RU2060773C1

RU2060773C1 - Crystallizer

Info

Publication number: RU2060773C1
Application number: RU94012459A
Authority: RU
Inventors: Леонид Васильевич Тышкевич; Вадим Андреевич Бондарь; Юрий Григорьевич Свердлин; Юрий Лукич Ищук; Василий Борисович Булгак; Александр Дмитриевич Стахурский; Алексей Алексеевич Самолысов; Мария Александровна Марченко; Николай Николаевич Перков
Original assignee: Научно-исследовательский институт нефтепереработки "МАСМА"
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1996-05-27

Abstract

FIELD: chemical, petrochemical, food processing industries. SUBSTANCE: crystallizer has a set of hollow cooling disks combined into one block. Disks have unions for heat carrier feeding and removal and overflow holes. Besides, crystallizer has mixing mechanism made in the form of mounted on driving shaft blades with scrubs. To intensify mixing and heat exchanging processes interdisks chambers valves connected with the drive. Valves during rotation shut overflow holes. Blades have ridge-type cutters. Valves and scrubs are spring-pressed to disks surface and ridge-type cutters are detachable. EFFECT: improved design. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процесса кристаллизации в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности и может быть использовано, в частности, в процессе производства пластичных смазок. The invention relates to the hardware design of the crystallization process in the chemical, petrochemical, food and other industries and can be used, in particular, in the production of greases.

Широко известны кристаллизаторы с очищаемой теплопередающей поверхностью. Так, известен кристаллизатор непрерывного действия секционного типа, состоящий из собранных в пакет теплообменных секций с охлаждающими рубашками, в каждой из которых размещены скребково-рамные звездообразные мешалки [1]
В известном кристаллизаторе при обработке высоковязких жидкостей не обеспечивается необходимая интенсивность перемешивания, не достигается однородность распределения компонентов в получаемом продукте, а также невозможно обеспечить требуемые показатели качества продукта (связанные, например, с размером кристаллов) без значительного снижения производительности аппарата.Crystallizers with a heat transfer surface to be cleaned are widely known. Thus, a sectional continuous type crystallizer is known, consisting of packaged heat-exchange sections with cooling jackets, each of which contains scraper-frame star-shaped mixers [1]
In the known crystallizer, when processing highly viscous liquids, the necessary mixing intensity is not provided, the homogeneity of the distribution of components in the resulting product is not achieved, and it is impossible to provide the required quality indicators of the product (associated, for example, with the size of the crystals) without significantly reducing the productivity of the apparatus.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является кристаллизатор с охлаждающими дисками [2] Этот кристаллизатор представляет собой набор соединенных в блок пустотелых дисков, каждый из которых снабжен штуцерами для подвода и отвода теплоносителя и имеет переточные отверстия для перетекания кристаллизующейся смеси. В междисковых камерах расположены скребково-лопастные перемешивающие устройства, выполненные в виде установленных на приводном валу попарно лопастей так, что одна лопасть с помощью установленного на ней скребка очищает нижнюю поверхность диска, а другая верхнюю поверхность смежного с ним диска. Для ввода и вывода обрабатываемого продукта предусмотрены штуцера, расположенные в верхнем и нижнем основаниях. Closest to the claimed invention is a crystallizer with cooling disks [2] This mold is a set of hollow disks connected to a block, each of which is equipped with fittings for supplying and discharging a heat carrier and has overflow holes for flowing of the crystallized mixture. In the inter-disk chambers there are scraper-blade mixing devices made in the form of blades mounted in pairs in such a way that one blade with the help of a scraper installed on it cleans the lower surface of the disk and the other upper surface of the disk adjacent to it. For input and output of the processed product, fittings are located in the upper and lower bases.

В описанном выше кристаллизаторе более эффективно используется поверхность теплообмена междисковых камер, однако при применении его в процессах кристаллизации высоковязких расплавов также не достигается необходимая интенсивность процесса кристаллизации, что не позволяет достигнуть высокой производительности аппарата в непрерывных процессах. In the above-described crystallizer, the heat exchange surface of the inter-disk chambers is more efficiently used, however, when it is used in the crystallization processes of high-viscosity melts, the required crystallization process intensity is also not achieved, which does not allow to achieve high performance of the apparatus in continuous processes.

Настоящее изобретение решает задачу создания аппарата непрерывного действия, эффективного для проведения процесса кристаллизации высоковязких растворов или расплавов с получением продукта, в котором кристаллизующийся компонент равномерно распределен в дисперсионной среде. Так, в производстве пластичных смазок на стадии охлаждения мыло-масляной дисперсии происходит формирование кристаллической структуры мыла в дисперсионной среде и свойства полученного продукта во многом определяет качество полученной на его основе готовой смазки. The present invention solves the problem of creating a continuous apparatus effective for carrying out the crystallization process of highly viscous solutions or melts to obtain a product in which the crystallizing component is uniformly distributed in a dispersion medium. So, in the production of greases at the stage of cooling the soap-oil dispersion, the crystal structure of soap is formed in the dispersion medium and the properties of the resulting product largely determine the quality of the finished lubricant obtained on its basis.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым кристаллизатором, в котором обеспечивается значительная интенсификация процессов перемешивания и теплообмена, что позволяет и в случае осуществления процесса кристаллизации в высоковязких средах получать продукты с заданными свойствами при высокой производительности аппарата. The solution of this problem is achieved by the proposed mold, which provides significant intensification of the processes of mixing and heat transfer, which allows in the case of the crystallization process in highly viscous media to obtain products with desired properties with high performance apparatus.

