Изобретение относитс к аппаратам дл проведени при перемешиваини физических и химических процессов в жидких средах , преимуществеИно дл полимеризации дисперсий мономеров в жидкостных системах , и может быть использовано в химической , биологической и других отрасл х промышленности. Известен реактор с корпусом, оснащенным мешалкой с приводом вращени , лопасти которых имеют форму с профилем сечени элементов, близким к удобнообтекаемому профилю, включающий рубашку дл нагрева и охлаждени среды, патрубки дл загрузки и выгрузки из реактора полимеризациониой среды, патрубки дл подачи и отвода из рубашки теплоносител (хладагента) 1. Однако дл этого реактора характерна недостаточна эффективность процесса и низкое качество получаемого продукта. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс реактор, содержащий корпус, установленную в нём мешалку с рабочими элементами лопастей, выполненными в форме усеченного конического насадка с лопатками , закрепленными на внутренней поверхности насадка под углом к образующей корпуса. Насадки с помощью радиальных кронштейнов креп тс к ступице мешалки, установленной на валу с приводом вращени . Поток полимеризационной среды, протекающей через насадок, закручиваетс лопатками , конусность насадка приводит к образованию градиента скорости в потоке, обтекающем насадок. Закрутка потока и дополнительный градиент скорости интенсифицируют перемешивание в объеме реактора и повышают скорость тепломассообмена в полимеризационной среде 2. Недостатком данного реактора Явл етс то, что взаимодействие лопаток насадка и среды приводит к возникновению крут щего момента вокруг оси насадка, вследствие чего в сечени х насадка и кронштейна при вращении мешалки приложены изгибающие моменты, нормальные плоскости вращени мешалки. В этой св зи дл обеспечени жесткости мешалки толщина сечений профилей насадка и кронштейна должна увеличиватьс , что делает элементы мешалки менее обтекаемыми и более подверженными обрастанию полимеризации корками. Обрастание мешалки реактора полимером вызывает изменение характеристик мешалки и нарушение гидродинамического режима перемеЩивани в реакторе. При сушественном обрастании лопастей полимером вследствие увеличени лобового сопротивлени и сопротивлени трени может произойти перегрузка привода мешалки. Неуравновешенные массы корок полимера привод т к динамической неустойчивости ротора реактора (мешалка - вал), увеличению вибрации и возрастанию циклических нагрузок, действующих на ротор. Особенно существенны эти влени в реакторах больщого объема, где ротор может иметь диаметр более двух метров . В целом это снижает надежность реактора в работе, приводит к его остановкам дл чистки мешалки от корок полимера и тем самым к снижению производительности . Целью изобретени вл етс повышение надежности реактора и увеличение его производительности. Указанна цель достигаетс тем, что в реакторе дл полимеризации в жидкостных дисперсных системах, содержащем корпус с рубашкой, привод, соединенный с ним приводной вал, с установленными на нем посредством кронштейнов конусными насадками , на внутренней поверхности которых закреплены под углом к образующей турбулизирующие лопатки, насадки снаб- -- -- --« жены дополнительными лопатками, закрепленными на их наружной поверхности под углом, противоположным углу наклона турбулизирующих лопаток. При этом реактор снабжен установленными параллельно основным дополнительными кронштейнами. Снабжение насадков системой лопаток, установленных концентрично и перекрестно , позвол ет получить в потоке реактора спутные противоположно закрученные струи, стекающие с насадков. Перекрестное течение в стру х интенсифицирует перемешивание в реакторе, увеличивает скорость тепло- и массообмена в полимеризационной среде. Взаимодействие среды с лопатками и контрлопатками приводит к возникновению пар противоположно действующих относительно оси насадка крут щих моментов , которые могут уравновешиватьс . Изгибающие моменты в сечени х насадка и кронщтейна, возникающие при вращении мещалки, вследствие этого уменьщаютс , что позвол ет уме 1ьшить толщины сечений и тем самым повысить обтекаемость профилей , снизить площадь поверхности пр мо соударени мещалки и полимеризующихс в потоке реактора полимерно-мономерных частиц, предотвратить коркообразованиё на поверхност х элементов мешалки, этому же способствует выполнение кронштейна в виде русов плоских спиц с удобообтекаемым профилем сечени , так как суммарна толщина спиц такого кронштейна может быть меньшем, чем у одно русного кронштейна при одинаковом моменте сопротивлени изгибу. При этом увеличиваетс суммарна поверхность кронштейна в плоскост х, перпендикул рных валу мешалки (бокова поверхность кронштейна). Увеличение боковой поверхности кронштейна и расположение его спиц на различных уровн х по высоте реактора повышает предел д1 намически устойчивого . движени ротора , вследствие демпфировани кронштейнами