RU2004316C1 - Резонансный смеситель - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в емкости резонансного смесител  установлены центральна  труба и смесительное устройство с штоком, соединенным с генератором колебаний. Центральна  труба выполнена с переточными отверсти ми, а в верхней части заглушена и подсоединена к регул тору давлени  вместе с размещенной на упругих опорах емкостью, к днищу которой прикреплен динамический компенсатор. Смесительное устройство закреплено на штоке через упругий элемент. Повышение эффективности работы .устройства достигаетс  за счет организации резонансного режима и регулировани  объема газовых полостей в центральной трубе и в емкости. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  проведени  процессов в системах жидкость-жидкость и жидкость-твердое и может быть использовано в химической, химико- фармацевтической, бйотехнологической, нефтехимической и других промышленно- ст х дл  перемешивани , растворени , выщелачивани  и экстракции.

Известен смеситель с механическим перемешивающим устройством, установлен- ном на вертикальном валу. При вращении перемешивающего устройства создаютс  направленные циркул ционные токи жидкости , увлекающие с собой и твердые части- цы. Однако мощное динамическое воздействие испытывает лишь та часть циркул ционных потоков, котора  находитс  в непосредственной близости от перемешивающего устройства. Из-за неравномерности диссипации мощности в объеме аппарата происходит дисперси  времени пребывани  и обработки компонентов.в его различных зонах, что снижает эффективность и повышает энергозатраты.

Известен также резонансный смеси- тель, содержащий емкость с размещенным в ее полости резонатором в виде упругого элемента в.нижней части и генератор колебаний , соединенный с ее верхней частью, Несмотр  на высокую локальную турбулен- тность, возникающую в таком аппарате при колебательном воздействии на жидкость, имеет место слабое перемешивание жидко-; стной среды, поскольку возникающие дина-

мические напоры не используютс  дл  ее

циркул ции. При отсутствии циркул ции жидкости аппарате не происходит перемешивани , что в значительной степени ухудшает услови  массо- и теплообмена.

Известен также смеситель содержа- щий емкость, внутри которой установлены циркул ционна  труба и смесительное устройство с штоком, соединенным с генератором колебаний. Направленное движение жидкости в центральной трубе создаетс  смесительным устройством, выполненным в виде перфорированных дисков и действующим при возвратно-поступательном движении подобно вибрационной мешалке. Однако работа таких устройств из-за отсут- стви  резонатора не может осуществл тьс  в регулируемом резонансном режиме, что снижает его эффективность и сопровождаетс  динамическими нагрузками на корпус аппарата и фундамент из-за неуравнове- шенности колеблющихс  масс, что понижа- ет его надежность.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности и надежности работы смесител .

0 5 0

5 0

5

0 5 0 5

Поставленна  цель достигаетс  тем, что резонансный смеситель содержит емкость и установленные внутри ее центральную трубу и смесительное устройство с штоком, соединенным с генератором колебаний, регул тор давлени  и динамический компенсатор .

Согласно изобретению центральна  труба снабжена переточными отверсти ми, в верхней части заглушена и подсоединена к регул тору давлени  вместе с размещенной на упругих опорах емкостью, к днищу которой прикреплен динамический компенсатор , причем смесительное устройстве- закреплено на штоке через упругий элемент.

Повышение эффективности достигаетс  за счет организации резонансного режима с возможностью регулировани  его параметров за счет создани  в заглушенной в верхней части циркул ционной трубе замкнутой вверху полости, играющей роль упругого элемента (резонатора), и подсоединени  этой полости и верхней части емкости к регул тору давлени , позвол ющего измен ть объемы газовых полостей в центральной трубе и в самой емкости.

При наличии смесительного элемента в центральной трубе с переточными отверсти ми и работе его в резонансных услови х обеспечиваетс  сочетание мощного пульса- ционного воздействи  на жидкостную среду с ее циркул цией в объеме аппарата. Интенсивность циркул ции и степень турбулиза- ции жидкости при прочих адекватных известному решению характеристиках (геометрических параметрах смесительного устройства , амплитуде колебаний штока, рассто нии центральной трубы от дна емкости ) завис т от объемов газовых полостей в центральной трубе и емкости, формы переточных отверстий. Форма переточных отверстий возможна цилиндрическа , но предпочтительнее коническа , обращенна  вершиной в кольцевую зону емкости, благодар  чему создаетс  дополнительный напор аналогично вибрационной мешалке.

