RU2379098C1 - Pulsed-centrifugal agitator - Google Patents
Pulsed-centrifugal agitator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379098C1 RU2379098C1 RU2008142995/15A RU2008142995A RU2379098C1 RU 2379098 C1 RU2379098 C1 RU 2379098C1 RU 2008142995/15 A RU2008142995/15 A RU 2008142995/15A RU 2008142995 A RU2008142995 A RU 2008142995A RU 2379098 C1 RU2379098 C1 RU 2379098C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixer
- liquid
- segment
- mixers
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам смешения гетерогенных сред при помощи мешалок, генерирующих совокупность двух полей - пульсационного и центробежного, и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности для обработки гетерогенных сред жидкость-твердые частицы, жидкость-жидкость, жидкость-газ и жидкость-газ-твердые частицы в различных технологических процессах, таких как суспендирование и растворение твердых частиц (в том числе с химической реакцией), абсорбция, газожидкостные реакции, эмульгирование, жидкостная экстракция, выщелачивание, репульпация, пропитка и т.п., а также для улучшения теплоотдачи от обрабатываемой среды к теплообменным устройствам (змеевикам, нагреваемой или охлаждаемой стенке аппарата и др.).The invention relates to a device for mixing heterogeneous media using mixers generating a combination of two fields - pulsation and centrifugal, and can be used in chemical, petrochemical, food, pharmaceutical and other industries for the treatment of heterogeneous media liquid-solid particles, liquid-liquid, liquid -gas and liquid-gas-solid particles in various technological processes, such as the suspension and dissolution of solid particles (including chemical reactions), absorption, gas viscosity reactions, emulsification, liquid extraction, leaching, repulpation, impregnation, etc., as well as to improve heat transfer from the treated medium to heat exchangers (coils, heated or cooled wall of the apparatus, etc.).
Известен смеситель с неподвижным корпусом и вращающимся ротором (МПК B01F 7/00, B01F 7/28, пат. РФ №2257257), предназначенный для интенсификации процессов гомогенизации, эмульгирования, диспергирования гетерогенных систем. Смеситель содержит входные и выходной патрубки, корпус с установленными в нем ротором, в ступице которого выполнены отверстия, и статором с рабочими элементами в виде зубьев, причем корпус аппарата разделен на две секции перегородками, в которых имеются отверстия различного диаметра, при этом одна из перегородок насаживается на вал к основанию ротора и крепится к нему шпонкой, а вторая расположена в средней части корпуса и нижней стороной опирается на втулку, надетую на вал, а верхней стороной закреплена гайкой.Known mixer with a fixed body and a rotating rotor (IPC B01F 7/00, B01F 7/28, US Pat. RF No. 2257257), designed to intensify the processes of homogenization, emulsification, dispersion of heterogeneous systems. The mixer contains inlet and outlet nozzles, a housing with a rotor installed in it, in the hub of which holes are made, and a stator with working elements in the form of teeth, and the housing of the apparatus is divided into two sections by partitions, in which there are openings of different diameters, while one of the partitions it is mounted on the shaft to the base of the rotor and fastened to it with a key, and the second is located in the middle part of the body and its bottom side rests on a sleeve worn on the shaft, and the upper side is fixed with a nut.
Известное устройство позволяет повысить эффективность процессов гомогенизации, эмульгирования, диспергирования гетерогенных систем и улучшить качество получаемой смеси. Проходя последовательно через радиальный зазор между ротором и статором, жидкая среда подвергается механическому воздействию со стороны элементов конструкции аппарата: за счет удара частиц об зубья ротора и статора, разделительных перегородок, установленных на валу, а также сдвиговых напряжений, возникающих в зазоре. Эти воздействия приводят к гомогенизации, растворению, измельчению, диспергированию в жидких многокомпонентных системах. В процессе вращения ротора происходит периодическое перекрывание прорезей, вследствие чего возникает гидравлический удар и генерирование низкочастотных колебаний. Таким образом, на обрабатываемую среду происходит наложение упругих колебаний.The known device can improve the efficiency of the processes of homogenization, emulsification, dispersion of heterogeneous systems and improve the quality of the resulting mixture. Passing successively through the radial clearance between the rotor and the stator, the liquid medium is subjected to mechanical action from the structural elements of the apparatus: due to the impact of particles on the teeth of the rotor and stator, dividing walls mounted on the shaft, as well as shear stresses arising in the gap. These effects lead to homogenization, dissolution, grinding, dispersion in liquid multicomponent systems. During the rotation of the rotor, periodic overlapping of the slots occurs, as a result of which a hydraulic shock and the generation of low-frequency oscillations occur. Thus, the applied medium is superimposed by elastic vibrations.
Недостатками известного устройства являются: во-первых, высокий уровень турбулентности, генерируемой вращающимся ротором и его зубьями; это ведет к повышению энергозатрат и вызывает необходимость постоянного охлаждения аппарата; во-вторых, высокий уровень удельной диссипации энергии в единице объема известного устройства оказывается чрезмерно высоким для целого ряда процессов, что приводит, с одной стороны, к нарушению структуры обрабатываемых веществ (разрушению частиц растительного или животного происхождения, нежелательному дроблению твердых частиц при экстрагировании, приводящему к вскрытию пор с побочными веществами, попадающими в раствор), что, к тому же, затрудняет последующее разделение фаз, с другой - к нерациональному расходованию энергии. В результате нерационального преобразования энергии в известном устройстве процессы гомогенизации, эмульгирования, диспергирования гетерогенных систем протекают недостаточно интенсивно.The disadvantages of the known device are: firstly, a high level of turbulence generated by the rotating rotor and its teeth; this leads to increased energy consumption and necessitates continuous cooling of the apparatus; secondly, the high level of specific energy dissipation per unit volume of the known device turns out to be excessively high for a number of processes, which leads, on the one hand, to a disruption in the structure of the processed substances (destruction of particles of plant or animal origin, undesirable fragmentation of solid particles during extraction, leading to opening of pores with by-products that enter the solution), which, moreover, complicates the subsequent separation of phases, on the other hand, to irrational energy consumption. As a result of irrational energy conversion in the known device, the processes of homogenization, emulsification, dispersion of heterogeneous systems are not intensive enough.