при взаимодействии со средой вибрационных колебаний вала и мешалки. На фиг. 1 изображен вариант реактора, общий вид; на фиг, 2 и 3 - ротор реактора. Ротор состоит из корпуса 1 с патрубками 2 и 3 дл загрузки и выгрузки полимеризационной среды, рубашки 4 с патрубками 5 и 6 дл подачи и отвода хладагента (теплоносител ), ротора 7, в который входит вал 8 с приводом вращени (не показан ) и мешалка 9. Мешалка 9 включает ступицу 10, на которой креп тс основные 11 и дополнительные 12 кронштейны с усеченными конусными насадками 13. На насадках 13 закреплена система турбулизирующих 14 и дополнительных 15 лопаток. Реактор работает следующим образом. В патрубок 2 загружаетс исходна полимеризационна среда (жидкий мономер, нейтральна жидкость, инициатор и добавочные компоненты). В потоке среды, создаваемом при вращении мешалки 9, мономер диспергируетс в нейтральной жидкости . Эмульси мономера нагреваетс при подаче в рубашку 4 теплоносител , вследствие чего действует инициатор полимеризации и в капл х мономера начинаетс полимеризаци . Образующиес полимерно-мономерные частицы выдел ют тепло, которое с помощью нейтральной жидкости отводитс через стенку корпуса 1 при подаче в рубашку 4 хладагента. В ходе полимеризации полимерно-мономерные частицы превращаютс в твердые полимерные частицы, которые вывод тс из реактора через патрубок 3. Среда в реакторе совершает сложное трехмерное движение. Вследствие давлени лобовых поверхностей мещалки 9 на среду и трени ее о поверхность мешалки 9 устанавливаетс вращательное движение вокруг оси корпуса 1. В результате действи центробежной силы, радиальных и осевых составл ющих силы давлени насадков 13 на среду возникает также радиально-осевое течение из области, ометаемой мешалкой 9, К стенке корпуса 1, далее вверх и вниз вдоль стенки корпуса 1 и затем вдоль оси корпуса 1 в область мешалки 9. На этот врашдтельнб-радиально-осевой поток накладываетс локальна структура течени среды в стру х, стекающих с насадков 13, где из-за конусности насадков 13 возникают локальные градиенты скорости, струи закручиваютс относительно оси насадков 13 турбулизирующими 14 и дополнительными 15 лопатками послойно в противоположных направлени х, образу области перекрестного течени объемов среды. Турбулизирующие 14 и дополнительные 15 лопатки при взанмодействии со средой вызывают крут щие моменты на насадок 13, относительно его оси, моменты сил, уравновешивающие друг друга. При высоких скоросгах вращени ротора 7 поток среды турбулизируетс , т. е. на описанное упор доченное движение накладываетс также неупор доченное , хаотическое движение отдельных объемов среды. В сло х среды, прилегающих непосредственно к поверхност м элементов мешалки 9, среда и полимеризирующиес частицы движутс преимущественно по касательным траектори м относительно мешалки 9. Область максимальных сил соударени полимеризующихс частиц и мешалки 9 ограничиваетс площадью лобовых кромок элементов мещалки 9. Вибрационные колебани ротора 7 в плоскости его оси, возникающие из-за неуравновешенности масс элементов мешалки 9 и вследствие гидродинамически нестабильного течени среды в турбулентном потоке, демпфируютс при взаимодействии кронштейнов и среды. Снабжение насадков системой турбулизируюших лопаток и дополнительных лопаток , установленных концентрично и перекрестно , путем организации перекрестного течени среды интенсифицирует перемешивание в объеме реактора и увеличивает скорость тепло- и массообмена в полимеризационной среде, а также, вследствие уравновешивани моментов сил, действующих на насадки при вращении мешалки в среде реактора, снижает изгибающие нагрузки на насадки и кронштейнь мещалки. Благодар выполнению кронштейнов мешалки в виде русов, плоских спиц, увеличиваетс , вследствие развитой боковой поверхности кронштейнов и расположени их спиц на различных уровн х, демпфирующее действие кронштейнов, уменьшаетс вибраци роторов реактора, снижаютс циклические нагрузки на рот.ор в плоскости оси ротора . Снижение изгибающих усилий на элементы мешалки позвол ет уменьшить толщину профилей сечени элементов мешалки л тем самым устранить коркообразование на поверхности мешалки. В результате предлагаемое устройство реактора повышает его надежность, уменьшает цикл полимеризации , увеличивает производительность реактора . Опытно-промышленные испытани варианта предлагаемого устройства в качестве реактора дл полимеризации винилхлорида в дисперсной жидкостной системе (суспензионным методом) показали, что поверхности реактора мешалки не нуждаютс в чистке, а врем гомогенизации исходных компонентов полимеризационной среды уменьшаетс в 1,3 раза.The invention relates to apparatus for carrying out physical and chemical processes in liquid media with agitation, advantageously for the polymerization of monomer dispersions in liquid systems, and can be used in the chemical, biological and other industries. A known reactor with a housing equipped with