku polega na przygarnianiu reagentów w kierunku do walu i transporcie masy przez slimak w kierunku mieszadla turbinowego, które odrzuca mase w kierunku do scian zbiornika, stad masa unoszona jest do góry zbiornika i przysysana przez ruch slimaka w kierunku do walu.

Taki kierunek cyrkulacji masy wymaga duzych wolnych przestrzeni miedzy slimakiem a zewnetrzna sciana zbiornika i zachowania pewnego stalego stosunku srednicy zbiornika do srednicy mieszadla.

W rozwiazaniu wedlug wynalazku bezwzgledny stosunek wartosci srednicy slimaka do srednicy mieszadla wynosi 2—3,5. Wartosc srednicy slimaka 3 do skoku slimaka wynosi 0,5—0,8, natomiast stosunek skoku slimaka 3 do wysokosci metalowej tasmy 4 przyspawanej do krawedzi slimaka wynosi 5-10.

Rozwiazanie wedlug wynalazku pozwala na zwiekszenie cyrkulacji masy reakcyjnej w calej objetosci mieszalnika a w szczególnosci w obrebie walu mieszadla co eliminuje wystepowanie w tym obszarze martwych pól. Zastosowanie urzadzenia do mieszania mas reakcyjnych podatnych na zelowanie zwieksza ponadto efekt mieszania poprzez gwaltowna zmiane kierunku przeplywu mieszanej masy przy zmniejszonym wskazniku zuzycia masy, w stosunku do rozwiazan znanych.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do mieszania mas reakcyjnych podatnych na zelowanie, stanowiace zbiornik z mieszadlem slimakowym, umieszczonym na pionowym wale, znamienny tym, ze slimak (3) posiada na zewnetrznej krawedzi zamocowana obwodowo tasme metalowa (4) przy czym koniec slimaka (3) polaczony jest z mieszadlem turbinowym (5), zamknietym od dolu tarcza (6) na której przymocowane sa lopatki (7) ustawione strona wypukla w kierunku obrotu slimaka (3), a ponadto wal (2) polaczony jest ze zbiornikiem (1) poprzez tuleje (8) zas sam wal zakonczony jest czopem (9), przy czym wartosc stosunku srednicy zbiornika (1) do104183 3 srednicy mieszadla (5) wynosi 2-3,5, zas stosunek srednicy slimaka (3) do skoku wynosi 0,5-0,8, natomiast stosunek skoku slimaka (3) do wysokosci tasmy (4) wynosi 5-10. Fig. 1