Наиболее близким к заявляемому является смеситель с мешалками винтового (пропеллерного) типа, трехлопастной и шестилопастной мешалками с углом наклона лопастей до 30-45° (Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барабаш В.М. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета. - Л.: Химия, 1984. - С.15; С.30). Мешалки всех трех типов позволяют создавать меридиональное (осевое) циркуляционное течение. За счет этого в аппарате достигаются значительные скорости жидкости, что позволяет суспендировать (распределять в объеме жидкости) твердые частицы, а также проводить ряд массообменных процессов в системах жидкость-жидкость и жидкость-газ. Недостатками известного аппарата является то, что вводимая в него при помощи мешалок энергия затрачивается не только на совершение полезной работы по суспендированию и растворению твердых частиц, диспергированию капель и пузырей, но и - в значительной степени - на создание крупномасштабной турбулентности в объеме всего аппарата, которая практически полностью переходит в тепловую форму энергии, т.е. рассеивается. Это приводит к снижению эффективности использования вводимой в аппарат энергии.Closest to the claimed is a mixer with screw (propeller) type stirrers, three-blade and six-blade mixers with an angle of inclination of the blades up to 30-45 ° (Braginsky L.N., Begachev V.I., Barabash V.M. Mixing in liquid media: Physical foundations and engineering methods of calculation. - L .: Chemistry, 1984. - P.15; P.30). Mixers of all three types make it possible to create a meridional (axial) circulation flow. Due to this, significant liquid velocities are achieved in the apparatus, which makes it possible to suspend (distribute in the liquid volume) solid particles, as well as to carry out a number of mass transfer processes in liquid-liquid and liquid-gas systems. The disadvantages of the known apparatus is that the energy introduced into it with the help of mixers is spent not only on the useful work of suspending and dissolving solid particles, dispersing droplets and bubbles, but also - to a large extent - on creating large-scale turbulence in the entire apparatus, which almost completely transforms into a thermal form of energy, i.e. scattered. This leads to a decrease in the efficiency of use of the energy introduced into the apparatus.
Задача предлагаемого изобретения - повышение эффективности пульсационно-центробежного смесителя за счет увеличения эффективности использования вводимой в аппарат энергии путем частичного (максимально возможного) преобразования вращательного движения мешалок в пульсации давления и скорости в гетерогенной среде, уменьшения рассеяния энергии путем сокращения уровня крупномасштабной турбулентности в объеме аппарата, повышения степени диспергирования капель и пузырей и качества перемешивания внутри них (особенно капель), а также повышения кинетических коэффициентов (коэффициентов тепло- и массопередачи) за счет локализованного преимущественно вблизи мешалки направленного ввода энергии и снижения осевых усилий на валу смесителя.The objective of the invention is to increase the efficiency of a pulsation-centrifugal mixer by increasing the efficiency of using the energy introduced into the apparatus by partially (maximally possible) converting the rotary motion of the mixers into pulsations of pressure and speed in a heterogeneous medium, reducing energy dissipation by reducing the level of large-scale turbulence in the volume of the apparatus, increasing the degree of dispersion of drops and bubbles and the quality of mixing inside them (especially drops), as well as solution of kinetic coefficients (heat and mass transfer coefficients) due to the directed energy input localized mainly near the mixer and reducing axial forces on the mixer shaft.
Поставленная задача решается тем, что в пульсационно-центробежном смесителе, включающем корпус с установленными в нем отражательными устройствами, один или более приводных валов, на каждом из которых закреплены одна или две мешалки, содержащие ступицу и лопасти, согласно изобретению, каждая из лопастей выполнена в виде криволинейной поверхности, полученной вращением образующей, являющейся отрезком прямой линии, вокруг оси мешалки так, чтобы ближний к оси конец отрезка перемещался по цилиндрической поверхности ступицы, а удаленный от оси конец отрезка перемещался по траектории, лежащей на воображаемой цилиндрической поверхности, соосной валу таким образом, чтобы вертикальное смещение конца отрезка от срединной плоскости мешалки соответствовало расчетной формулеThe problem is solved in that in a pulsation-centrifugal mixer, comprising a housing with reflective devices installed therein, one or more drive shafts, on each of which one or two stirrers are mounted, containing a hub and blades, according to the invention, each of the blades is made in the form of a curved surface obtained by rotating a generatrix, which is a segment of a straight line, around the axis of the mixer so that the end of the segment closest to the axis moves along the cylindrical surface of the hub and is remote from and the end of the segment moved along a path lying on an imaginary cylindrical surface, coaxial to the shaft so that the vertical displacement of the end of the segment from the median plane of the mixer corresponds to the calculation formula
где Z - амплитуда вертикального смещения z, м;where Z is the amplitude of the vertical displacement z, m;
р - число, выбираемое из диапазона чисел 3, 4, 6 или 8;p is a number selected from a range of
φ - полярный угол, отсчитываемый в срединной плоскости мешалки относительно оси вращения мешалки, рад;φ is the polar angle measured in the middle plane of the mixer relative to the axis of rotation of the mixer, rad;
ψ - начальная фаза, рад,ψ - initial phase, glad
причем диаметр мешалки d выбран из диапазона, определяемого по расчетной формулеmoreover, the diameter of the mixer d is selected from the range determined by the calculation formula
где D - диаметр корпуса смесителя, м;where D is the diameter of the mixer body, m;
а амплитуда вертикального смещения Z выбрана из диапазона, определяемого в соответствии с расчетной формулойand the amplitude of the vertical displacement Z is selected from the range determined in accordance with the calculation formula
при этом у одной из мешалок, установленных на одном валу, начальная фаза ψ, входящая в расчетную формулу (1), задана равной нулю, а у второй мешалки, установленной на том же валу, начальная фаза ψ задана равной π рад.in this case, for one of the mixers installed on one shaft, the initial phase ψ included in the calculation formula (1) is set to zero, and for the second mixer installed on the same shaft, the initial phase ψ is set to π rad.
Кроме того, поставленная задача решается тем, что в пульсационно-центробежном смесителе, согласно изобретению количество мешалок на всех приводных валах одинаково, отражательные устройства содержат вертикальные стойки, расположенные вдоль стенок корпуса и присоединенные к ним кольцевидные профилированные элементы, форма которых полностью повторяет форму мешалки, определяемую расчетными формулами (1), (3), при этом диаметр центрального отверстия в профилированных элементах выполнен в соответствии с расчетной формулойIn addition, the task is solved in that in the pulsation-centrifugal mixer, according to the invention, the number of mixers on all drive shafts is the same, the reflective devices contain vertical posts located along the walls of the housing and attached ring-shaped shaped elements, the shape of which completely repeats the shape of the mixer, determined by the calculation formulas (1), (3), while the diameter of the central hole in the profiled elements is made in accordance with the calculation formula
причем количество кольцевидных профилированных элементов на один больше, чем количество мешалок на каждом из приводных валов.moreover, the number of annular shaped elements is one more than the number of mixers on each of the drive shafts.