a rotationally driven mixer, the blades of which have a shape with a sectional profile of elements close to a conveniently flowing profile, including a jacket for heating and cooling the medium, branch pipes for loading and unloading from the polymerization reactor, and branch pipes for feeding and draining coolant (refrigerant) 1. However, this reactor is characterized by insufficient process efficiency and low quality of the product. The closest to the invention to the technical essence and the achieved effect is a reactor, comprising a housing, an agitator installed in it with working elements of the blades, made in the form of a truncated conical nozzle with blades fixed on the inner surface of the nozzle at an angle to the generator of the housing. The nozzles are attached to the hub of the agitator mounted on a rotary driven shaft using radial arms. The flow of the polymerization medium flowing through the nozzles is twisted by paddles; the taper of the nozzle leads to the formation of a velocity gradient in the flow flowing around the nozzles. Spin flow and an additional velocity gradient intensify mixing in the reactor bulk and increase the heat and mass transfer rate in the polymerization medium 2. The disadvantage of this reactor is that the interaction between the nozzle blades and the medium leads to a torque around the nozzle axis, resulting in nozzles and during rotation of the stirrer, bending moments are applied, normal planes of rotation of the stirrer. In this regard, to ensure the stiffness of the stirrer, the thickness of the cross sections of the nozzle and bracket profiles should be increased, which makes the elements of the stirrer less streamlined and more susceptible to fouling polymerization with crusts. The fouling of the reactor agitator with polymer causes a change in the characteristics of the agitator and a violation of the hydrodynamic mode of displacement in the reactor. When the blades are overgrown with polymer due to an increase in drag and friction resistance, an agitator drive overload may occur. Unbalanced masses of polymer crusts result in dynamic instability of the reactor rotor (agitator – shaft), an increase in vibration and an increase in cyclic loads acting on the rotor. These phenomena are particularly significant in large-volume reactors, where the rotor may have a diameter of more than two meters. In general, this reduces the reliability of the reactor in operation, causes it to stop cleaning the agitator from the polymer crusts, and thus to reduce productivity. The aim of the invention is to increase the reliability of the reactor and increase its performance. This goal is achieved by the fact that in a polymerization reactor in liquid dispersed systems comprising a jacket body, an actuator, a drive shaft connected to it, with conical nozzles mounted on it by means of brackets, on the inner surface of which they are fixed at an angle to the turbulizing blades forming nozzles Providing - - - - “wives with additional blades fixed on their outer surface at an angle opposite to the angle of inclination of the turbulizing blades. In this case, the reactor is equipped with installed in parallel the main additional brackets. The supply of nozzles with a system of blades installed concentrically and crosswise allows one to obtain in the reactor flow a tangled, oppositely swirling jet flowing from the nozzles. Cross flow in the jet intensifies mixing in the reactor, increases the rate of heat and mass transfer in the polymerization medium. The interaction of the medium with the blades and counter flaps leads to the emergence of pairs of torques that act oppositely to the nozzle axis, which can be balanced. The bending moments in the nozzle and the brackets, which occur during the rotation of the mixer, decrease as a result, which allows one to understand the thickness of the sections and thereby increase the streamline of the profiles, reduce the surface area of the collider and polymer-monomer particles polymerizing in the reactor flow, to prevent crusting on the surfaces of the elements of the agitator, this is also facilitated by the implementation of the bracket in the form of Rus flat ridges with a streamlined profile of the section, as the total thickness of the spokes of such a matte can be smaller than that of a single-tiered bracket at the same moment of resistance to bending. This increases the total surface of the bracket in planes perpendicular to the shaft of the agitator (side surface of the bracket). An increase in the side surface of the bracket and the location of its spokes at various levels along the height of the reactor increases the limit d1, which is dynamically stable. rotor movement due to damping with the brackets when the vibrating oscillations of the shaft and the agitator interact with the medium. FIG. 1 shows a variant