Надежность работы аппарата обеспечиваетс  упругим соединением смесительного устройства с штоком за счет снижени  динамической нагрузки на шток и, следовательно на корпус аппарата и фундамент при запуске аппарата и в процессе его работы. Помимо этого в аппарате предусмотрен динамический компенсатор, установленный на ее днище снаружи емкости, выполненный в виде пружины определенной жесткости с грузом определенной массы, устран ющий циклическую нагрузку системы на фундамент. Установка емкости на упругих опорах позвол ет резко снизить

нагрузку системы упругие опоры - аппарат с жидкостью на фундамент при выводе на заданную частоту колебаний за счет уравновешивани  вертикальной составл ющей центробежных сил путем подбора соотно- шений жесткости упругих опор и массы системы в зависимости от частоты собственных колебаний жидкости в аппарате. Компенсаци  горизонтальных составл ющих происходит за счет осевой симметрии аппарата. Аппарат становитс  надежнее в эксплуатации и не требует мощных фундаментов .

На чертеже представлена схема аппа- рата.

Аппарат содержит емкость 1 с внутренней циркул ционной трубой 2, имеющей вверху заглушку 3 и переточные патрубки 10 коноидальной формы. Внутри центральной трубы 2 установлено на штоке 9 через пружины 7 смесительное устройство (перфорированный диск) 8. Пружины 7 прикреплены с обеих сторон диска одним концом к нему, а другим - к штоку 9, позвол   ему упруго перемещатьс  относительно штока 9. Шток 9 установлен в направл ющих, соединен с генератором колебаний (на фиг. не показан) и может совершать возвратно-поступательные движени . Верхние полости централь- ной трубы 2 и емкости 1 (камера 4} подсоединены через патрубки 6 и 5 соответственно к регул тору давлени . С целью ликвидации застойных зон в донной части емкости предусмотрен обтекатель 11. Снизу емкости на пружине 12 подвешен груз 13. Емкость 1 установлена на опорах 15 с пружинами 14.

i Смеситель работает следующим образом . После заполнени  аппарата суспен- зией, включении генератора колебаний возвратно-поступательное движение от него передаетс  смесительному устройству 8 через шток 9 и пружины 7. Изменением давлени  в газовых полост х над жидкостью в центральной трубе 2 и емкости 1 через патрубки 6 и 5 управл ют резонансными колебани ми жидкости в аппарате. За счет нелинейности сопротивлений перфораций в смесительном устройстве 8 и переточных патрубках 10 возникает циркул ционное перемешивание в аппарате. Мощные колебательные воздействи  на суспензию

обеспечивают взвешивание твердой фазы, интенсифицируют локальный массопере- нос, а циркул ционные токи способствуют качественному макроперемешиванию а объеме аппарата.

М гкие опорные пружины 14 предотвращают передачу вибраций на фундамент при запуске, а динамический компенсатор из пружины 12 и груза 13 полностью уравновешивают вертикальную составл ющую центробежных сил при резонансном режиме колебаний.

Пример. Резонансный смеситель, имеющий диаметры соответственно емкости 1 - 0,6 м, циркул ционной трубы 2 - 0,3 м, перфорированного диска 8 - 0.25 м с отверсти ми 0,1 м при угле конусности 90°, обращенном вершиной вверх, и патрубков 10 - 0,01 м с углом конусности 90° в количестве 12 шт, выполнен высотой 2 м при размещении нижнего среза циркул ционной трубы от днища на рассто нии 0,3 м. При резонансной частоте колебаний f 3 Гц и амплитуде колебаний штока А 0,01 м амплитуда колебаний жидкости достигает 0,1 м, а взвешивание частиц золотосодержащей руды (р 8000 кг/м3, dcp 0,1 мм) происходит за 40-60 с.

При использовании динамического компенсатора , содержащего груз массой 4 кг на пружине с коэффициентом жесткости 400 Н/м, и четырех опорных пружин 14 суммарной жесткостью 1000 Н/м обеспечиваетс  полна  компенсаци  колебаний корпуса, в результате чего сила, действующа  на фундамент , имеет только статическую составл ющую .

Извлечение золота из золотосодержащей руды, осуществл емое методом цианировани , со степенью извлечени  до 50% достигаетс  в таком смесителе в течение 1 ч, а в известном аппарате с вибрационными тарелками за 2 ч.

Таким образом использование предлагаемого решени  позвол ет более чем в два раза повысить эффективность и надежность работы аппарата.

(56) Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками . Л.: Хими , 1975.

Авторское свидетельство СССР №701652, кл. В 01 F 11/04, 1990.

Авторское свидетельство СССР № 1247072,кл. В 01 F 11/00, 1985.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   РЕЗОНАНСНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ, содержащий емкость и установленные в ней центральную трубу и смесительное устройство с пружиной и штоком1, соединенным сэтом центральна  труба выполнена с перегенератором колебаний, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности и надежности в работе, он снабжен регул тором давлени , динамическим компенсатором и упругими опорами, при

   точными отверсти ми, в верхней части заглушена и подсоединена к регул тору давлени  вместе с размещенной на упругих опорах емкостью, к днищу которой

   прикреплен динамический компенсатор, причем смесительное устройство закреплено на штоке через упругий элемент.