Корпус и валы мешалок могут быть горизонтальными, вертикальными и наклонными. Оси валов могут совпадать с осью корпуса (в случае единственного вала в корпусе), либо могут быть параллельными оси корпуса (при расположении одного или нескольких валов по окружности в аппарате большого диаметра), кроме того, оси валов могут пересекаться с осью корпуса аппарата либо перекрещиваться с ней (например, при горизонтальной оси корпуса большой протяженности и при вертикальном расположении валов в один или более рядов). Отражательные перегородки могут быть выполнены жестко закрепленными на вертикальные стойках, а также могут быть выполнены поворотными с фиксацией в рабочем положении; кроме того, они могут монтироваться последовательно с мешалками со стороны свободного конца вала.The housing and shafts of the agitators can be horizontal, vertical and inclined. The axis of the shafts can coincide with the axis of the casing (in the case of a single shaft in the casing), or they can be parallel to the axis of the casing (when one or several shafts are arranged in a circle with a large diameter), in addition, the axis of the shafts can intersect with the axis of the casing of the apparatus or intersect with it (for example, with a horizontal axis of the housing of great length and with a vertical arrangement of shafts in one or more rows). Reflective partitions can be made rigidly mounted on vertical racks, and can also be made rotary with fixation in the working position; in addition, they can be mounted in series with the mixers from the side of the free end of the shaft.
Предлагаемое изобретение позволяет за счет частичного преобразования вращательного движения мешалок в пульсации гетерогенной среды увеличить эффективность использования вводимой в аппарат энергии, за счет сокращения уровня крупномасштабной турбулентности в объеме аппарата снизить непродуктивное рассеяние энергии, повысить степень диспергирования капель и пузырей, а за счет локализованного преимущественно вблизи мешалки направленного ввода энергии с частотой пульсаций, близкой к оптимальной, увеличить кинетические коэффициенты (коэффициенты тепло- и массопередачи). Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет снизить осевые усилия на валу смесителя.The present invention allows, due to the partial conversion of the rotational motion of the mixers into pulsations of a heterogeneous medium, to increase the efficiency of the energy introduced into the apparatus, by reducing the level of large-scale turbulence in the apparatus, reduce unproductive energy dissipation, increase the degree of dispersion of droplets and bubbles, and due to localized mainly near the mixer directional energy input with a pulsation frequency close to optimal, increase kinetic coefficients (heat and mass transfer coefficients). In addition, the present invention allows to reduce axial forces on the shaft of the mixer.
Заявляемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.The claimed technical solution is new, has an inventive step and is industrially applicable.
На фиг.1 дана схема к пояснению расчетной формулы (1), на фиг.2 представлен пример реализации пульсационно-центробежного смесителя по предлагаемому изобретению, на фиг.3 и 4 показаны примеры исполнения кольцевидных профилированных элементов.Figure 1 is a diagram for explaining the calculation formula (1), figure 2 shows an example implementation of a pulsation-centrifugal mixer according to the invention, figure 3 and 4 show examples of the execution of annular shaped elements.
Пульсационно-центробежный смеситель оборудован приводом, необходимыми фланцами, уплотнениями, патрубками, штуцерами, крепежом и другими типовыми элементами технологического оборудования (на фиг.3 условно не показаны).The pulsation-centrifugal mixer is equipped with a drive, the necessary flanges, seals, nozzles, fittings, fasteners and other typical elements of technological equipment (not shown conditionally in Fig. 3).
Пульсационно-центробежный смеситель (фиг.2) содержит корпус 1 с валом 2, на котором закреплены две мешалки 3. Каждая из мешалок 3 (верхняя 3' и нижняя 3") состоит из ступицы 4 и лопастей 5. Начальные фазы ψ у мешалок 3' и 3" заданы отличающимися на величину π рад (ψ'-ψ”=-π/2-π/2=-π рад=π рад), что позволяет резко сократить осевую нагрузку на вал (в его части, находящейся выше верхней ступицы 4).The pulsation-centrifugal mixer (figure 2) contains a housing 1 with a shaft 2, on which two
В корпусе 1 по окружности установлено шесть узких отражательных перегородок 6 (способных также выполнять роль стоек для присоединения к ним кольцевидных профилированных элементов), жестко закрепленных на внутренней поверхности корпуса, либо шесть широких поворотных отражательных перегородок 7 с фиксацией в рабочем положении, при этом широкие рабочие поверхности 8 отражательных перегородок частично располагаются между мешалками. При монтаже вала 2 с мешалками 3 поворотные отражательные перегородки 7 поворачивают в петлях 9 к стенке корпуса 1, а затем возвращают в рабочее положение (нормально к стенке корпуса 1) и фиксируют при помощи кронштейнов, скоб, прорезей и штифтов и т.п. общеизвестных конструктивных элементов (на фиг.2 условно не показаны), препятствующих самопроизвольному повороту отражательных перегородок 7 в петлях 9. Для обеспечения возможности сборки и разборки аппарата кольцевидные профилированные элементы 10, 11, 12, показанные на фиг.3 и 4, могут быть выполнены состоящими из нескольких сегментов (съемных, поворотных либо откидных).In the case 1, six narrow reflective partitions 6 are installed around the circumference (also capable of acting as struts for attaching annular shaped elements to them), rigidly fixed to the inner surface of the case, or six wide rotary reflective partitions 7 with fixation in the working position, while wide working the surface 8 of the baffles are partially located between the mixers. When mounting the shaft 2 with
На фиг.1 показаны лопасти мешалок с образующей в форме отрезка прямой линии, и поверхность лопасти задана расчетным выражениемFigure 1 shows the blades of the mixer with a generatrix in the form of a segment of a straight line, and the surface of the blade is given by the calculated expression
где Y - уровень лопасти над срединной плоскостью мешалки, м;where Y is the level of the blade above the median plane of the mixer, m;
z(φ) - вертикальное смещение внешнего конца отрезка образующей, отсчитываемое от срединной плоскости мешалки в соответствии с формулой (1), м;z (φ) is the vertical displacement of the outer end of the generatrix, measured from the median plane of the mixer in accordance with formula (1), m;
у(r) - функция, описывающая форму отрезка образующей (согласно предлагаемому изобретению - линейная функция).y (r) is a function that describes the shape of a segment of the generatrix (according to the invention, a linear function).
При построении лопастей на фиг.1 приняты расчетные параметры: Z=0.05 м, р=3, ψ'=π рад (для верхней мешалки) и ψ"=0 рад (для нижней мешалки). Радиус мешалки принят равным R=0.25 м, а радиус ступицы R0=0.05 м.When constructing the blades in figure 1, the calculated parameters were adopted: Z = 0.05 m, p = 3, ψ '= π rad (for the upper mixer) and ψ "= 0 rad (for the lower mixer). The radius of the mixer is taken to be R = 0.25 m and the radius of the hub is R 0 = 0.05 m.