of the reactor, a general view; FIGS. 2 and 3 show a reactor rotor. The rotor consists of a housing 1 with nozzles 2 and 3 for loading and unloading a polymerization medium, a jacket 4 with nozzles 5 and 6 for supplying and discharging a coolant (heat carrier), a rotor 7 which includes a rotational shaft 8 (not shown) and a stirrer 9. The mixer 9 includes a hub 10, on which the main 11 and an additional 12 brackets with truncated conical nozzles 13 are fastened. On the nozzles 13 a system of turbulizing 14 and an additional 15 blades is fixed. The reactor operates as follows. The nozzle 2 is loaded with the initial polymerization medium (liquid monomer, neutral liquid, initiator, and additional components). In the medium flow created by rotating the stirrer 9, the monomer is dispersed in a neutral liquid. The monomer emulsion is heated when the coolant is fed into the jacket 4, as a result of which the polymerization initiator acts and polymerization begins in the monomer drops. The resulting polymer-monomer particles release heat, which with the help of neutral liquid is removed through the wall of the housing 1 when coolant is fed into the jacket 4. During the polymerization, polymer-monomer particles are converted into solid polymer particles, which are withdrawn from the reactor through nozzle 3. The medium in the reactor makes a complex three-dimensional motion. Due to the pressure of the frontal surfaces of the broomstick 9 on the medium and its friction against the surface of the mixer 9, a rotational movement is established around the axis of the housing 1. As a result of the centrifugal force, the radial and axial components of the pressure forces of the nozzles 13, a radial-axial flow also occurs from the area swept by the stirrer 9, To the wall of the housing 1, further up and down along the wall of the housing 1 and then along the axis of the housing 1 to the area of the stirrer 9. A local structure of the flow of the medium is superimposed on this wall-radial-axial flow The flowing out of the nozzles 13, where local velocity gradients occur due to the taper of the nozzles 13, the jets spin around the nozzle axis 13 with turbulizing 14 and additional 15 blades in layers in opposite directions to form a cross-flow area of the medium. The turbulizing 14 and additional 15 blades, when exposed to the medium, cause torques on the nozzles 13, relative to its axis, moments of forces, which balance each other. At high speeds of rotation of the rotor 7, the flow of the medium is turbulent, i.e., the random, chaotic movement of individual volumes of the medium is superimposed on the ordered movement described. In the layers of the medium adjacent directly to the surfaces of the elements of the agitator 9, the medium and the polymerizing particles move mainly along tangential trajectories relative to the agitator 9. The area of maximum impact forces of the polymerizing particles and the agitator 9 is limited by the area of the frontal edges of the mixer elements 9. Vibrational oscillations of the rotor 7 the planes of its axis, arising due to the imbalance of the masses of the elements of the stirrer 9 and due to the hydrodynamically unstable flow of the medium in the turbulent flow, are damped at interaction brackets and environments. The supply of nozzles with a system of turbulent blades and additional blades installed concentrically and crosswise, by organizing cross-flow of the medium, intensifies mixing in the reactor volume and increases the rate of heat and mass transfer in the polymerization medium and, due to the balancing of the torques acting on the nozzles when the agitator is rotated environment of the reactor, reduces bending loads on the nozzles and the broomstick bracket. Due to the implementation of the stirrer's brackets in the form of Rus, flat spokes, increases, due to the developed side surfaces of the brackets and the location of their spokes at different levels, the damping effect of the brackets, the vibration of the rotors of the reactor is reduced, the cyclic loads on the rotor in the axis of the rotor are reduced. The reduction of the bending forces on the elements of the mixer allows to reduce the thickness of the profiles of the cross section of the elements of the mixer and thereby eliminate the crust formation on the surface of the mixer. As a result, the proposed reactor device increases its reliability, reduces the polymerization cycle, increases the productivity of the reactor. Pilot-industrial tests of the proposed device as a reactor for the polymerization of vinyl chloride in a dispersed liquid system (suspension method) showed that the surfaces of the reactor of the stirrer do not need cleaning, and the time of homogenization of the initial components of the polymerization medium is reduced by 1.3 times.
II
1515
/5/five
Фиг.ЕFig.E
1515
Фиг,.3FIG. 3