SU1197718A1

SU1197718A1 - Аппарат для перемешивания

Info

Publication number: SU1197718A1
Application number: SU823493162A
Authority: SU
Inventors: Yurij V Martynov; Vasilij F Otinov; Aleksej N Rudakov; Lyudmila A Stashkova; Nikolaj N Torubarov; Yurij N Chupin
Original assignee: Inst Mek An Sssr
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1985-12-15

Description

Изобретение относится к химической технологии, предназначается для интенсификации массообменных процессов в жидких средах и 'может быть применено также в различных отраслях промышленности: химической , нефтеперерабатывающей, угольной, пищевой, микробиологи-; ческой, фармацевтической и т.д. в качестве смесителя или химического реактора.

Цель изобретения - качественное перемешивание среды с широким диапазоном вязкостей и концентрации растворяемых материалов за счет обеспечения непрерывного изменения угловой и вертикальной линейной скоростей за один цикл работы..

На чертеже показан аппарат с кинематической схемой зубчато-рычажного механизма, общий вид.

Аппарат содержит корпус 1 с крышкой 2, патрубками загрузки 2 и выгрузки 4, вертикальный вал 5 с мешалкой 6, соединенный с приводным валом 7 посредством зубчатого рычажного механизма 8, включающего центральное неподвижное зубчатое колесо 9, взаимодействующее с сателлитным колесом 10, установленным с возможностью вращения на входном поводке 11 и имеющим эксцентрично размещенный палец 12, кинематически связанный с выходным поводком 13. Зубчатый рьгчажный механизм 8 снабжен дополнительным сателлитным колесом 14, имеющим эксцентрично размещенный палец 15. Пальцы 12 и 15 расположены перпендикулярно валу 5 мешалки 6 и установлены на входном поводке 11 с возможностью скольжения и поворота. Вал 5 выполнен полым и внутри него размещен вал 16 с дополнительной мешалкой 17, жестко закрепленный на входном поводке 11. Приводной вал 7 приводится во вращение двигателем 18.

Аппарат работает следующим образом.

Вращение приводного вала 7 электродвигателя 18 передается входному поводку 11, который, вращаясь относительно оси вала, передает движение зубчатым сателлитным колесам 10 и 14, которые через пальцы 12 и 13 передают вращение и одновременно возвратно-поступательное

197718

движение вверх-вниз выходному поводку 13, жестко связанному с валом 5 мешалки 6. Мешалка 17, расположенная вблизи дна, вращается

5 с постоянной скоростью и препятствует осаждению на дно твердых частиц. В случае перемещения мешалки 6 вдоль оси со скоростью, при которой мешалка проходит путь боль10 ший ширины лопасти мешалки за время, необходимое для того, чтобы жидкость прошла от конца лопасти до боковой стенки корпуса, вытекающая из под лопастей мешалки струя

15 попадает в сносящийся поток, созданный мешалкой в предыдущий Μ07 мент времени. В области взаимодействия этих потоков будет наблюдаться значительная турбулизация.

2С

Если .в смесителях интенсивность турбулентных пульсаций вблизи лопастей мешалки в 10 раз больше, чем в остальном объеме, и спадает

25 по мере удаления от мешалки, то

наличие дополнительной области смешения приводит к некоторому увеличению интенсивности турбулентности вдоль радиуса. Таким образом область интенсивного турбулентного перемешивания существенно увеличивается и при движении мешалки вдоль оси эта область будет перемещаться вдоль оси и периодически будет проходить через любую точку объема.

35 Кроме того, в плоскости поперечного сечения, проходящей через ось аппарата, из-за вращения мешалок возникают замкнутые циркуляционные течения в области столкновения

⁴⁰ циркуляционных течений, вызванных вращением верхней и нижней мешалки, в этой области также будет наблюдаться значительная турбулизация потока. Из-за перемещения

45 верхней мешалки будет наблюдаться также смещение по объему этой области. Следовательно, структура усредненного течения в аппарате будет непрерывно меняться, что приво⁵⁰ дит к увеличению интенсивности турбулентности, а также к увеличению разницы скоростей между частицей и жидкостью, что приведет к интенсификации массообменных процессов.

55 Кроме того, тангенциальная скорость

частицы, находящейся в потоке, создаваемом нижней мешалкой 17, будет

значительно отличаться от танген197718

. 4

3

циальной скорости потока, создаваемой верхней мешалкой 6 и при попадании частицы из нижнего потока в верхний будет наблюдаться дополнительная интенсификация массообменных процессов.

Создаваемая структура потока и интенсивность турбулентности позволяет при сравнительно умеренных оборотах вращения мешалок поддерживать во взвешенном состоянии даже концентрированные суспензии.

Предложенный аппарат особенно эффективен для перемешивания растворов, вязкость которых меняется в процессе перемешивания. Так при увеличении вязкости турбулентные пульсации не возникают, вторичные течения практически отсутствуют и смешение происходит за счет того, что мешалка 6 смещается вдоль оси и производит процесс смешения периодически в каждой точке объема.

Рассмотренное выше сложное движение жидкости приводит к значительной разнице скоростей фаз.

10

15

20

25

Если твердая частичка небольших размеров меньше масштаба·турбулентных пульсаций, то.разница скоростей частицы и жидкости из-за перемещения мешалки вдоль оси аппарата приближенно равна скорости перемещения мешалки 6 вдоль оси. Диффузионный

поток с частицы равен

ί = 0,38 Ре*^/3 Ре - -~где д ν - разница скоростей твердой частицы и жидкости;

ду, - разница в азимутальных компонентах скорости;

- разница в осевых компонентах скорости, 4ν₂* А СО8Ц?!

» В созц^С.

Возьмем средние величины ду,, = А/2; ду, = В/2; А = 3 см. В = 10 сМ; ά »' 0,01 см.

Отношение

Л*

1,52^

4* диффу-

Claims

АППАРАТ ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ, содержащий корпус с крышкой, вертикальный вал с мешалкой, соединенный с приводным валом посредством зубчатого рычажного механизма, включающего центральное неподвижное зубчатое колесо, взаимодействующее с сателлитным колесом, установленным с возможностью вращения на входном поводке и имеющим эксцентрично размещенный палец, кинематически связанный с выходным поводком, отличающийся тем, что, с целью качественного перемешивания среды с широким диапазоном вязкостей и концентрации растворяемых материалов за счет обеспечения непрерыв- ного изменения угловой и вертикаль-; ной линейной скоростей за один цикл работы, зубчатый рычажный механизм снабжен дополнительным сателлитным колесом, имеющим экс- с

центрично размещенный палец, пальцы сателлитов расположены перпендикулярно валу мешалки и установлены на выходном поводке с возможностью скольжения и поворота, и вал мешалки выполнен полым, при этом входной поводок снабжен жестко закрепленным на нем валом с дополнительной мешалкой, размещенным в полом валу.

311 „„1197718

>

1

1