UA136604U

UA136604U - DEVICE FOR GAS-LIQUID REACTIONS

Info

Publication number: UA136604U
Application number: UAU201902421U
Authority: UA
Inventors: Сергій Володимирович Шабрацький; Віктор Іванович Шабрацький; Генадій Володимирович Тараненко
Original assignee: Сергій Володимирович Шабрацький; Віктор Іванович Шабрацький; Генадій Володимирович Тараненко
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2019-08-27

Abstract

Пристрій для проведення газорідинних реакцій містить порожнистий ротор з ежекційною перегородкою, яка поділяє порожнину ротора на дві частини, осьовими вхідними каналами, радіальні порожнисті лопаті з вихідними отворами, порожнина яких з'єднана з порожниною ротора, вхідний канал яких має округлу форму або похилу площину з фронтальної сторони лопаті. На утворюючій поверхні ротора мішалки в секторах між порожнистими лопатями по обидва боки від лопатей розташовані під певним кутом до площини обертання пластинчаті лопаті діаметром рівним 0,5-0,7 діаметра перемішуючого пристрою.The device for conducting gas-liquid reactions comprises a hollow rotor with an ejection partition, which divides the rotor cavity into two parts, axial inlet channels, radial hollow blades with outlets, the cavity of which is connected to the rotor cavity, the inlet channel of which has a rounded or inclined plane. front side of the blade. On the forming surface of the rotor of the stirrer in the sectors between the hollow blades on both sides of the blades are located at a certain angle to the plane of rotation of the plate blades with a diameter equal to 0.5-0.7 of the diameter of the mixing device.

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.

Відомий пристрій для перемішування рідин (1), що складається з порожнистого ротора, на твірній поверхні якого виконані щілини з привареними порожнистими лопатями. Пристрій пристосований для перемішування однорідної рідини і за рахунок значних місцевих коефіцієнтів опору має недостатню насосну продуктивність в режимі самоусмоктування.A known device for mixing liquids (1), consisting of a hollow rotor, on the surface of which slots are made with welded hollow blades. The device is adapted for mixing a homogeneous liquid and, due to significant local resistance coefficients, has insufficient pumping performance in the self-suction mode.

Відомий пристрій для перемішування рідин (2І, що містить порожнистий ротор з осьовими вхідними каналами, радіальні порожнисті лопаті, які з фронтальної сторони мають округлу або похилу площину, з вихідними отворами, порожнина яких з'єднана з порожниною ротора.A known device for mixing liquids (2I), containing a hollow rotor with axial inlet channels, radial hollow blades, which on the front side have a rounded or inclined plane, with outlet holes, the cavity of which is connected to the rotor cavity.

Пристрій призначений для перемішування однорідної рідини і має недостатню насосну продуктивність.The device is designed for mixing a homogeneous liquid and has insufficient pumping performance.

Найближчим аналогом до корисної моделі є самоусмоктувальна мішалка |З), що містить порожнистий ротор з ежекційною перегородкою, яка поділяє порожнину ротора на дві частини, осьовими вхідними каналами, радіальні порожнисті лопаті з вихідними отворами, порожнина яких з'єднана з порожниною ротора, а вхідний канал з фронтальної сторони циліндричної лопаті має округлу форму або форму похилої площини.The closest analogue to a useful model is a self-priming mixer |Z), which contains a hollow rotor with an ejection partition that divides the rotor cavity into two parts, axial inlet channels, radial hollow blades with outlet holes, the cavity of which is connected to the rotor cavity, and the inlet the channel on the front side of the cylindrical blade has a rounded shape or the shape of an inclined plane.

Недоліком даної мішалки є недостатня продуктивність по газовій фазі внаслідок зниження енергії газорідинним потоком при обтіканні порожнистої лопаті.The disadvantage of this mixer is insufficient performance in the gas phase due to the reduction of energy by the gas-liquid flow when flowing around the hollow blade.

Задачею корисної моделі є збільшення продуктивності пристрою по газовій фазі за рахунок підвищення енергії газорідинного потоку в зоні обтікання ним порожнистих лопатей, збільшення насосної продуктивності транзитного потоку та інтенсифікації процесу перемішування і підвищення ефективності перемішуючого пристрою за рахунок збільшення відцентрового радіального потоку призначеного для обтікання порожнистих лопатей.The purpose of the useful model is to increase the performance of the device in the gas phase by increasing the energy of the gas-liquid flow in the area where it flows around the hollow blades, increasing the pumping efficiency of the transit flow and intensifying the mixing process, and increasing the efficiency of the mixing device by increasing the centrifugal radial flow intended for the flow around the hollow blades.

Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для проведення газорідинних реакцій, що містить порожнистий ротор з ежекційною перегородкою, яка поділяє порожнину ротора на дві частини, осьовими вхідними каналами, радіальні порожнисті лопаті з вихідними отворами, порожнина яких з'єднана з порожниною ротора, вхідний канал яких має округлу форму абоThe problem is solved by the fact that in the device for conducting gas-liquid reactions, which contains a hollow rotor with an ejection partition, which divides the rotor cavity into two parts, with axial inlet channels, radial hollow blades with outlet holes, the cavity of which is connected to the rotor cavity, the inlet the channel of which has a rounded shape or

Зо похилу площину з фронтальної сторони лопаті, 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 розташовані під певним кутом до площини обертання пластинчаті лопаті діаметром рівним 0,5- 0,7 діаметра перемішуючого пристрою.From an inclined plane on the front side of the blade, according to a useful model, to increase the pumping performance and intensify the mass transfer process, on the forming surface of the agitator rotor in the sectors between the hollow blades on both sides of the blades, plate blades with a diameter of 0 are located at a certain angle to the plane of rotation. 5- 0.7 of the diameter of the stirring device.

Для інтенсифікації масообміну та збільшення насосної продуктивності пластинчаті лопаті розташовані під кутом 45-60? до площини обертання пристроюTo intensify the mass transfer and increase the pumping performance, the lamellar blades are located at an angle of 45-60°. to the plane of rotation of the device

На Фіг. 1а представлений пристрій для перемішування, Фіг. 16, вид зверху. Пристрій для перемішування складається з порожнистого ротора 1, який своєю основою 2 поєднується зі ступицею З, призначеною для закріплення з порожнистим валом в апараті, на утворюючій поверхні ротора 1 розташовані прорізи 4, до яких з зовнішньої сторони приварені порожнисті лопаті 5. В секторах між порожнистими лопатями 5 з нижньої та верхньої сторони від порожнистих лопатей 5 розміщені пластинчаті лопаті 6, 7 діаметром 0,5-0,7 діаметра пристрою, розташовані під кутом 45-60" до площі обертання перемішуючого пристрою. В середині порожнистого ротора 1 розташована ежекційна перегородка 8, яка поділяє порожнину ротора на дві частини, і призначена для розподілу газового та рідинного реагентів.In Fig. 1a presents a device for mixing, Fig. 16, top view. The mixing device consists of a hollow rotor 1, which is connected by its base 2 to the hub З, intended for fastening with a hollow shaft in the apparatus, 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, there are plate blades 6, 7 with a diameter of 0.5-0.7 of the diameter of the device, located at an angle of 45-60" to the area of rotation of the mixing device. In the middle of the hollow rotor 1, there is an ejection partition 8 , which divides the rotor cavity into two parts, and is intended for the distribution of gas and liquid reagents.

Пристрій для проведення газорідинних реакцій працює таким чином.The device for carrying out gas-liquid reactions works as follows.

