SU1099988A1 - Аппарат дл смешивани - Google Patents

Abstract

АППАРАТ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ твердого материала с жидкостью, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищем и открытым верхним торцом, тороидальную цилиндрическую обечайку с кольцевым днищем и крьшкой, коаксиально установленную снаружи корпуса и охватывающую его верхний открытый торец, бункер дл  твердого материала , соосно размещенный над корпусом, цилиндрический загрузочный патрубок, проход щий через крьшку и соедин ющий бункер с внутренней полостью корпуса, затвор, помещенный в загрузочный патрубок под бункером, и трубопроводы ввода и вывода жидкости и суспензии, тангенциально соединенные с нижними част ми корпуса и обечайки соответственно , отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса путем дополнительной закрутки смешиваемых компонентов, он снабжен цилиндроконическим отражателем, установленным на днище «Л внутри корпуса по его оси, криволинейным пластинами, закрепленными с в виде многозаходной спирали на наружной поверхности отражател , и наююнными лопатками, установленными под углом 60-70 на внутренней поверхности корпуса и обечайки. XI - :о эо X

Description

Изобретение относитс  к xи raчecкой промьшлениости, а именно к аппаратам дл  смешивани .

Известен аппарат дл  смешивани  порошкообразных или зернистых материапов , включающий бункер, и глиндрическую камеру смешени , устройства ввода и вывода перемешиваемого материала, распределительное устройство и сопла дл  подачи жидкой среды l.

Недостатками данного аппарата

 вл ютс  большие габариты и зна читевые гидравлические потери при обеспечении высокого качества смешени .

Известен аппарат дл  смешивани  твердых частиц, включающий бункер дл  засыпки сьшучего вещества, во-ронку дл  наполнени  компонентами. камеру перемешивани , в которой ус тановлены валы с лопаткамк и резег вуар - приемник гомогет-юй сме-си 2.

В указанном аппарате смелш- вз,ю1лее

устройство имеет вращающиес  в про

тивоположных направлени х валы, па которых расположены лопатки под различными угламз-1 относительно валов к параллельно им. Применение вращающихс  валов с лопаткам обеспечивае значительное уменьшение габаритов аппарата.

Недостатки данного аппарата значительный износ лопаток и высокп энергетические затраты на перемешивание .

Наиболее бпнзкнм к предлагаемому  вл етс  аппарат дл  смешивани  под воздействием центробежных сил включаюшдй корпус., кольцевые внутреннюю и наружную камеры смешени , патрубк ввода и вывода среды, устройство подачи твердых частиц З.

Б данном аппарате патрубок ввода жидкой среды тангенциально св зан с внутренней камерой смешени , в результате чего поступающа  лоедкость приобретает та,нгенциальное движение

Недостатками известного аппарата  вл ютс  большие энергозатраты и наличие вторичного контура переменивани .

Цель изобретени  интенсификаци  процесса путем дополнительной закрутки смешиваемых компонентов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что аппарат дл  смешивани  твердого материала с жидкостью, со держа1ции вертикальный цилиндрический корпус с днищем и открытым верхним торцом, тороидальную цилиндрическую обечайку с кольцевым днищем и крышкой, коаксиально установленну снар.оки корпуса и охватывающуро его верхний открытый торец, бункер дл  твердого материала, соосно размещенный над корпусом, цилиндрический загрузочный патрубок, проход ищй через крьш1ку и соедин ющий бункер с внутренней полостью корпуса, затвор, помещенный в загрузочный патрубок под бункером, и трубопроводы ввода и вывода жидкости и суспензии , тангенциально соединенные с 1 ;кними KicTHMi- Kojniyca и обечайки соответственно.. снабжен иилиндроко- иическим отражателем, установленным на дни е внутри корпуса по его спи, кризоливейньв-1рт пластинами, зркреплент-п м-т в виде многозаходной спирали на наружной поверхности отрггаател . и наклонными лопатрчами ,, установленньми под углом 60--70 на внутренней поверхности корпуса и обечайки.

На фиг.1 изображен предлагаемьй аппарат, продольный разрез; на фиг,2 сечение на фиг,1.

