SU1459701A2

SU1459701A2 - Аппарат дл перемешивани многофазных сред

Info

Publication number: SU1459701A2
Application number: SU833579339A
Authority: SU
Inventors: Юрий Викторович Мартынов; Николай Николаевич Торубаров; Алексей Николаевич Рудаков; Юрий Сергеевич Рязанцев; Юрий Николаевич Чупин; Владимир Петрович Шевченко
Original assignee: Институт Проблем Механики Ан Ссср; Московский Институт Химического Машиностроения
Priority date: 1983-04-15
Filing date: 1983-04-15
Publication date: 1989-02-23

Description

1

Изобретение относитс к химической технологии, предназначаетс дл интенсификации массообменных процессов в жидких средах и вл етс усовершенствованием известного аппарата по авт. св. № 1407529.

Известен аппарат дл перемешивани многофазных сред, содержащий корпус с крьшгкой, патрубки загрузки и выгрузки, приводной вал, соединенный посредстврм планетарной передачи с валом мешалок, размещенных по периферии корпуса, в котором планетарна передача вьшолнена в виде закрепленного на приводном валу входного поводка с шатунами, соединенными посредством кривошипов с сателлитами , кинематически св занными с неподвижным зубчатым колесом и выходным поводком, в опорах которого расположены валы сателлитов, жестко

соединенные с валами периферийных мешалок l

Недостатком известного аппарата вл етс недостаточно высока эффективность перемешивани .

Целью изобретени вл етс повышение эффекЖивности процесса перемешивани .

Поставленна цель достигаетс тем, что аппарат дл перемешивани многофазных сред, содержащий корпус с крьшжой, патрубки загрузки и выгрузки , приводной вал, соединенный посредством планетарной передачи с валами мешалок, размещенных по периферии корпуса, в котором планетарна передача выполнена в виде закрепленного на приводном валу входного поводка с шатунами, соединенными посредством кривошипов с сателлитами , кинематически св занными с

4ib СЛ

N)

неподвижным зубчатым колесом и вы :ходным поводком, в опорах которого расположены валы сателлитов, жестко соединенные с валами периферийных мешалок, дополнительно снабжен верхней и нижней центральными мешалками, при этом верхн мешалка жестко соединена с выходным поводком, а нижн - с приводным валом. ; Таким образом, в аппарате созда- етс сложное движение жидкости, .обусловленное взаимодействием гидродинамических потоков, созданных вращени- ;ем вокруг своей оси и движением по JKpyry периферийных мешалок с пото- :ками, созданными центральными ме- Ыалками. В предлагаемом аппарате уда етс снизить энергоемкость процес- ica, поскольку больша эффективность 1перемешивани может быть, получена с помощью мешалок меньшего диаметра, в то врем как мощность, расходуе- 1ма на осуществление процесса пере- ;мешивани , пропорциональна диаметру |мешалки в п той степени, Установка двух мешалок на оси (нижн мешкалка пропеллерна , а Ьерхн - лопастна или турбинна ) приводит к по влению в осевой плос- кости двухциркул рного течени и взвешенные в жидкости твердые часг тицы проход т последовательно через области центральных мешалок и периферийных мешалок, но, так как ско рости у этих мешалок различны, то это создает дополнительную разницу скоростей между твердой частицей и жидкостью, что приводит к увеличению интенсивности массообмена Так тверда частица, наход ща с в потоке, образованном периферийными мешалками , попадает в поток нижней центральной мешалки, у которой скорость вращени отличаетс от скорости вращени периферийных мешалок, следовательно , в течение некоторого времени скорость движени .частицы и жидкости-отличаютс о Затем скорость частицы становитс равной скорости жидкости, однако к э тому времени частица попадает в область верхней мешалки, скорость вращени которой отлична от скорости вращени нижней мешалки, затем из области верхней мешалки частица в потоке попадает в периферийным мешашкаМо

На фиг о I изображена кинематическа схема аппарата дл перемешивани

0

5

0

5

0

5

0

5

0

многофазных сред; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат содержит корпус 1 с крьш1- кой 2, патрубки загрузки 3 и выг- i рузки 4, двигатель 5 с приводным валом 6, периферийные мешалки 7 и вал с центральной нижней мешалкой 8, вращающейс с посто нной угловой ско ростью, входной поводок 9, соединенный с шатунами 10 кривошипами 11 и сателлитами 12, в опорах выходного поводка 13 расположены валы сателлитов 12, жестко соединенные с валами периферийных мешалок 7, сателлиты 12 кинематически соединены с неподвижным зубчатым колесом 14, Кроме того, выходной поводок 13 жестко св зан с полым валом 15, на котором закреплена центральна мешалка 16, вращающа с с переменной скоростью.

Аппарат работает следующим образом .

Вращение вала 6 двигател 5 передаетс валу с центральной нижней мешалкой 8, котора в результате вращаетс с посто нной угловой скоростью, и входному поводку 9, который, враща сь вокруг своей оси, передает движение шатунам 10 и через кривошипы 11 кинематически св занным с ним зубчатым сателлитам 12 и выходному поводку 13, в опорах которого наход тс валы сателлитов 12, За счет того, что кривошипы 11 эксцентрично установлены на сателлитах 12, наход щихс в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 14, углова скорость и ускорение зубчатых сателлитов 12 и выходного поводка 13 станов тс непосто нными во времени. Движение с внутрицикловым изменением амплитуды и угловой скорости выходного поводка 13.передаетс валам периферийных мешалок 7 и полому валу 15 центральной верхней мешалки 16.

Подобное движение частиц приводит к увеличению диффузионного потока j частицы:

j.O,98(V .

ДУ - относительна скорость

твердых частиц; D - коэффициент молекул рной

диффузии; d - диаметр частицы.

51

Оценим увеличение коэффициента массообмена в предлагаемом аппарате дл характерного случа процесса производства хлористого серебра (D , d 0,05 см). Как показывают расчеты, и V 10 см/с, b.Vj.p 5 см/Со (В аппарате без центральных мешалок &V „ 3 см/с). Уста новка центральных мешалок создает . интенсивное вторичное течение, что приводит к ликвидации застойных зон. Жидкость периферийными мешалками от- брасьшаетс к центру, где она заса- сьшаетс нижней металкой пропеллерного типа и поднимаетс вверх в

область верхней мешалки турбинного типа, где жидкость лопаст ми верхней мешалки отбрасьшаетс к периферии и засасьшаетс периферийными мешалками .

Таким образом, отношение диффузионного потока в аппарате с центральными мешалками к диффузионному по- 10 току в аппарате без центральных мешалок оказываетс равным 1,18, т.е. эффективность массообменных процессов увеличиваетс примерно на 18%, возникает интенсивное циркул ционное 15 течение, которое ликвидирует застойные зоны.

12. Щ

13т

Т

Claims

АППАРАТ ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ МНОГОФАЗНЫХ СРЕД по авт. св.

№ 1407529, отличающийся тем, что,'с целью повышения эффективности процесса перемешивания, он дополнительно снабжен верхней и нижней центральными мешалками, при этом верхняя мешалка жестко соединена с выходным поводком, а нижняя - с приводным валом.