SU1549571A1

SU1549571A1 - Статический лопастный смеситель

Info

Publication number: SU1549571A1
Application number: SU884447300A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Георгиевич Медведев; Владимир Анатольевич Романов; Елена Андреевна Мельник; Николай Иванович Тышкевич; Галина Макаровна Деточка; Николай Николаевич Косиюк
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт химической промышленности
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-03-15

Abstract

Изобретение может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической промышленности и позвол ет интенсифицировать процесс смешени . Смеситель содержит цилиндрический корпус, внутри которого установлены винтовые смесительные элементы. На боковых кромках элементов выполнены надрезы. Высота надрезов равномерно уменьшаетс от /0,3-0,4/ D в центре до /0,05-0,1/ D у торцовых кромок смесительного элемента, где D - внутренний диаметр корпуса. Наличие надрезов переменной высоты позвол ет дополнительно рассекать на струи периферийный слой жидкости. Возникающие при этом поперечные пульсации различной амплитуды интенсифицируют массоперенос по всему объему смесител . 3 ил.

Description

(21)4447300/23-26

(22)27.06.88

(46) 15.03.90. Бюл. К 10

(71)Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт химической промышленности

(72)Э. Г. Медведев, В. А. Романов, Е. Л. Мельник, Н. И. Тышкевич,

Г. М. Деточка и Н. Н. Косиюк

(53)66.063(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1230655, кл. В 01 F 5/06, 1983.

За вка ФРГ № 3539426, кл. В 01 F 3/08, 1987.

(54)СТАТИЧЕСКИЙ ЛОПАСТНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ

(57)Изобретение может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической промышленности и позвол ет интенсифицировать процесс смешени . Смеситель содержит цилиндрический кор - пус, внутри которого установлены винтовые смесительные элементы. На боковых кромках элементов выполнены надрезы. Высота надрезов равномерно уменьшаетс от (0,3-0,4)d в центре до (0,05-0,l)d у торцовых кромок смесительного элемента, где d - внутренний диаметр корпуса. Наличие надрезов переменной высоты позвол ет дополнительно рассекать на струи периферийный слой жидкости. Возникающие при этом поперечные пульсации различной амплитуды интенсифицируют массопере- нос по всему объему смесител . 3 ил.

i

(Л

Изобретение относитс к конструкци м статических смесителей и может быть использовано дл смешени жидких компонентов в химической, пищевой, фармадевтической и других отрасл х промышленности.

Целью изобретени вл етс интенсификаци процесса смешени .

На фиг. 1 показан статический лопастный смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1; на фиг. 3 - схема движени пограничных слоев смеси, узел I на фиг. 1.

Смеситель содержит корпус 1, внутри которого установлены винтовые смесительные элементы 2 с надрезами 3 на боковых кромках, высота которых по вертикальной оси винтовой поверхности выполнена равной (0,3-0,4)d, а затем

равномерно уменьшающейс по направлению к ее торцовым кромкам до (0,05 - 0,l)d, где d - внутренний диаметр радиуса . Направлени закручивани двух смежных лопастей различны: если одна из лопастей выполнена по спирали левого вращени , то лопасть, ей предшествующа и за ней расположенна , выполнена по спирали правого вращени . При этом выходна кромка лопасти повернута по отношению к входной кромке на 180°, выходна кромка предыдущей лопасти и входна кромка последующей лопасти - взаимно перпендикул рными .

Надрезы, выполненные на боковых кромках, при закрутке лопасти в процессе изготовлени смешаютс , образу щели, через которые часть потока из

сл

-U

Х

ел 1

полости перетекает в полость и наоборот.

Устройство работает следующим образом .

Смешиваемые компоненты дозирующими устройствами (не показано) подаютс в заданном соотношении в корпус 1 и неподвижный трубопровод, последовательно проход т через смесительные элементы 2 с надрезами 3 и выход т через выходной патрубок.