Аппарат дл  смешивани  твердого ма7ери.а,аа с; вз-здкостью содержит вертик шьньш л;нлкндрический корпус 1 с д(-:и;п,ем 2 и открытым верхним торцом , тороидальную цилиндрическую обечайку 3 с кольцевым днищем 4 и 5, коаксиально установленную снаруш-1 корпуса 1 и охватываю пло его всрх1п-1й открытый торец, бункер о дл  твердого материала,соосно размещенный над корпусом 1, цилиндрический загрузочный патрубок 7 ироход пщй через крьш1ку 5 и соедин ющий бушсер 6 с внутренней полостью корпуса, затвор 8, помещенный в загрузочньй патрубок 7 Год буккерок 6, трубопроводы 9 и 10 ввода и вывода жидкости и суспензии Т ;нген74иально соединенные с нижними част ми корпуса 1 и обечайки 3 соответственно; цилиндрический отражатель 11J зстановленный на днище 4 внутри корпуса 1 по его оси, криволинейные пластинь; 12, закрепленные в виде многозаходной спирали на наружной поверхности отражател  11, и 1аклоннь е лопатки 13, установле шые под углом 60-70- на внутренней поверхности корпуса 1 и обечайки 3, Аппарат работает следующим образом . Поток жидкости под давлением через тангенциально установленный трубопровод 9 поступает во внутренн полость корпуса 1, приобретает тангенциальное ускорение и закручиваетс  . ,Из бункера 6 в корпус 1 через патрубок 7 подаютс  твердые частищз Плавно стека  по магистральным каналам , образованньм криволинейными пластинами 12, установленными на на ружной поверхности цилиндроконического отражател  11, они подхватываютс  потоком жидкости и закручиваютс  вместе с ним. Количество подаваемых частиц регулируетс  затвором 8. Внутри обечайки 3 перемешивание осуществл етс  также за счет турбулизации потока, создаваемой лопатками 13, установленными под углом 60-70° Закрученный noTqK жидкости твердых частиц по мере поступлени  жидкой среды через тру провод 9 ввода поднимаетс  в верхнюю часть корпуса 1 и поступает в наружную обечайку 3, где осуществл  етс  дальнейшее более полное перемешивание за счет дополнительной турбулизации, создаваемой лопатками 13, Полученна  гомогенна  смесь выводитс  через трубопровод 10 вывода , тангенциально св занный с на ружной обечайкой 3 дл  гашени  тан генциального импульса твердых частиц . В прототипе требуемое качество перемешивани  достигаетс  за счет многократной циркул ции перемешива емых материалов по вторичному конт ру перемешивани  и больших окрукны скоростей жидкости. Большие массогабаритные характеристики аппарата дл  смешивани  и значительные энер гетические затраты на смешение рез ко сужают область использовани  установки. Высокие скорости вращени  жидкости необходимы дл  вовлечени  ма симального количества сыпучего материала , подаваемого в приосевую зону, в процесс перемешивани .Одна какими бы высокими не были скорости жи кости на периферии,на оси аппарата ско рость всегда равна нулю, поэтому часть материала всегда исключена и процесса перемешивани . Этим и объ-  сн етс  создание вторичного контура перемешивани . С целью обеспечени  равномерного перемешивани  всей массы частиц, вводимых вдоль оси, в центральной зоне устанавливаетс  цилиндроконический отражатель. При его установке (и без него, как в прототипе) количество движени , приобретенное при вертикальном движении материала под действием силы т жести, компенсируетс  при ударе частиц о дно аппарата , что приводит к его быстрой зрозии. С целью устранени  ударов частиц о дно и обеспечени  предварительной закрутки частиц в направлении движени  жидкости на поверхности цилиндроконического тела вращени  закрепл ютс  изогнутые пластины, которые образуют многозаходную спираль. При движении частиц по каналам, образованным изогнутыми пластинами, обеспечиваетс  переход потенциальной энергии, которой обладают материалы в бункере, в кинематическую знергию ;Вращени . Это позвол ет снизить скорость вращени  жидкости на входе в камеру смешени . Дл  формировани  потенциального вихр  необходимо часть тела вращени  у основани  вьшолнить цилиндрическим . Высота цилиндрической части должна быть не меньше 1,2 высоты направл ющего аппарата. Дальнейшее снижение скорости вращени   сидкости при сохранении качества перемешивани  достигаетс  за счет установки на внутренних поверхност х камер смешени  наклонных пластин. При обтекании таких пластин за каждой из них образуетс  вихрь, который перемещаетс  в окружном направлении, вовлека  смешиваемые материалы в дополнительное вихревое движение. Поскольку образовавшиес  вихри затухают достаточно быстро на длине участка окружности пор дка 12-14, оптимальное число пластин составл ет величину в пределах 8-12. Как показали экспериментальные исследовани , проведенные на аппарать диаметром 600 мм, высотой 600 мм с центральным цилиндроконическим телом вращени  с диаметром у основани  260 мм, оптимальный угол наклона 5 Пластин к радиусу окружности, проведенному из основани  пластины в центр, лежит в пределах 60-70°. При углах наклона свьше 70 отклонение Потока от окружности и размер вихрей за пластинами оказьгааютс  столь малы ми, что практически не вли ют на качество перемешивани . При углах менее 60 происходит отрыв потока от пластины с образованием кавитационно полости, т.е. происходит как бы сниж ние объема дл  перемешивани . Таким образом, только при углах между пластиной и радиусом в пределах 6088 70 перемешивание становитс  на пор док вьппе чем без пластин. Высокое качество смешени  достигаетс  при отсутствии вторичного контура перемешивани  и при снижении окружной скорости жидкости на входе с 12 до 6 м/с. Снижение скорости в два раза обеспечивает уменьшение гидравлических потерь на закрутку потока в 4 раза, соответственно эксплуатационные расходы на смешение снижаютс  на 15-20%. Устранение вторичного контура снижает капитальные расходы на 30%.

Г -/

Claims (1)

1. АППАРАТ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ твердого материала с жидкостью, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищем и открытым верхним торцом, тороидальную цилиндрическую обечайку с кольцевым днищем и крышкой, коаксиально установленную снаружи корпуса и охватывающую его верхний открытый торец, бункер для твердого материала , соосно размещенный над корпусом, цилиндрический загрузочный патрубок, проходящий через крышку и соединяющий бункер с внутренней полостью корпуса, затвор, помещенный в загрузочный патрубок под бункером, и трубопроводы ввода и вывода жидкости и суспензии, тангенциально соединенные с нижними частями корпуса и обечайки соответственно, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса путем дополнительной закрутки смешиваемых компонентов, он снабжен цилиндроконическим отражателем, установленным на днище внутри корпуса по его оси, криволинейнымц пластинами, закрепленными в виде многозаходной спирали на наружной поверхности отражателя, и наклонными лопатками, установленными под углом 60-70° на внутренней поверхности корпуса и обечайки.