На фиг.3 представлен вариант исполнения аппарата с двумя кольцевидными профилированными элементами 10 и 11, расположенными соответственно над верхней мешалкой 3' и под нижней мешалкой 3". Изображенный на фиг.4 вариант исполнения аппарата содержит три кольцевидных профилированных элемента 10, 11, 12, причем третий кольцевидный элемент 12 установлен посередине между мешалками 3' и 3"; в этом варианте исполнения количество кольцевидных профилированных элементов (три) на один больше, чем количество мешалок на приводном валу (два).Figure 3 shows an embodiment of the apparatus with two annular
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Смеситель может работать как в периодическом, так и в непрерывном режимах. Рассмотрим для определенности работу в периодическом режиме. После заполнения корпуса 1 смесителя (см. фиг.1) исходными компонентами включают привод вращательного движения (на фиг.1 условно не показан), соединенный с валом 2. При вращении мешалок 3 происходит передача импульса от лопастей 5 к обрабатываемой среде. При этом одна часть лопастей 5 создает импульс, осевая компонента которого направлена вниз, что обуславливает движение среды вниз. Другая часть лопастей создает импульс, осевая компонента которого направлена вверх, что обуславливает движение среды вверх. Таким образом в обрабатываемой среде генерируются пульсации давления, скорости, ускорения и перемещения. Вращательное движение среды вблизи стенок аппарата в значительной степени тормозится отражательными перегородками 6 и 7, препятствуя проскальзыванию жидкости относительно стенок аппарата, причем отражательные перегородки 7 обладают более высокой эффективностью, так как их рабочие поверхности 8 располагаются частично между мешалками. Таким образом порождается в обрабатываемой среде центробежное поле. В конечном итоге обрабатываемая среда испытывает на себе совокупное действие пульсаций и центробежного поля.The proposed device operates as follows. The mixer can operate in both batch and continuous modes. Consider for certainty the operation in periodic mode. After filling the mixer housing 1 (see FIG. 1) with the initial components, a rotary motion drive (not shown conventionally in FIG. 1) is connected to the shaft 2. When the
При работе мешалок 3 в смесителе возникает циркуляционное движение, обусловленное частичным преобразованием радиального движения среды в осевое движение в пространстве между отражательными перегородками 6 или 7. Эта циркуляция улучшает равномерность распределения концентраций веществ в объеме аппарата.When the
Следовательно, в любом фиксированном объеме смесителя, ограниченном двумя соседними отражательными перегородками 6 или 7 по угловой координате и лопастями 5 двух соседних мешалок 3 - по осевой, происходит чередование импульсов, генерируемых мешалками. При возникновении импульса со стороны мешалки 3', направленного вниз, со стороны мешалки 3" возникает импульс, направленный вверх; при этом рассматриваемый объем среды испытывает двусторонний удар (импульс сжатия) со стороны мешалок. Через некоторое время за счет вращения мешалок 3 углы наклона лопастей 5 меняются на противоположные, и рассматриваемый объем среды испытывает двусторонний импульс расширения. За один оборот мешалки импульсы сжатия и расширения в рассматриваемом объеме чередуются р раз (три раза для мешалок, показанных на фиг.1, 3 и 4). Аналогичная картина возникает в граничных объемах, расположенных вблизи дна смесителя (сверху ограничены мешалкой 3", снизу - дном аппарата, от которого происходит отражение импульсов), а также у поверхности среды (снизу ограничены мешалкой 3', сверху - поверхностью среды). Колебания между нижней мешалкой 3" и дном корпуса 1 способствуют суспендированию частиц твердой фазы и поддержанию их во взвешенном состоянии.Therefore, in any fixed volume of the mixer, limited by two adjacent reflective baffles 6 or 7 in angular coordinate and
Таким образом, в обрабатываемой среде возникают интенсивные осевые колебания давления с частотой, в р раз превышающей частоту ω вращения вала 2. При необходимости частота импульсов рω может быть задана близкой к оптимальной частоте ведения процесса, что позволит еще больше увеличить эффективность использования вводимой в аппарат энергии.Thus, intense axial pressure fluctuations occur in the medium being processed with a frequency p times the rotational speed ω of the shaft 2. If necessary, the pulse frequency pω can be set close to the optimal frequency of the process, which will further increase the efficiency of use of the energy introduced into the apparatus .
После окончания всех технологических операций (смешения, диспергирования, эмульгирования, пропитки, экстрагирования, растворения и т.п.), готовые продукты выводят из аппарата.After the completion of all technological operations (mixing, dispersing, emulsifying, impregnating, extracting, dissolving, etc.), the finished products are removed from the apparatus.
Особенность работы аппаратов с кольцевидными профилированными элементами 10-12, представленными на фиг.3 и 4, заключается в том, что благодаря форме этих элементов, полностью повторяющей форму мешалки, определяемую расчетными соотношениями (1), (3), в пространстве между вращающимися мешалками и кольцевидными профилированными элементами 10-12 интенсивность пульсаций давления, скорости и других гидродинамических параметров существенно возрастает.A feature of the operation of devices with annular shaped elements 10-12 shown in Figs. 3 and 4 is that, due to the shape of these elements, which completely repeats the shape of the mixer, determined by the calculated ratios (1), (3), in the space between the rotating mixers and ring-shaped profiled elements 10-12, the intensity of pressure pulsations, velocities and other hydrodynamic parameters increases significantly.
В обрабатываемой среде возникают не только мощные колебания осевых импульсов расширения-сжатия, но и довольно значительные колебания радиальных импульсов. Импульсы отражаются от стенки корпуса 1 смесителя и от кольцевидных профилированных элементов 10-12 и могут усиливаться, достигая резонанса. Это способствует дополнительному усилению воздействия на обрабатываемую среду и ведет к сокращению энергетических затрат.In the medium being processed, not only powerful oscillations of the axial expansion-compression pulses arise, but also rather significant oscillations of the radial pulses. The pulses are reflected from the wall of the housing 1 of the mixer and from the annular shaped elements 10-12 and can be amplified, reaching resonance. This contributes to an additional increase in the impact on the processed medium and leads to a reduction in energy costs.
Генерируемые мешалками пульсации способствуют ускорению целого ряда процессов в гетерогенных средах жидкость-твердые частицы, жидкость-жидкость, жидкость-газ и жидкость-газ-твердые частицы, таких как суспендирование и растворение твердых частиц (в том числе с химической реакцией), абсорбция, газожидкостные реакции, эмульгирование, жидкостная экстракция, выщелачивание, репульпация, пропитка и т.п. (Абиев Р.Ш., Аксенова Е.Г., Островский Г.М. Новые разработки пульсационной резоансной аппаратуры для жидкофазных систем // Хим.пром., 1994, №11, С.764-766; Островский Г.М., Абиев Р.Ш. Пульсационная резонансная аппаратура для процессов в жидкофазных средах // Хим.пром., 1998, №8, С.468-478; Абиев Р.Ш. Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии. - СПб.: Изд-во ВВМ, 2006. - 188 с.).The pulsations generated by the stirrers accelerate a number of processes in heterogeneous media: liquid-solid particles, liquid-liquid, liquid-gas and liquid-gas-solid particles, such as suspension and dissolution of solid particles (including those with a chemical reaction), absorption, gas-liquid reactions, emulsification, liquid extraction, leaching, repulpation, impregnation, etc. (Abiev R.Sh., Aksenova E.G., Ostrovsky G.M. New developments of pulsating resonance equipment for liquid-phase systems // Khim.prom., 1994, No. 11, S.764-766; Ostrovsky G.M., Abiev R.Sh. Pulsation resonance equipment for processes in liquid-phase media // Khim.prom., 1998, No. 8, S.468-478; Abiev R.Sh. Theoretical foundations of energy and resource conservation in chemical technology. - St. Petersburg: VVM Publishing House, 2006 .-- 188 p.).