При движении через смеситель перемешиваемые компоненты разрезаютс входной кромкой смесительного элемента на два потока. Наличие надрезов переменной высоты на боковых кромках элемента позвол ет дополнительно рассекать на струи поток жидкости, прилегающий к- внутренней поверхности корпуса и определ емый высотой надрезов (периферийный слой). При прохождении массы через смеситель периферийный слой проходит через закручивающий элемент практически без вращени относительно цилиндрического корпуса, обменива сь равновеликими потоками струи из двух смежных полостей по длине каждого элемента, при этом в центре элемента обмен потоками происходит в максимальном объеме, уменьша сь к торцовым кромкам.

Оставша с часть потока, проход ща по центру смесител дро потока и имеюща поверхность двух усеченных конусов, соединенных между собой меныш ми основани ми, проворачиваетс на 180° относительно потока на входе и подастс совместно с периферийным потоком на входную кромку следующей лопасти, подверга сь при этом по все му поперечному сечению интенсивной деформгции сдвига при изменении направлени вращени на противоположное .

периферийный поток, проход сквозь пели, образованные надрезами, совершает колебательные движени (фиг. 3), частота которых определ етс количеством надрезов, а амплитуда - высотой надреза, т.е. величиной образовавшегос зазора.

С учетом того, что высота надрезов на боковой поверхности увеличиваетс к центру лопасти, на периферийный поток накладываютс колебани различной амплитуды, а так как рабочие объемы практически несжимаемы, поперечные пульсации различной амплитуды по0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

распростран ютс на весь периферийный слой, интенсифициру массоперенос во всем объеме смесител .

Кроме того, дро потока при закрутке на 180° подвергаетс интенсивной деформации сдвига на границе с периферийным слоем, что дополнительно интенсифицирует процесс смешени .

Оптимальное количество надрезов на боковой кромке винтовой поверхности определ лось экспериментальным путем.

Экспериментальна проверка была реализована на лабораторной установке , где в качестве основного компонента использовали глицерин в зкостью 9,31 10, трассером служит водный раствор глицерина, подкрашенный синькой . Дл сравнени испытывались смесители: известный, прототип и предлагаемый .

На выходе из смесител устанавливали проточный фотоэлектрический датчик , контролирующий концентрацию трассера в выходном потоке. Диам«тр смесител 20 мм. В результате сравнени получено, что необходимое качество смеси (близкое к эталону) достигаетс при использовании в известном смесителе 24 смесительных элементов (с.э.); в смесителе по прототипу 20 с.э.; в предлагаемом смесителе с высотой надрезов по вертикальной оси (h) при высоте надрезов у торцовых кромок h 1,5 мм (0,075 d) и количестве надрезов на боковой кромке п 1 1 :

5,5 мм (0,275 d) 18 с.э.

6,0 мм (0,3 d) 16 с.э.

7,0 мм (0,35 d) 15 с.э.

8,0 мм (0,4 d) 16 с.э.

8,5 мм (0,425 d) 17 с.э. в предлагаемом смесителе с высотой надреза у торцорых кромок (h ) при высоте надреза по вертикальной оси h 7 мм (0,35 d) и количестве надрезов на боковой кромке п 11:

0,5 мм (0,025 d) 17 с.э.

1,0 мм (0,05 d) 15 с.э.

2,0 мм (0,1 d) 15 с.э.

2,5 мм (0,125 d) 19 с.э.

Из полученных данных следует, что наилучшие результаты смешени получены при высоте надрезов боковых кромок по вертикальной оси 6 - 8 мм, т.е.. (0,3-Q,4)d и равномерно уменьшающихс по направлению к торцовым кромкам до 1-2 мм, т.е. (0,05-0,l)d.

фиг. 2

фиг1

Фиг.З

Claims

Формула изобретен н я по всей длине боковых кромок которых

Статический лопастный смеситель, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, неподвижно установленные в корпусе винтовые смесительные элементы поочередно правой и левой закруток с взаимно перпендикулярными торцовыми кромками, симметрично продольной оси корпуса выполнены надрезы, отличаю5 щ и й с я тем, что, с целью интен· сификации процесса смешения, высота надрезов выполнена равномерно умень шающейся по направлению к торцовым кромкам от 0,3 - 0,4 до 0,05 - 0,1 эд внутреннего диаметра корпуса.