PL220211B1 - Mieszalnik statyczny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mieszalnik statyczny z mieszadłem tarczowym. Urządzenie przeznaczone jest do sporządzania mieszanin wieloskładnikowych oraz może być zastosowane do realizacji procesów kinetycznych.

Operację mieszania realizuje się najczęściej w mieszalnikach z obrotowymi mieszadłami wywołującymi odpowiedni stopień burzliwości. Alternatywą do klasycznych mieszalników obrotowych są mieszalniki statystyczne wyposażone w mieszadła, będące podstawowym źródłem generującym burzliwość w przepływającym płynie przez mieszalnik.

Z mieszalników statycznych, posiadających wkładki mieszające konstrukcyjnie zbliżone do elementów mieszających zastosowanych w zgłoszonym mieszalniku statycznym, znane są mieszalniki z opisów patentowych DD 211283, WO 90/00929 oraz US 2007/0205523. Znana z opisu patentowego DD 211283 wkładka mieszająca zbudowana jest w postaci pakietu stożkowych skrzydeł tworzących wieniec mieszający. Wkładka mieszająca z opisu patentowego WO 90/00929 zbudowana jest w postaci wieńca płaskich łopatek zagiętych pod kątem do środka rury mieszalnika. W opisie patentowym US 2007/0205523 opisano wkładkę mieszającą zbudowaną z dwóch wieńców z perforowanych spiralnych łopatek umieszczonych w rurze wewnętrznej oraz w przestrzeni pierścieniowej pomiędzy rurą zewnętrzną i wewnętrzną. Wkładka mieszająca z opisu patentowego US 4848920 zawiera środkową sześciokątną ażurową konstrukcję z przymocowanymi do niej płaskimi żebrami ustawionymi ukośnie.

Znane z opisów patentowych mieszalniki statyczne wywołują zmienny stopnień zmieszania wzdłuż długości aparatu, spowodowany niedostateczną współpracą pomiędzy poszczególnymi elementami mieszającymi. Na skutek spadku burzliwości w obszarach pomiędzy modułami wzrasta przekrój poprzeczny elementarnych strug płynu powodując rozwarstwienie przepływającego płynu. Zjawisko rozwarstwienia się nasila się w przypadku płynów różniących się gęstością. Eliminacja niekorzystnego wpływu obszarów pomiędzy modułami wkładki mieszającej może być osiągnięta w dwojaki sposób: przez zwarte upakowanie elementów lub modułów mieszadła (jeżeli konfiguracja geometryczna mieszalnika na to pozwala) lub przez zwiększenie długości mieszadła mieszalnika statycznego. W obu przypadkach wzrastają opory przepływu płynu, co wiąże się z niekorzystnym zwiększeniem się energochłonność urządzenia przy niewspółmiernym wzroście efektywności mieszania.

Mieszalnik statyczny, według wynalazku, wyposażony jest w korpus z płaszczem obróbki cieplnej, mieszadło tarczowe, pokrywę, dno i króćce. Mieszalnik charakteryzuje się tym, że mieszadło tarczowe zbudowane jest z tarcz wewnętrznych i tarcz zewnętrznych połączonych z piastami rozmieszczonymi na środkowej rurze naprzemiennie jedna nad drugą na całej długości mieszalnika. Tarcza wewnętrzna ma kształt ściętego stożka, który na pobocznicy ma nacięcia w kierunku od mniejszej średnicy do większej średnicy, zaś swobodne końce są skręcone i na mniejszej średnicy tarczy wewnętrznej przymocowane są do piasty. Tarcza zewnętrzna ma kształt stożka ściętego, który na pobocznicy ma nacięcia w kierunku od większej do mniejszej średnicy, zaś swobodne końce od strony większej średnicy tarczy zewnętrznej są skręcone. Korzystnie piasty poszczególnych tarcz na środkowej rurze są oddzielone tulejami dystansowymi. Korzystnie swobodne końce tarczy wewnętrznej są przymocowane do piasty wzdłuż jej pobocznic. Korzystnie swobodne końce tarczy wewnętrznej są skręcone przeciwnie niż swobodne końce tarczy zewnętrznej. Korzystnie czołowe krawędzie swobodnych końców tarczy zewnętrznej są równoległe do osi mieszalnika. Środkowa rura ma nagwintowane końce i zabezpieczone cylindrycznymi nakrętkami. Nakrętki osadzone są w nieprzelotowych gniazdach w pokrywie i w dnie mieszalnika. W pokrywie i w dnie mieszalnika zamontowane są króćce. Korzystnie mieszalnik otoczony jest płaszczem przeznaczonym do obróbki termicznej mieszanych płynów.

Mieszalnik według wynalazku wywołuje efektywne mieszanie się przepływającego płynu w przestrzeni pomiędzy modułami dzięki zmianom kierunków wirowania strug płynu. Zaletą urządzenia mieszającego jest osiągnięcie wysokiej jednorodności oraz stabilności produktu przy ograniczonej liczbie modułów mieszających, co wiąże się ze zmniejszeniem kosztów eksploatacyjnych.