При этом за счет непосредственного генерирования пульсаций в обрабатываемой гетерогенной среде сокращается уровень крупномасштабной турбулентности в объеме аппарата, а вводимая в аппарат энергия в основном рассеивается в непосредственной близости от поверхности лопастей мешалок, т.е. ввод энергии осуществляется, во-первых, локально, преимущественно вблизи мешалки, во-вторых, направленно, затрачиваясь непосредственно на совершение полезной работы по проведению данного технологического процесса (диспергирования, дробления капель, пузырей, обновления пограничного слоя на поверхности частиц и т.д.).Moreover, due to the direct generation of pulsations in the heterogeneous medium being processed, the level of large-scale turbulence in the apparatus volume is reduced, and the energy introduced into the apparatus is mainly dissipated in the immediate vicinity of the surface of the agitator blades, i.e. energy input is carried out, firstly, locally, mainly near the mixer, and secondly, directionally, spent directly on the useful work of this process (dispersing, crushing drops, bubbles, updating the boundary layer on the surface of the particles, etc. )
Частицы твердой фазы, капли и пузыри, попадая в эту локальную зону, испытывают воздействие пульсаций с угловой частотой ωпул, определяемой, во-первых, угловой частотой (угловой скоростью) ω вращения вала, и, во-вторых, кратностью р периода изменения угла наклона по длине окружности мешалки, согласно соотношениюParticles of the solid phase, droplets and bubbles, falling into this local zone, are affected by pulsations with the angular frequency ω pool , determined, firstly, by the angular frequency (angular velocity) ω of the shaft rotation, and, secondly, by the multiplicity p of the period of the angle change tilt along the circumference of the mixer, according to the ratio
Если угловая частота генерируемых пульсаций ωпул находится в диапазонеIf the angular frequency of the generated pulsations ω pool is in the range
где ωопт - оптимальная для данного технологического процесса угловая частота колебаний обрабатываемой среды, с-1,where ω opt is the optimal angular frequency of oscillations of the medium to be processed, s -1 ,
то этот технологический процесс протекает наиболее эффективно, в резонансном режиме, т.е. при равных энергетических затратах повышается степень диспергирования капель и пузырей, а также кинетические коэффициенты (коэффициенты тепло- и массопередачи). Затраты вводимой в аппарат энергии на крупномасштабную турбулентность с последующим "рассеянием" энергии (переходом в тепловую форму) становятся при этом значительно меньше.then this technological process proceeds most efficiently, in resonance mode, i.e. with equal energy costs, the degree of dispersion of drops and bubbles increases, as well as kinetic coefficients (heat and mass transfer coefficients). The costs of energy introduced into the apparatus for large-scale turbulence with subsequent "dissipation" of energy (transition to a thermal form) become significantly less.
Величину оптимальной для данного технологического процесса угловой частоты колебаний ωопт определяют как частоту собственных колебаний колебательной системы, присущей данному процессу (Абиев Р.Ш. Исследование процесса пропитки тупиковых капилляров при гармоническом изменении давления в жидкости //Журн. прикл. химии, 2000, Т.73, №7, С.1141-1144; Абиев Р.Ш. Исследование процесса экстрагирования из капиллярно-пористой частицы с бидисперсной структурой// Журн. прикл. химии, 2001, Т.74, №5, С.754-761).The optimal value for the given technological process of the angular frequency of oscillations ω opt is determined as the frequency of natural vibrations of the oscillatory system inherent in this process (Abiev R.Sh. Investigation of the process of impregnation of dead-end capillaries with a harmonic change in pressure in a liquid // Zh. Prikl. Chemistry, 2000, T .73, No. 7, P.1141-1144; Abiev R.Sh. Investigation of the process of extraction from a capillary-porous particle with a bidispersed structure // Journal of Chemistry of Chemistry, 2001, V.74, No. 5, S.754-761 )
Снижение осевых усилий на валу смесителя в предлагаемом устройстве происходит благодаря тому, что в силу периодичности синусоидальной функции осевые компоненты силы воздействия обрабатываемой среды на различные части лопасти мешалки, наклоненные в разные стороны на одинаковый по абсолютной величине угол, равны по величине и противоположны по направлению. Поэтому суммарная осевая нагрузка на каждую из мешалок становится практически равной нулю.The decrease in axial forces on the mixer shaft in the proposed device is due to the fact that, due to the periodicity of the sinusoidal function, the axial components of the force of the medium being treated on different parts of the mixer blade, inclined in different directions by the same angle in absolute value, are equal in magnitude and opposite in direction. Therefore, the total axial load on each of the mixers becomes almost equal to zero.
В формуле (2) меньшие значения диаметра мешалки d соответствуют большим частотам вращения и глубоко профилированным мешалкам (т.е. когда Z велико), когда необходимо интенсивное воздействие на обрабатываемую среду. Большие значения диаметра мешалки d соответствуют низким частотам вращения, когда необходимости в интенсивном воздействии на обрабатываемую среду нет (интенсификация теплообмена, суспендирование легких частиц, крупнодисперсное эмульгирование и т.п.).In formula (2), smaller values of the diameter of the agitator d correspond to high frequencies of rotation and deeply profiled agitators (i.e., when Z is large), when an intensive impact on the medium to be treated is necessary. Large values of the diameter of the agitator d correspond to low rotational speeds, when there is no need for intensive exposure to the medium to be treated (intensification of heat transfer, suspension of light particles, coarse emulsification, etc.).
В формуле (3) большие значения Z соответствуют глубоко профилированным мешалкам, используемым в процессах, предполагающих интенсивное воздействие на обрабатываемую среду (гомогенизация, тонкодисперсное эмульгирование, перемешивание, растворение, суспендирование тяжелых и крупных частиц и т.п.), меньшие значения Z соответствуют процессам, в которых необходимости в интенсивном воздействии на обрабатываемую среду нет.In formula (3), large Z values correspond to deeply shaped mixers used in processes involving intensive exposure to the medium being treated (homogenization, fine emulsification, mixing, dissolution, suspension of heavy and large particles, etc.), lower Z values correspond to processes in which there is no need for intensive exposure to the medium being treated.
