Изобретение относитс к устройствам дл перемешивани систем жидкость- жидкость, жидкость-газ, жидкость-твердое тело и проведени эндо-и экзотермических реакций со значительными тепловыми эффектами и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической , медицинской и других отрасл х промышленности. Известен аппарат с виброперемешиванием . Аппарат содержит емкость, дебалансные вибраторы, шток, перемешиваюший перфорированный диск, демпфирующие пружины 1. Однако в-известном аппарате недостаточна устойчивость вибрирующей системы. При работе в неустановившемс режиме возникают поперечные колебани штока, вызывающие перекос его и поломку. Кроме того, в аппарате не решен вопрос интенсификации теплообмена и он не предназначен дл проведени процессов со значительными тепловыми потоками. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс аппарат с вибрационным перемешиванием, содержащий емкость, вибропривод , демпфер, полый шток с перемешивающим органом, на котором закреплено теплообменное устройство 2. В данном аппарате не решен вопрос увеличени устойчивости вибрирующей системы за счет гидроторможени вследствие отсутстви в аппарате плоских вертикальных поверхностей , кроме того, недостаточно интенсивно протекает теплообменный процесс. Цель изобретени - интенсификаци процесса при увеличении надежности работы аппарата за счет гидроторможени вибрирующей системы в поперечном направлении. Поставленна цель достигаетс тем, что в аппарате, содержащем емкость, вибропривод , демпфер, полый шток с перемешивающим органом, на котором закреплено теплообменное устройство, перемешивающий орган выполнен в виде дисков с сопловыми отверсти ми, а теплообменное устройство - в виде вертикально расположенных пустотелых ребер, установленных между дисками и сообщенных с полым щтоком. При этом ребра теплообменного устройства соединены между собой посредством кольцевого коллектора. На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат , общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Аппарат с виброперемешиванием содержит емкость 1, узел вибропривода 2, шток 3 с перемешивающими органами 4, неподвижную трубу 5, герметично скрепленную с крышкой аппарата, демпфер в виде пружины 6 еплообменное устройство 7, жестко закрепленное на штоке и перемешивающих органах. Теплообменное устройство 7 состоит из плоских пустотелых ребер, соединенных между собой коллекторами 8. Шток изготовлек полым и состоит из двух коаксиально расположенных труб: встроенного подвод щего 9 и наружного отвод щего 10 патрубков. Перемешивающие органы выполнены в виде дисков с сопловыми отверсти ми 11. Аппарат работает следующим образом. Создаваемое виброприводом 2 возвратнопоступательное движение передаетс штоку 3, жестко закрепленным на нем перемешивающим диском 4 и теплообменному устройству 7. Теплоноситель, поступа через внутренний патрубок 9 в пустотелые ребра и нижний коллектор 8, поднимаетс внутри ребер до уровн верхнего коллектора 8 и выводитс через полый патрубок 10. Жесткое закрепление теплообменного устройства с виброприводом, штоком и перемешивающими перфорированными дисками позвол ет передавать ему вибрацию с частотой и амплитудой, необходимыми дл проведени процесса перемешивани и теплообмена . При вибрации теплообменного устройства , расположенного между перемешивающими дисками, его плоска поверхность интенсивно омываетс циркул ционным потоком , создаваемым сопловыми отверсти ми перфорированных перемешивающих устройств . Вследствие передачи вибрации теплообменномуустройству нарущаютс в зкие пограничные слои как со стороны среды, так и со стороны теплоносител , что вызывает увеличение коэффициентов теплопередачи и интенсификацию теплообмена в аппарате. Коэффициент теплопередачи увеличиваетс с 3-х до 6-ти раз в зав симости от частоты и амплитуды колебаний и во столько же раз уменьщаетс необходима дл проведени процесса поверхность теплообмена. Поэтому теплообменные устройства можно выполн ть с минимальной поверхностью теплообмена, что приводит к уменьшению металлоемкости аппарата в целом. Вертикальные пустотелые ребра теплообменной поверхности можно набирать различного количества и высоты, необходимой дл отвода или подвода тепла, без нарушени структуры циркул ционного потока, создаваемого сопловыми отверсти ми перемешивающих дисков, т. е. без ухудшени перемешивани . Кроме этого, выполнение-теплообменного устройства из набора плоских пустотелых ребер позвол ет увеличить устойчивость вибрирующей системы за счет уничтожени паразитных поперечных колебаний щтока вследствие гидроторможени вибросистемы в поперечном направлении плоскими ребристыми поверхност ми теплообменных устройств .The invention relates to devices for mixing liquid-liquid, liquid-gas, liquid-solid systems and carrying out endo-and exothermic reactions with significant thermal effects and can be used in the chemical, petrochemical, microbiological, medical and other industries. Known apparatus with vibrating. The