Urządzenie według wynalazku przedstawione jest w przykładzie wykonania oraz na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia przekrój osiowy urządzenia, fig. 2 przedstawia tarczę wewnętrzną w widoku ogólnym, fig. 3 przedstawia tarczę wewnętrzną w widoku z góry, fig. 4 przedstawia tarczę wewnętrzną w widoku z boku, fig. 5 przedstawia tarczę zewnętrzną w widoku ogólnym, fig. 6 przedstawia tarczę zewnętrzną w widoku z góry, fig. 7 przedstawia tarczę zewnętrzną w widoku z boku.

PL 220 211 B1

Mieszalnik statyczny wyposażony jest w korpus 1, mieszadło tarczowe, pokrywę 2 i dno 3 oraz króćce 4 i 5. Mieszadło tarczowe zbudowane jest z tarcz wewnętrznych 6 i tarcz zewnętrznych 7 połączonych z piastami 8 i rozmieszczonych na środkowej rurze 9 naprzemiennie jedna nad drugą, na całej długości mieszalnika. Tarcza wewnętrzna 6 na kształt ściętego stożka, który na pobocznicy ma nacięcia 10 w kierunku od mniejszej średnicy do większej średnicy. Swobodne końce są skręcone i na mniejszej średnicy tarczy wewnętrznej 6 przymocowane są do piasty 8. Tarcza zewnętrzna 7 ma kształt stożka ściętego, który na pobocznicy ma nacięcia 11 w kierunku od większej do mniejszej średnicy. Swobodne końce od strony większej średnicy tarczy zewnętrznej 7 są skręcone. Piasty 8 poszczególnych tarcz 6, 7 oddzielone są tulejami dystansowymi 12. Swobodne końce tarczy wewnętrznej 6 są przymocowane są do piasty 8 wzdłuż jej pobocznic. Swobodne końce tarczy wewnętrznej 6 są skręcone przeciwnie niż swobodne końce tarczy zewnętrznej 7. Czołowe krawędzie swobodnych końców tarczy zewnętrznej 7 są równoległe do osi mieszalnika. Środkowa rura 9 ma nagwintowane końce i zabezpieczone cylindrycznymi nakrętkami 13, które usztywniają mieszadło tarczowe. Nakrętki 13 osadzone są w nieprzelotowych gniazdach 14 w pokrywie 2 i w dnie 3 mieszalnika. Korpus 1 wyposażony jest w płaszcz obróbki cieplnej 15 z króćcami doprowadzającym 14 i odprowadzającym 15.

Płyn do mieszalnika podaje się króćcami 5 w dnie 3, który następnie przepływa przez kolejno ustawione tarcze wewnętrzne 6 i tarcze zewnętrzne 7 i następnie wypływa króćcem 4 w pokrywie 2.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mieszalnik statyczny wyposażony w korpus z płaszczem obróbki cieplnej, mieszadło tarczowe, pokrywę i dno oraz króćce, znamienny tym, że mieszadło tarczowe zbudowane jest z tarcz wewnętrznych (6) i tarcz zewnętrznych (7) połączonych z piastami (8) i rozmieszczonych na środkowej rurze (9) naprzemiennie jedna nad drugą na całej długości mieszalnika, przy czym tarcza wewnętrzna (6) ma kształt ściętego stożka, który na pobocznicy ma nacięcia (10) w kierunku od mniejszej średnicy do większej średnicy, zaś swobodne końce są skręcone i na mniejszej średnicy tarczy wewnętrznej (6) przymocowane są do piasty (8), natomiast tarcza zewnętrzna (7) ma kształt stożka ściętego który na pobocznicy ma nacięcia (11) w kierunku od większej do mniejszej średnicy, zaś swobodne końce od strony większej średnicy tarczy zewnętrznej (7) są skręcone.
2. 2. Mieszalnik według zastrz. 1, znamienny tym, że piasty (8) poszczególnych tarcz (6, 7) oddzielone są tulejami dystansowymi (12).
3. 3. Mieszalnik według zastrz. 1, znamienny tym, że swobodne końce tarczy wewnętrznej (6) są przymocowane do piasty (8) wzdłuż jej pobocznic.
4. 4. Mieszalnik według zastrz. 1, znamienny tym, że swobodne końce tarczy wewnętrznej (6) są skręcone przeciwnie niż swobodne końce tarczy zewnętrznej (7).
5. 5. Mieszalnik według zastrz. 1, znamienny tym, że czołowe krawędzie swobodnych końców tarczy zewnętrznej (7) są równoległe do osi mieszalnika.
6. 6. Mieszalnik według zastrz. 1, znamienny tym, że środkowa rura (9) ma nagwintowane końce i zabezpieczone cylindrycznymi nakrętkami (13).
7. 7. Mieszalnik według zastrz. 6, znamienny tym, że nakrętki (13) osadzone są w nieprzelotowych gniazdach (14) w pokrywie (2) i w dnie (3) mieszalnika.