В формуле (4) меньшие значения диаметра центрального отверстия d0 целесообразно использовать в профилированных элементах в процессах, предполагающих интенсивное воздействие на обрабатываемую среду, а большие значения диаметра центрального отверстия d0 целесообразно использовать в случаях, когда необходимо поддерживать высокий уровень циркуляции в аппарате, а интенсивность воздействия на обрабатываемую среду не столь важна.In formula (4), it is advisable to use smaller values of the diameter of the central hole d 0 in profiled elements in processes involving an intense impact on the medium being processed, and large values of the diameter of the central hole d 0 it is advisable to use in cases where it is necessary to maintain a high level of circulation in the apparatus, and the intensity of exposure to the medium being treated is not so important.
Выбор значения р из диапазона чисел 3, 4, 6 или 8 производится исходя из формул (6) и (7), т.е. для данного процесса находят оптимальную частоту пульсаций, по формуле (7) определяют допустимый диапазон пульсаций, и подбирают пару значений р и ω, удовлетворяющую соотношению (6). Указанный диапазон значений чисел р (3, 4, 6 или 8) достаточен для подбора серийно выпускаемого привода, обеспечивающего необходимую угловую частоту ω вращения вала 2 (фиг.2).The choice of the p value from the range of
Пример конкретного выполнения 1. Пульсационно-центробежный смеситель для растворения твердых частиц с химической реакцией выполнен по схеме, представленной на фиг.2. В смеситель загружена суспензия: сплошная среда - вода (плотность ρ1=1000 кг/м3, вязкость µ=10-3 Па·с), дисперсная - твердые шарообразные частицы диаметром 5=0.5 мм и плотностью р2=2500 кг/м3. Диаметр корпуса 1 равен D=400 мм.An example of a specific implementation 1. The pulsation-centrifugal mixer for dissolving solid particles with a chemical reaction is made according to the scheme shown in figure 2. The suspension is loaded into the mixer: continuous medium - water (density ρ 1 = 1000 kg / m 3 , viscosity µ = 10 -3 Pa · s), dispersed - solid spherical particles with a diameter of 5 = 0.5 mm and density p 2 = 2500 kg / m 3 . The diameter of the housing 1 is D = 400 mm.
Форма мешалок выполнена в соответствии с расчетными формулами (1)-(3), а именно: диаметр мешалки в соответствии с формулой (2) выбран из диапазона d=D/1.3÷D/4=100÷300 мм. Поскольку частицы обладают средней крупностью и сравнительно высокой плотностью, диаметр мешалок 3' и 3" принят равным d=100 мм. По рекомендациям (Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Пер. с польск. под ред. Щупляка И.А. - Л.: Химия, 1975. - 384 с. - с.189) расстояние между мешалками должно быть не менее 1.5 d=150 мм, принимаем 250 мм. В соответствии с формулой (3) выбираем амплитуду вертикального смещения Z из диапазона Z=(0.1÷0.5)d=10÷50 мм. С учетом сравнительно высокой скорости осаждения твердых частиц, принимаем Z=30 мм.The shape of the mixers is made in accordance with the calculation formulas (1) - (3), namely: the diameter of the mixer in accordance with formula (2) is selected from the range d = D / 1.3 ÷ D / 4 = 100 ÷ 300 mm. Since the particles have medium particle size and relatively high density, the diameter of the 3 'and 3 "mixers is taken to be d = 100 mm. According to the recommendations (Strenk F. Mixing and apparatus with mixers. Transl. From Polish. Edited by I. Shchuplyak - L .: Chemistry, 1975. - 384 p. - p. 189) the distance between the mixers should be at least 1.5 d = 150 mm, take 250 mm.In accordance with formula (3), we choose the amplitude of the vertical displacement Z from the range Z = ( 0.1 ÷ 0.5) d = 10 ÷ 50 mm.Taking into account the relatively high rate of deposition of solid particles, we take Z = 30 mm.
В случае внешнего обтекания твердых частиц (при взвешивании, растворении, экстрагировании, кристаллизации) интенсивность взаимодействия сплошной фазы с дисперсными включениями определяется инерционными силами, пропорциональными массе самих включений и присоединенной к ним массе жидкости, т.е. кубу диаметра частиц. Сила сопротивления частиц пропорциональна квадрату их диаметра. При нестационарном процессе время разгона частицы от состояния покоя до предельной скорости, определяемой скоростью потока, определяется как время релаксации. Для ламинарного режима обтекания время релаксации может быть рассчитано по формуле (Островский Г.М. Прикладная механика неоднородных сред. - СПб.: Наука, 2000. - С.178)In the case of external flow around solid particles (when weighing, dissolving, extracting, crystallizing), the intensity of the interaction of the continuous phase with dispersed inclusions is determined by the inertial forces proportional to the mass of the inclusions themselves and the mass of liquid attached to them, i.e. cubic particle diameter. The resistance force of particles is proportional to the square of their diameter. In a non-stationary process, the particle acceleration time from the rest state to the limiting speed determined by the flow rate is defined as the relaxation time. For the laminar flow regime, the relaxation time can be calculated by the formula (Ostrovsky G.M. Applied Mechanics of Inhomogeneous Media. - St. Petersburg: Nauka, 2000. - P.178)
где tp - время релаксации, с;where t p is the relaxation time, s;
dч - диаметр частицы, м;d h - particle diameter, m;
ρ1 - плотность сплошной фазы (жидкости), кг/м3;ρ 1 is the density of the continuous phase (liquid), kg / m 3 ;
ρ2 - плотность материала твердой частицы, кг/м3;ρ 2 is the density of the material of the solid particle, kg / m 3 ;
µ - динамическая вязкость жидкости, Па·с.µ is the dynamic viscosity of the liquid, Pa · s.
Если период колебаний τ связан с временем релаксации приближенным соотношениемIf the oscillation period τ is related to the relaxation time by an approximate relation
а оптимальная угловая частота колебаний, соответственноand the optimal angular vibration frequency, respectively
то частицы с диаметром d успевают полностью разогнаться за четверть периода колебаний τ, который связан с диаметром частиц d соотношениями (8)-(9), а за другую четверть периода колебаний τ они успевают затормозиться. При этом частицы за половину периода τ успевают разогнаться до скорости потока, в то же время скорость относительного движения фаз непрерывно меняется, не достигая нулевых значений. Кроме того, перестройка пограничного слоя, осуществляющаяся дважды за период, также способствует полному изменению концентрационного поля вблизи поверхности частицы, т.е. вводимая в аппарат энергия используется рационально.then particles with a diameter d have time to completely accelerate in a quarter of the oscillation period τ, which is associated with the particle diameter d by relations (8) - (9), and in another quarter of the oscillation period τ they have time to slow down. In this case, the particles manage to accelerate to the flow velocity over half the period τ, while the relative phase motion speed continuously changes, without reaching zero values. In addition, the rearrangement of the boundary layer, carried out twice during the period, also contributes to a complete change in the concentration field near the particle surface, i.e. The energy introduced into the apparatus is used rationally.