Під час обертання пристрою для проведення газорідинних реакцій в заповненому рідиною апараті утворюються верхній та нижній циркуляційні потоки, які обертаються також навколо вала з кутовою швидкістю, яка значно нижче частоти обертання пристрою. Під дією пластинчатих лопатей 6, 7 утворюються мередіальні потоки рідини або газорідинної суміші, які сполучаються між собою безпосередньо біля фронтальної поверхні порожнистих лопатей 5, утворюючи додатковий потужний радіальний потік, який сприяє збільшенню різниці тиску в середині порожнистої лопаті та перемішуючої рідини або газорідинної суміші в апараті - розрідженню, внаслідок чого значно підвищується насосний ефект перемішуючого пристрою по газовій і рідинній фазах. При цьому рідина, що знаходиться в зоні обертання пристрою, обтікаючи порожнисті лопаті 5 з тильної та торцевої сторони, створює вихровий гідродинамічний слід з зоною пониженого тиску, внаслідок якого рідина, що знаходилася в середині порожнистого ротора 1 під дією віддентрових сил та розрідження, витікає через порожнисті лопаті в перемішуваний об'єм. На її місце через порожнистий вал газовий реагент бо потрапляє у верхню порожнину ротора 1 перемішуючого пристрою, а рідина з перемішуваного об'єму потрапляє в нижню частину порожнистого ротора, далі реагенти через прорізі 4 потрапляють у порожнисті лопаті 5, де відбувається їх інтенсивне змішування та взаємодія в режимі близькому до ідеального витіснення.During the rotation of the device for conducting gas-liquid reactions in the liquid-filled device, upper and lower circulation flows are formed, which also rotate around the shaft with an angular velocity that is significantly lower than the frequency of rotation of the device. Under the action of the lamellar blades 6, 7, meridional flows of liquid or gas-liquid mixture are formed, which connect with each other directly near the front surface of the hollow blades 5, forming an additional powerful radial flow, which helps to increase the pressure difference in the middle of the hollow blade and the mixing liquid or gas-liquid mixture in the apparatus - rarefaction, as a result of which the pumping effect of the stirring device on the gas and liquid phases is significantly increased. At the same time, the liquid located in the rotation zone of the device, flowing around the hollow blades 5 from the rear and end sides, creates a vortex hydrodynamic wake with a zone of reduced pressure, as a result of which the liquid that was in the middle of the hollow rotor 1 under the action of outward forces and rarefaction flows out through hollow blades into a stirred volume. In its place, through the hollow shaft, the gaseous reagent enters the upper cavity of the rotor 1 of the stirring device, and the liquid from the stirred volume enters the lower part of the hollow rotor, then the reagents through the slots 4 enter the hollow blades 5, where they intensively mix and interact in a regime close to ideal displacement.

За краєм порожнистої лопаті 5 транзитна газорідинна реакційна маса захоплюється вихровим гідродинамічним слідом, інтенсивно турбулізується з перемішуваним об'ємом в апараті. При цьому відбувається осереднення температури реакційної маси в апараті. В нижній частині апарату газорідинний потік, завдяки взаємодії з пластинчатими лопатями 7, створює більш інтенсивне перемішування, яке дає змогу уникнути створення застійної зони.Beyond the edge of the hollow blade 5, the transit gas-liquid reaction mass is captured by the vortex hydrodynamic wake, intensively turbulized with the stirred volume in the apparatus. At the same time, the temperature of the reaction mass in the apparatus is averaged. In the lower part of the apparatus, the gas-liquid flow, thanks to the interaction with the lamellar blades 7, creates more intense mixing, which makes it possible to avoid the creation of a stagnant zone.

Лабораторні випробування конструкції перемішуючого пристрою показали, що запропонований пристрій для проведення газорідинних реакцій сприяє зниженню частоти обертання, при якій починається усмоктування газового реагенту, та збільшенню його продуктивності.Laboratory tests of the design of the stirring device showed that the proposed device for conducting gas-liquid reactions helps to reduce the rotation frequency at which the absorption of the gas reagent begins, and to increase its productivity.

Джерела інформації: 1. А.С. СРСР Мо 398265. Устройство для смешения жидкостей /Парафенко Н.И., Розкин М.Я. 1973, бюл. Мо 38. 2. Патент України Мо 87666. Самоусмоктувальна мішалка. /Шабрацький С.В., СтороженкоSources of information: 1. A.S. USSR Mo. 398265. Device for mixing liquids / Parafenko N.Y., Rozkin M.Ya. 1973, Bull. Mo 38. 2. Patent of Ukraine Mo 87666. Self-suction mixer. /Shabryatsky S.V., Storozhenko

В.Я. та ін. 2014, бюл. Мо 3. 3. Патент України Мо 60097. Пристрій для перемішування рідин. /Шабрацький В.1І., Бєлкін Д.І. та ін. 2011, бюл. Мо 11.V.Ya. etc. 2014, Bull. Mo 3. 3. Patent of Ukraine Mo 60097. Device for mixing liquids. /Shabratsky V.I., Belkin D.I. etc. 2011, Bull. Mo 11.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. A device for carrying out gas-liquid reactions, containing a hollow rotor with an ejection partition, which divides the rotor cavity into two parts, with axial inlet channels, radial hollow blades with outlet holes, the cavity of which is connected to the rotor cavity, the inlet channel of which has a rounded shape or an inclined plane from the frontal side of the blade, which is distinguished by the fact that in order to increase the pumping performance and intensify the mass transfer process, on the forming surface of the rotor, the agitators in the sectors between the hollow blades on both sides of the blades are located at a certain angle to the plane of rotation Zo plate blades with a diameter equal to 0 .5-0.7 of the diameter of the stirring device.

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.