Предлагаемый кристаллизатор, включающий набор соединенных в блок пустотелых дисков, каждый из которых снабжен штуцерами для подвода и отвода теплоносителя и переточными отверстиями, перемешивающее устройство, выполненное в виде установленных на приводном валу и расположенных в междисковых камерах лопастей со скребками, верхнее и нижнее основания, снабженные штуцерами для ввода и вывода обрабатываемого продукта, отличается тем, что в междисковых камерах установлены клапаны, связанные с валом и перекрывающие при вращении переточные отверстия дисков, а лопасти перемешивающего устройства со стороны, противоположной скребку, снабжены гребенчатыми рассекателями. The proposed mold, including a set of hollow disks connected to a block, each of which is equipped with fittings for supplying and discharging the coolant and transfer holes, a mixing device made in the form of blades with scrapers mounted on the drive shaft and located in the interdisk chambers, the upper and lower bases, equipped nipples for input and output of the processed product, characterized in that in the interdisc chambers there are valves connected to the shaft and overlapping during rotation the versts of the disks, and the blades of the mixing device from the side opposite the scraper, are equipped with comb dividers.

Клапаны могут быть установлены на лопастях и подпружинены к поверхности дисков, с переточными отверстиями которых они взаимодействуют. The valves can be mounted on the blades and spring-loaded to the surface of the discs, with the transfer holes of which they interact.

Скребки также целесообразно подпружинить к поверхности очищаемых дисков. It is also advisable to spring the scrapers to the surface of the discs being cleaned.

Гребенчатые рассекатели могут быть выполнены съемными, что дает возможность устанавливать в каждой камере гребни с зубьями различной формы: цилиндрической, призматической и др. Comb dividers can be made removable, which makes it possible to install ridges with teeth of various shapes in each chamber: cylindrical, prismatic, etc.

Междисковые камеры могут быть снабжены штуцерами для ввода различных добавок, которые в некоторых случаях необходимо вводить по ходу процесса кристаллизации или в конце его, например для ввода присадок при производстве пластичных смазок. The interdisc chambers can be equipped with fittings for introducing various additives, which in some cases must be introduced during the crystallization process or at the end of it, for example, for introducing additives in the production of greases.

Предлагаемое выполнение перемешивающего устройства позволяет формировать турбулентные вихри в кристаллизующейся смеси между дисками, а попеременным закрытием и открытием переточных отверстий генерировать пульсации давления в потоке обрабатываемого продукта. Оба этих фактора интенсифицируют перемешивание и теплоперенос, что позволяет увеличить скорость кристаллизации и обеспечить равномерное распределение кристаллизирующегося компонента в жидкости с достижением необходимой производительности аппарата. The proposed implementation of the mixing device allows the formation of turbulent vortices in the crystallizing mixture between the disks, and alternately closing and opening the transfer openings generate pressure pulsations in the flow of the processed product. Both of these factors intensify mixing and heat transfer, which allows to increase the crystallization rate and to ensure uniform distribution of the crystallizing component in the liquid with the achievement of the required productivity of the apparatus.

Таким образом, решается поставленная задача. Так, при проведении процесса кристаллизации мыло-масляной дисперсии (высоковязкий расплав мыла в масле) в производстве пластичных смазок с использованием предлагаемого аппарата достигается равномерное распределение кристаллов мыла в дисперсионной среде и формирование структурного каркаса получаемой пластичной смазки. Thus, the task is solved. So, during the crystallization process of soap-oil dispersion (highly viscous soap melt in oil) in the production of greases using the proposed apparatus, uniform distribution of soap crystals in a dispersion medium and the formation of the structural framework of the resulting grease are achieved.

На чертеже изображен предлагаемый кристаллизатор, разрез. The drawing shows the proposed mold, section.

Кристаллизатор включает набор пустотелых дисков 1, соединенных фланцевыми соединениями 2. Диски снабжены штуцерами 3 для подачи и штуцерами 4 для отвода хладагента и имеют переточные отверстия 5 для перетока кристаллизирующейся смеси внутри аппарата. Через центр проходит вал 6 с приводом 7. The mold includes a set of hollow discs 1 connected by flange connections 2. The disks are equipped with fittings 3 for supply and fittings 4 for venting refrigerant and have transfer openings 5 for overflowing the crystallized mixture inside the apparatus. Through the center passes a shaft 6 with a drive 7.