Для рассматриваемого примера из формул (8) и (9) получена оптимальная угловая частота колебаний ωопт=37.7 с-1. При использовании мешалок с числом р=3 (имеющим смысл кратности периода лопастей) из соотношений (6) и (7) находим угловую скорость вращения валаFor the considered example, from formulas (8) and (9), the optimal angular vibration frequency ω opt = 37.7 s -1 was obtained. When using stirrers with the number p = 3 (meaning the multiplicity of the period of the blades) from relations (6) and (7) we find the angular velocity of rotation of the shaft
ω=(0.9÷1.1)·ωопт/р=(0.9÷1.1)·37.7/3=(11.3÷13.8) с-1.ω = (0.9 ÷ 1.1); ω opt /p = (0.9.91 1.1) 37.7/3 = (11.3 F13.8) s -1 .
обеспечивающую оптимальное проведение процесса с минимальными затратами энергии.providing optimal process performance with minimal energy consumption.
Пример конкретного выполнения 2. Пульсационно-центробежный смеситель, предназначенный для тех же целей, что и в примере 1, выполнен по схеме, представленной на фиг.2, при этом отражательные устройства содержат вертикальные стойки 6, расположенные вдоль стенок корпуса и присоединенные к ним кольцевидные профилированные элементы 10-12, показанные на фиг.4, форма которых полностью повторяет форму мешалки, определяемую расчетными соотношениями (1), (3). Диаметр центрального отверстия в профилированных элементах выполнен в соответствии с расчетной формулой (4), т.е. выбран из диапазона dO=(0.2÷0.8)d=20÷80 мм. Поскольку при растворении твердых частиц необходимо поддерживать сравнительно высокий уровень циркуляции в аппарате, а интенсивность воздействия на обрабатываемую среду также играет существенную роль, принимаем среднее значение из диапазона d0=50 мм.An example of a specific implementation 2. The pulsation-centrifugal mixer, designed for the same purposes as in example 1, is made according to the scheme shown in figure 2, while the reflective devices contain vertical racks 6 located along the walls of the housing and attached to them ring-shaped profiled elements 10-12, shown in figure 4, the shape of which completely repeats the shape of the mixer, determined by the calculated ratios (1), (3). The diameter of the central hole in the profiled elements is made in accordance with the calculation formula (4), i.e. selected from the range d O = (0.2 ÷ 0.8) d = 20 ÷ 80 mm. Since when dissolving solid particles it is necessary to maintain a relatively high level of circulation in the apparatus, and the intensity of exposure to the medium being treated also plays a significant role, we take the average value from the range d 0 = 50 mm.
При работе устройства между мешалками 3 и кольцевидными профилированными элементами 10-12 возникают пульсации давления и скорости с частотой, близкой к оптимальной (ωопт=37.7 с-1). Это приводит к существенному ускорению массопереноса от частиц в жидкость. Интенсификации массопереноса сопутствует также умеренная циркуляция в аппарате, обусловленная центробежным полем, возникающим близи мешалок.When the device is operating between the
Благодаря форме кольцевидных профилированных элементов 10-12 существенно возрастает глубина пульсаций, т.е. амплитуда возникающих при этом колебаний давления, скорости и других гидродинамических параметров. Это приводит к дополнительной интенсификации процессов диспергирования, тепло- и массопередачи.Due to the shape of the ring-shaped profiled elements 10-12, the depth of pulsations substantially increases, i.e. the amplitude of the resulting pressure, velocity, and other hydrodynamic parameters. This leads to additional intensification of the processes of dispersion, heat and mass transfer.
Пример конкретного выполнения 3. Пульсационно-центробежный смеситель, предназначенный для тех же целей, что и в примере 1, выполнен по схеме, представленной на фиг.2, но при этом число р=4.An example of a
В примере 1 из формул (8) и (9) получена оптимальная угловая частота колебаний ωопт=37.7 с-1. Из соотношений (6) и (7) находим оптимальную угловую скорость вращения валаIn example 1, from formulas (8) and (9), the optimal angular frequency of oscillations ω opt = 37.7 s -1 was obtained. From relations (6) and (7) we find the optimal angular velocity of rotation of the shaft
ω=(0.9÷1.1)·ωопт/р=(0.9÷1.1)·37.7/4=(8.48÷10.4)с-1.ω = (0.9 ÷ 1.1); ω opt / p = (0.9.91 1.1) 37.7 / 4 = (8.48, 10.4) s -1 .
Пример конкретного выполнения 4. Пульсационно-центробежный смеситель, предназначенный для тех же целей, что и в примере 1, выполнен по схеме, представленной на фиг.2, но при этом число р=6.An example of a specific implementation 4. The pulsation-centrifugal mixer, designed for the same purposes as in example 1, is made according to the scheme shown in figure 2, but the number p = 6.
В примере 1 из формул (8) и (9) получена оптимальная угловая частота колебаний ωопт=37.7 с-1. Из соотношений (6) и (7) находим оптимальную угловую скорость вращения валаIn example 1, from formulas (8) and (9), the optimal angular frequency of oscillations ω opt = 37.7 s -1 was obtained. From relations (6) and (7) we find the optimal angular velocity of rotation of the shaft
ω=(0.9÷1.1)·ωопт/р=(0.9÷1.1)·37.7/6=(5.65÷6.91) с-1.ω = (0.9 ÷ 1.1); ω opt /p = (0.9.91 1.1) 37.7/6 = (5.65 6.91) s -1 .
Пример конкретного выполнения 5. Пульсационно-центробежный смеситель, предназначенный для тех же целей, что и в примере 1, выполнен по схеме, представленной на фиг.2, но при этом число р=8.An example of a
В примере 1 из формул (8) и (9) получена оптимальная угловая частота колебаний ωопт=37.7 с-1. Из соотношений (6) и (7) находим угловую скорость вращения валаIn example 1, from formulas (8) and (9), the optimal angular frequency of oscillations ω opt = 37.7 s -1 was obtained. From relations (6) and (7) we find the angular velocity of rotation of the shaft
ω=(0.9÷1.1)·ωопт/р=(0.9÷1.1)·37.7/8=(4.24÷5.18) с-1,ω = (0.9 ÷ 1.1); ω opt /p = (0.9.91 1.1) 37.7/8 = (4.24 5.18) s -1 ,
обеспечивающую оптимальное проведение процесса с минимальными затратами энергии.providing optimal process performance with minimal energy consumption.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность использования вводимой в аппарат энергии за счет частичного преобразования вращательного движения мешалок в пульсации гетерогенной среды, уменьшить рассеяние энергии за счет сокращения уровня крупномасштабной турбулентности в объеме аппарата, повысить степень диспергирования капель и пузырей, а также повысить кинетические коэффициенты (коэффициенты тепло- и массопередачи) за счет локализованного преимущественно вблизи мешалки направленного ввода энергии, а также снизить осевые усилия на валу смесителя.Thus, the proposed device allows to increase the efficiency of the energy introduced into the apparatus due to the partial conversion of the rotational motion of the stirrers into pulsations of a heterogeneous medium, to reduce energy dissipation by reducing the level of large-scale turbulence in the apparatus, to increase the degree of dispersion of droplets and bubbles, and also to increase kinetic coefficients (heat and mass transfer coefficients) due to the directed energy input localized mainly near the mixer, and t Also reduce axial forces on the mixer shaft.