apparatus contains capacitance, unbalance vibrators, a rod, a perforated mixing disk, and damping springs 1. However, in the well-known apparatus, the stability of the vibrating system is insufficient. When operating in unsteady mode, transverse oscillations of the rod occur, causing it to skew and break. In addition, the apparatus has not resolved the issue of intensification of heat transfer and it is not intended for carrying out processes with significant heat fluxes. The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is an apparatus with vibration mixing, containing a capacitance, vibration drive, damper, a hollow rod with a stirring organ, on which the heat exchanger 2 is fixed. In this apparatus the issue of increasing the stability of the vibrating system due to hydraulic braking is not resolved due to the absence of flat vertical surfaces in the apparatus, moreover, the heat exchange process is not intensive enough. The purpose of the invention is to intensify the process while increasing the reliability of the apparatus due to the hydraulic braking of the vibrating system in the transverse direction. The goal is achieved by the fact that in an apparatus containing a tank, a vibration drive, a damper, a hollow rod with a stirring organ on which a heat exchanger is fixed, the stirring organ is made in the form of discs with nozzle holes, and the heat exchanger is in the form of vertically arranged hollow fins, installed between the discs and communicated with the hollow shaft. In this case, the fins of the heat exchange device are interconnected by means of an annular collector. FIG. 1 shows the proposed apparatus, a general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1. The device with vibrating mixing contains a tank 1, a vibrating drive assembly 2, a stem 3 with mixing bodies 4, a fixed pipe 5 sealed to the apparatus lid, a damper in the form of a spring 6, a heat exchanger 7 fixed on the rod and mixing bodies. The heat exchanging device 7 consists of flat hollow fins interconnected by manifolds 8. The rod is hollow and consists of two coaxially arranged pipes: an integrated inlet 9 and an external outlet 10 nozzles. Mixing bodies are made in the form of discs with nozzle holes 11. The apparatus operates as follows. The reciprocating movement created by the vibrodrive 2 is transmitted to the rod 3, the stirring disk 4 rigidly fixed on it and the heat exchanging device 7. The heat transfer medium, passing through the internal nozzle 9 into the hollow ribs and the lower collector 8, rises inside the ribs to the level of the upper collector 8 and is output through the hollow nozzle 10 The rigid fixing of the heat exchanger with a vibro-drive, a rod and perforated mixing discs allows it to transmit vibration with the frequency and amplitude necessary for carrying out the process of mixing and heat transfer. When the heat exchanger device located between the mixing disks vibrates, its flat surface is intensively washed by the circulation flow created by the nozzle holes of the perforated mixing devices. Due to the transfer of vibration to the heat exchanging device, the viscous boundary layers are disturbed both from the medium and from the heat carrier side, which causes an increase in heat transfer coefficients and an intensification of heat exchange in the apparatus. The heat transfer coefficient increases from 3 to 6 times depending on the frequency and amplitude of oscillations and decreases by the same time for the process of heat exchange surface. Therefore, heat exchangers can be performed with a minimal heat exchange surface, which leads to a decrease in the metal consumption of the apparatus as a whole. The vertical hollow fins of the heat exchanging surface can be accumulated with various amounts and heights necessary to remove or supply heat without disturbing the structure of the circulation flow created by the nozzle holes of the stirring discs, i.e., without deterioration of the mixing. In addition, the execution of a heat exchanging device from a set of flat hollow ribs allows increasing the stability of the vibrating system due to the destruction of parasitic transverse oscillations of the brush due to the hydraulic braking of the vibration system in the transverse direction by flat ribbed surfaces of heat exchangers.
Подвижность вибрирующей системы со .хран етс только вдоль вертикальной оси.The mobility of the vibrating system is maintained only along the vertical axis.
что необходимо дл перемешивани . Уничтожение паразитных попереиных колебаний штока, привод щих к перекосу и поломке штока, позвол ет увеличить врем наработки на отказ аппарата до 2000 ч.which is necessary for mixing. Destruction of parasitic transverse oscillations of the stem, leading to distortion and breakage of the stem, allows increasing the time between failures of the apparatus up to 2000 hours.
8eight
Фиг.22