В междисковых камерах попарно расположены, установленные на валу 6 лопасти 8 перемешивающего устройства со скребками 9. Лопасти в паре смещены вдоль оси вала так, что скребок одной из них очищает нижнюю, а другой верхнюю стенку смежных дисков. Скребки подпружинены к очищаемой поверхности пружинами 10. In the interdisc chambers, the blades 8 of the mixing device 8 with the scrapers 9 mounted on the shaft 6 are arranged in pairs. The blades in a pair are offset along the axis of the shaft so that the scraper of one of them cleans the lower and the upper walls of adjacent discs. The scrapers are spring-loaded to the surface to be cleaned with springs 10.

На каждой из лопастей со стороны, противоположной скребку, установлен гребенчатый рассекатель 11. В междисковых камерах расположены установленные на лопастях 8 (кроме самой верхней и самой нижней пары) тарельчатые клапаны 12, взаимодействующие с переточными отверстиями 5 дисков 1 и подпружиненные к поверхности соответствующего диска пружинами 13. A comb divider 11 is mounted on each of the blades from the side opposite the scraper 11. In the interdisc chambers, poppet valves 12 mounted on the blades 8 (except for the uppermost and lowest pair) interact with the transfer holes 5 of the discs 1 and are spring-loaded to the surface of the corresponding disc 13.

Кристаллизатор имеет верхнее основание 14 со штуцером 15 для ввода обрабатываемой жидкости и нижнее основание 16 со штуцером 17 для вывода полученного продукта. The mold has an upper base 14 with a fitting 15 for inputting the processed fluid and a lower base 16 with a fitting 17 for outputting the resulting product.

Для ввода добавок в междисковых камерах предусмотрены штуцера 18. To enter additives in the interdisc chambers, fittings 18 are provided.

Кристаллизатор работает следующим образом. The mold works as follows.

Исходная кристаллизующаяся смесь поступает через штуцер 15 и проходит последовательно сверху вниз междисковые камеры, перетекая через отверстия 5 в дисках 1. Хладоноситель, температура и расход которого регулируются, поступает в диски через штуцера 3, охлаждает обрабатываемый продукт в междисковых камерах и отводится через штуцера 4. Лопасти 8 перемешивающего устройства при вращении вала перемешивают, а гребенчатые рассекатели 11 создают дополнительную турбулизацию потока кристаллизации смеси. Установленные на лопастях скребки 9 очищают поверхность соответствующих дисков от кристаллизующегося продукта, который подхватывается лопастями и смешивается с остальной массой продукта в междисковой камере. The initial crystallizing mixture enters through the nozzle 15 and passes sequentially from top to bottom of the inter-disk chambers, flowing through the holes 5 in the disks 1. The coolant, the temperature and flow rate of which are regulated, enters the disks through the nozzle 3, cools the processed product in the inter-disk chambers and is discharged through the nozzle 4. The blades 8 of the mixing device during the rotation of the shaft are mixed, and the comb dividers 11 create additional turbulization of the crystallization stream of the mixture. Scrapers mounted on the blades 9 clean the surface of the respective disks of a crystallizing product that is picked up by the blades and mixed with the rest of the product in the interdisc chamber.

Тарельчатые клапаны 12, установленные на лопастях со стороны, противоположной скребку, взаимодействуют с поверхностью смежных дисков, попеременно перекрывая переточные отверстия 5 и создавая тем самым пульсации давления в потоке обрабатываемого продукта. Poppet valves 12 mounted on the blades from the side opposite the scraper interact with the surface of adjacent discs, alternately overlapping the transfer holes 5 and thereby creating pressure pulsations in the flow of the processed product.

Регулируя скорость прохождения жидкости сверху вниз последовательно через междисковые камеры и скорость подачи хладоносителя в диски 1, проводят процесс кристаллизации, обеспечивая образование кристаллов заданных размеров и равномерное распределение их в остальной массе с получением на выходе однородного продукта, который отводится через штуцер 17 в нижнем основании 16. By adjusting the speed of the liquid from top to bottom sequentially through the interdisc chambers and the feed rate of the coolant into the discs 1, the crystallization process is carried out, ensuring the formation of crystals of a given size and their uniform distribution in the rest of the mass to obtain a uniform product at the outlet, which is discharged through the fitting 17 in the lower base 16 .

Claims

1. A mold comprising a set of hollow disks connected to a block, each of which is equipped with fittings for supplying and discharging the coolant and transfer holes, a mixing device made in the form of blades with scrapers mounted on the drive shaft and located in the interdisk chambers, the lower and upper bases, equipped with fittings for input and output of the processed product, characterized in that in the interdisc chambers there are valves connected to the shaft and blocking overflow holes during rotation Skov, and the blades of the mixing device from the side opposite the scraper are provided with interdigitated dividers.

2. The mold according to claim 1, characterized in that the valves are mounted on the blades and spring-loaded to the surface of the disks.

3. The mold according to claim 1, characterized in that the comb dividers are removable.

4. The mold according to claim 1, characterized in that the scrapers are spring-loaded to the surface of the disks.

5. The mold according to claim 1, characterized in that the interdisc chambers are equipped with fittings for introducing additives.