Claims (2)
где Z - амплитуда вертикального смещения z, м;
p - число, выбираемое из диапазона чисел 3, 4, 6 или 8;
φ - полярный угол, отсчитываемый в срединной плоскости мешалки относительно оси вращения мешалки, рад;
ψ - начальная фаза, рад,
причем диаметр мешалки d выбран из диапазона, определяемого по расчетной формуле
где D - диаметр корпуса смесителя, м,
а амплитуда вертикального смещения Z выбрана из диапазона, определяемого в соответствии с расчетной формулой
при этом у одной из мешалок, установленных на одном валу, начальная фаза ψ, входящая в расчетную формулу (1), задана равной нулю, а у второй мешалки установленной на том же валу, начальная фаза ψ задана равной π рад.1. A pulsation-centrifugal mixer, comprising a housing with reflective devices installed in it, one or more drive shafts, on each of which one or two stirrers are mounted, containing a hub and blades, characterized in that each of the blades is made in the form of a curved surface, obtained by rotating the generatrix, which is a straight line segment, around the axis of the mixer so that the end of the segment closest to the axis moves along the cylindrical surface of the hub, and the end of the segment remote from the axis moves along the path of the axis lying on an imaginary cylindrical surface, coaxial to the shaft so that the vertical displacement of the end of the segment from the median plane of the mixer corresponds to the calculation formula
where Z is the amplitude of the vertical displacement z, m;
p is a number selected from a range of numbers 3, 4, 6 or 8;
φ is the polar angle measured in the middle plane of the mixer relative to the axis of rotation of the mixer, rad;
ψ - initial phase, glad
moreover, the diameter of the mixer d is selected from the range determined by the calculation formula
where D is the diameter of the mixer body, m,
and the amplitude of the vertical displacement Z is selected from the range determined in accordance with the calculation formula
in this case, for one of the mixers installed on one shaft, the initial phase ψ included in the calculation formula (1) is set to zero, and for the second mixer installed on the same shaft, the initial phase ψ is set to π rad.
причем количество кольцевидных профилированных элементов на один больше, чем количество мешалок на каждом из приводных валов. 2. The pulsation-centrifugal mixer according to claim 1, characterized in that the number of mixers on all drive shafts is the same, reflective devices contain vertical racks located along the walls of the housing and attached annular shaped elements, the shape of which completely repeats the shape of the mixer, determined by the calculated formulas (1), (3), while the diameter of the Central hole in the profiled elements is made in accordance with the calculation formula
moreover, the number of annular shaped elements is one more than the number of mixers on each of the drive shafts.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142995/15A RU2379098C1 (en) | 2008-10-29 | 2008-10-29 | Pulsed-centrifugal agitator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142995/15A RU2379098C1 (en) | 2008-10-29 | 2008-10-29 | Pulsed-centrifugal agitator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2379098C1 true RU2379098C1 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=42120638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008142995/15A RU2379098C1 (en) | 2008-10-29 | 2008-10-29 | Pulsed-centrifugal agitator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2379098C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505349C1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-27 | Василий Агафонович Лотов | Rotary mixer |
| RU2552453C2 (en) * | 2010-03-17 | 2015-06-10 | КСИЛЕМ АйПи ХОЛДИНГЗ ЭлЭлСи | Screw propeller assembly containing one hub and at least two blades |
| RU2558578C1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Continuous action agitator |
| RU2780319C1 (en) * | 2022-02-04 | 2022-09-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Mixer |
-
2008
- 2008-10-29 RU RU2008142995/15A patent/RU2379098C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БРАГИНСКИЙ Л.Н. и др. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета. - Л.: Химия, 1984, с.15, 30. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552453C2 (en) * | 2010-03-17 | 2015-06-10 | КСИЛЕМ АйПи ХОЛДИНГЗ ЭлЭлСи | Screw propeller assembly containing one hub and at least two blades |
| RU2505349C1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-27 | Василий Агафонович Лотов | Rotary mixer |
| RU2558578C1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Continuous action agitator |
| RU2780319C1 (en) * | 2022-02-04 | 2022-09-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Mixer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9138699B2 (en) | Fractal impeller for stirring | |
| Hemrajani et al. | Mechanically stirred vessels | |
| US8783941B2 (en) | Method of ultrasonically treating a substance | |
| Yao et al. | Mixing performance experiments in impeller stirred tanks subjected to unsteady rotational speeds | |
| Barabash et al. | Theory and practice of mixing: A review | |
| Parvizian et al. | Macro-and micromixing in a novel sonochemical reactor using high frequency ultrasound | |
| EP0402317B1 (en) | Apparatus for mixing viscous materials | |
| RU2379098C1 (en) | Pulsed-centrifugal agitator | |
| EA017547B1 (en) | System and process for the production of chlorobenzene (variants) | |
| ES2375233T3 (en) | MIXING DEVICE FOR MIXING AT LEAST TWO FLUIDS, AND ITS USE. | |
| EA014897B1 (en) | System and process for the production of acetic anhydride | |
| Abiev | Process intensification in chemical engineering: General trends and Russian contribution | |
| Yang et al. | Micromixing efficiency in a multiphase reactor with a foam block stirrer | |
| JP4030073B2 (en) | Stirrer operation method | |
| JPS6271521A (en) | Method and apparatus for agitating at low speed | |
| RU180435U1 (en) | Rotary disc mixer | |
| RU2080168C1 (en) | Apparatus for washing away precipitate, suspending and agitating liquid (versions) | |
| Rakoczy et al. | Forced convection mass-transfer enhancement in mixing systems | |
| RU2720149C1 (en) | Method of activation of mixing process of liquid media and device for its implementation | |
| RU2492920C2 (en) | Mixer | |
| Wójtowicz | The vibromixers–a current state of research and trends of further investigations | |
| RU2543204C2 (en) | Liquid mixing method | |
| CN216778645U (en) | Agitating unit based on screw vibrations and vacuole principle | |
| Frankiewicz et al. | Gas-Liquid Mixing in an Unbaffled Vessel with a Forward-Reverse Rotating Scaba Impeller | |
| JPH10328544A (en) | Concentric double shaft turbo mixer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131030 |