UA136439U

UA136439U - MIXING DEVICE

Info

Publication number: UA136439U
Application number: UAU201812494U
Authority: UA
Inventors: Сергій Володимирович Шабрацький; Віктор Іванович Шабрацький
Original assignee: Сергій Володимирович Шабрацький; Віктор Іванович Шабрацький
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2019-08-27

Abstract

Пристрій для перемішування містить порожнистий ротор з осьовими вхідними каналами, радіальні порожнисті лопаті з вихідними отворами, порожнина яких з'єднана з порожниною ротора. Для підвищення насосної продуктивності та інтенсифікації масообмінного процесу на утворюючій поверхні ротора мішалки в секторах між порожнистими лопатями по обидва боки від лопатей розташовано пластинчаті лопаті діаметром, рівним 0,5-0,7 діаметра перемішуючого пристрою, що розміщені під певним кутом до площини обертання.The mixing device comprises a hollow rotor with axial inlet channels, radial hollow blades with outlets, the cavity of which is connected to the rotor cavity. To increase the pump productivity and intensify the mass transfer process on the forming surface of the mixer rotor in the sectors between the hollow blades on both sides of the blades are plate blades with a diameter equal to 0.5-0.7 diameter of the mixing device, placed at a certain angle to the plane of rotation.

Description

Корисна модель належить до пристроїв хімічного машинобудування і дозволяє інтенсифікувати процес перемішування, збільшити насосну потужність, поліпшити якість цільового продукту та підвищити ефективність пристрою при використанні в хімічній, нафтопереробній та інших галузях промисловості при проведенні масообмінних процесів.The useful model belongs to chemical engineering devices and allows you to intensify the mixing process, increase pumping power, improve the quality of the target product, and increase the efficiency of the device when used in the chemical, oil refining, and other industries during mass exchange processes.

В промисловості відомі пристрої для перемішування рідин описані в технічній літературі (1, 2|. Вони мають низький коефіцієнт масопередачі та малу продуктивність у зв'язку з відсутністю насосного ефекту.In the industry, known devices for mixing liquids are described in the technical literature (1, 2). They have a low mass transfer coefficient and low productivity due to the lack of a pumping effect.

Відома мішалка відцентрового типу |З), яка складається з вала з диском, що обертається, периферійна частина якого виконана з загнутими вниз від торцевої поверхні секторними елементами, вигнутими на різні кути та поєднані з лопатками. Таке виконання мішалки дозволяє зменшити швидкість підйому бульбашок газу, що подається у нижню частину апарата. Для введення газу в апарат використовують різні конструкції барботерів. В апараті з барботером потрібно підтримувати тиск, що перевищує стовп рідини в апараті, це приводить до певних конструктивних та технологічних ускладнень, що необхідні при подачі газового реагенту в контактну зону об'ємного апарата. В разі використання апарата для проведення періодичних реакцій це призводить до збільшення витрат газового реагенту та зниження продуктивності апарата.There is a known mixer of the centrifugal type |Z), which consists of a shaft with a rotating disk, the peripheral part of which is made with sector elements bent down from the end surface, bent at different angles and connected to blades. This design of the stirrer allows to reduce the rate of rise of gas bubbles supplied to the lower part of the apparatus. Various designs of bubblers are used to introduce gas into the apparatus. In an apparatus with a bubbler, it is necessary to maintain a pressure that exceeds the column of liquid in the apparatus, this leads to certain structural and technological complications, which are necessary when supplying a gas reagent to the contact zone of the volumetric apparatus. In the case of using the apparatus for carrying out periodic reactions, this leads to an increase in gas reagent consumption and a decrease in the productivity of the apparatus.

Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є самоусмоктуючий пристрій, що містить порожнистий ротор з осьовими вхідними каналами, радіальні порожнисті лопаті з вихідними отворами, порожнина яких з'єднана з порожниною ротора, а вхідний канал має округлу форму або форму похилої площини |41.The closest analog to the proposed useful model is a self-priming device containing a hollow rotor with axial inlet channels, radial hollow blades with outlet holes, the cavity of which is connected to the rotor cavity, and the inlet channel has a rounded shape or the shape of an inclined plane |41.

Недоліком даної мішалки є недостатня продуктивність по газовій фазі внаслідок неоднорідності газовмісту в зоні обертання та зниження енергії обтікання газорідинним потоком порожнистої лопаті.The disadvantage of this mixer is insufficient performance in the gas phase due to the inhomogeneity of the gas content in the rotation zone and the reduction of the energy of the gas-liquid flow around the hollow blade.

Задачею корисної моделі є підвищення енергії газорідинного потоку та збільшення продуктивності пристрою для перемішування по газовій фазі, збільшення насосної потужності, інтенсифікації процесу перемішування та підвищення ефективності перемішуючого пристрою за рахунок збільшення відцентрового радіального потоку.The purpose of the useful model is to increase the energy of the gas-liquid flow and increase the performance of the device for mixing in the gas phase, increase the pumping power, intensify the mixing process, and increase the efficiency of the mixing device due to the increase in the centrifugal radial flow.

Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для перемішування, що міститьThe task is solved by the fact that the device for mixing, which contains

Зо порожнистий ротор з осьовими вхідними каналами, радіальні порожнисті лопаті з вихідними отворами, порожнина яких з'єднана з порожниною ротора, згідно з корисною моделлю, для підвищення насосної продуктивності та інтенсифікації масообмінного процесу на утворюючій поверхні ротора мішалки в секторах між порожнистими лопатями по обидва боки від лопатей розташовано пластинчаті лопаті діаметром, рівним 0,5-0,7 діаметра перемішуючого пристрою, що розміщені під певним кутом до площини обертання. Для інтенсифікації масообміну та збільшення насосної продуктивності пластинчаті лопаті розташовані під кутом 45-60" до площини обертання пристрою.A hollow rotor with axial inlet channels, radial hollow blades with outlet holes, the cavity of which is connected to the rotor cavity, according to a useful model, to increase the pumping performance and intensify the mass exchange process on the forming surface of the agitator rotor in the sectors between the hollow blades on both sides plate blades with a diameter equal to 0.5-0.7 the diameter of the stirring device are located from the blades, placed at a certain angle to the plane of rotation. To intensify the mass exchange and increase the pumping performance, the plate blades are located at an angle of 45-60" to the plane of rotation of the device.

На кресленні представлений пристрій для перемішування. Пристрій для перемішування складається з порожнистого ротора 1, який своєю основою 2 поєднано зі ступицею 3, призначеною для закріплення з порожнистим валом апарата, на утворюючій поверхні ротора 1 розташовані прорізи 4, до яких з зовнішньої сторони приварено порожнисті лопаті 5. В секторах між порожнистими лопатями 5 з нижньої та верхньої сторони від порожнистих лопатей 5 розташовані пластинчасті лопаті 6, 7 діаметром 0,5-0,7 діаметра пристрою під кутом 45-60" до площі обертання перемішуючого пристрою. Всередині порожнистого ротора розташована ежекційна перегородка 8, призначена для розподілу газового та рідинного реагентів.The drawing shows a device for mixing. The mixing device consists of a hollow rotor 1, which is connected by its base 2 to the hub 3, intended for fastening with the hollow shaft of the device, on the forming surface of the rotor 1 there are slots 4, to which hollow blades 5 are welded from the outside. In the sectors between the hollow blades 5 on the lower and upper sides of the hollow blades 5 are plate blades 6, 7 with a diameter of 0.5-0.7 of the diameter of the device at an angle of 45-60" to the area of rotation of the stirring device. Inside the hollow rotor there is an ejection partition 8, intended for the distribution of gas and liquid reagents.

Пристрій для перемішування працює наступним чином:The mixing device works as follows:

При обертанні пристрою для перемішування в апараті утворюються верхній та нижній циркуляційні потоки, які під впливом пристрою також обертаються навколо вала з кутовою швидкістю, яка значно нижче частоти обертання пристрою. При цьому рідина або газорідинна суміш, що обертається в апараті, обтікаючи порожнисті лопаті 5 з тильної та торцевої сторони створює вихровий гідродинамічний слід 3 зоною пониженого тиску, внаслідок якого газовий реагент через порожнистий вал апарата та верхню порожнину ротора перемішуючого пристрою потрапляє у порожнину лопаті 5. Разом з цим, в нижню частину ротора усмоктується рідина із перемішуваного об'єму апарата. Далі в порожнистих лопатях 5 рідина і газовий реагент інтенсивно змішується, реагує в режимі витіснення. При обертанні пристрою для перемішування від запропонованих пластинчатих лопатей б, 7 стікають меридіальні потоки рідини або газорідинної суміші, які за допомогою кутів повороту кожного ряду відносно площини обертання, спрямовуються з різних сторін до фронтальної поверхні порожнистих лопатей 5 і сполучаються між собою безпосередньо біля фронтальної поверхні порожнистої лопаті 5. Утворені потоки бо додатково отримують віддцдентрову силу, створюючи потужній радіальний потік, який сприяє збільшенню різниці тиску всередині порожнистої лопаті та перемішуючої суміші - розрідженню, внаслідок чого значно підвищується насосних ефект перемішуючого пристрою по газовій і рідинній фазах.During the rotation of the mixing device, upper and lower circulation flows are formed in the device, which, under the influence of the device, also rotate around the shaft with an angular speed that is significantly lower than the frequency of rotation of the device. At the same time, the liquid or gas-liquid mixture rotating in the device, flowing around the hollow blades 5 from the back and end sides, creates a vortex hydrodynamic trail 3 in the low pressure zone, as a result of which the gas reagent enters the cavity of the blade 5 through the hollow shaft of the device and the upper cavity of the rotor of the mixing device. At the same time, the liquid from the stirred volume of the device is sucked into the lower part of the rotor. Next, in the hollow blades 5, the liquid and gaseous reagent intensively mix, reacting in the displacement mode. During the rotation of the mixing device, meridional streams of liquid or gas-liquid mixture flow from the proposed plate blades b, 7, which, with the help of the angles of rotation of each row relative to the plane of rotation, are directed from different sides to the front surface of the hollow blades 5 and connect with each other directly near the front surface of the hollow blades 5. The resulting flows additionally receive centripetal force, creating a powerful radial flow, which helps to increase the pressure difference inside the hollow blade and the mixing mixture - rarefaction, as a result of which the pumping effect of the mixing device on the gas and liquid phases is significantly increased.

За краєм порожнистої лопаті газорідинна суміш захоплюється вихровим гідродинамічним слідом з активною турбулізацією потоку. В нижній частині апарата газорідинний потік, завдяки взаємодії з пластинчатими лопатями 7, створює більш інтенсивне перемішування, яке дає змогу уникнути застійної зони.Behind the edge of the hollow blade, the gas-liquid mixture is captured by a vortex hydrodynamic wake with active flow turbulence. In the lower part of the device, the gas-liquid flow, thanks to the interaction with the lamellar blades 7, creates a more intense mixing, which makes it possible to avoid a stagnant zone.

Лабораторні випробування конструкції перемішуючого пристрою показали, що запропонований пристрій для перемішування сприяє зниженню частоти обертання, при якій починається усмоктування газового реагенту та збільшенню його продуктивності, а також значно збільшити газовміст перемішуючої рідини.Laboratory tests of the design of the mixing device showed that the proposed mixing device helps to reduce the rotation frequency at which gas reagent absorption begins and increase its productivity, as well as to significantly increase the gas content of the mixing liquid.

Джерела інформації: 1. Штербачек 3., Тауск П. Перемешиваниє в химической промьішленности. - Л.:Sources of information: 1. Shterbachek 3., Tausk P. Mixing in the chemical industry. - L.:

Госхимиздат, 1963. - 416 с. 2. Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барабаш В.М. Перемешиваниє в жидких средах. - Л.:Goshimizdat, 1963. - 416 p. 2. Braginsky L.N., Begachev V.I., Barabash V.M. Mixes in liquid media. - L.:

Химия, 1984. - 336 с.Chemistry, 1984. - 336 p.

З. АС СРСР Мо 1303178, Турбинная мешалка / Васильцов З.А., Клипиницер В.А. и др. 1987, бюл. Мо 14. 4. Патент України Мо 60097. Пристрій для перемішування рідин. / Шабрацький В.І., БєлкінZ. AS USSR Mo 1303178, Turbinnaya meshalka / Z.A. Vasyltsov, V.A. Klypinitser. et al. 1987, Bull. Mo 14. 4. Patent of Ukraine Mo 60097. Device for mixing liquids. / V.I. Shabraytskyi, Belkin

ДІЇ. та ін. 2011, бюл. Мо 11.ACTIONS etc. 2011, Bull. Mo 11.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. A mixing device containing a hollow rotor with axial inlet channels, radial hollow blades with outlet holes, the cavity of which is connected to the rotor cavity, which is characterized by the fact that to increase the pumping performance and intensify the mass exchange process on the forming surface of the rotor, the stirrers in in the sectors between the hollow blades on both sides of the blades there are plate blades with a diameter equal to 0.5-0.7 of the diameter of the stirring device, placed at a certain angle to the plane of rotation. Zo

2. The device according to claim 1, which differs in that to intensify the mass transfer and increase the pumping performance, the plate blades are located at an angle of 45-60" to the plane of rotation of the device.