Устройство для приготовления смеси

Устройство для приготовления смеси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ, содержащее сооб- 1цающиеся между собой в нижн части внешнюю емкость .и внутреннюю емкость с коническим днищем, установленный S нижней Части трубопровод подачи сжатого газа, над которшл размещен перфорированный колпйк-распределитель с прорезями на периферии, и пульсатор, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания за счет ликвидации застойных зон, в днище внут ренней емкости выполнены прорези и она снабжена дополнительной цилиндрической обечайкой с прорезями, установленной концешгрично снаружи конического днища, при этом прорези в колпаке-распределителе, днище и обечайке размещены относительно друг друга в шахматном порядке. : 2. Устройство по по. 1.-и 2, отличающееся -тем,.что пульсатор выполнен в виде соосно установленных один над другим сообща-ющихся между собой корпусов с напорной , отсекгиощей, промежуточной и ограничительной мембранами, соединенных трубопроводами с внешней и внутренней емкост1ши. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающёесл тем, что, пульсатор снабжен ресивером, установленным под нижним корпусом, и между / ними размещена напорная мга «брана с I отверстием. ko 4.Устройство по пп. 1-3,отличающееся тем, что в нижнем корпусе над напорной мембраной выполнены отверстия и установлена отсекающая мембрана, а в его , средней части расположена прсмежуточ { ная мембрана, при этом все мембраны жестко соединены по оси между собой. 6.Устройство по ПП...1 и 2, о. т личающееся тем, что ограничительная мембрана снабжена закреп ленным на ней клапаном и установлёйа в средней части верхнего корпуса. 7.Устройство noiiii. lи2,oтл и ч а ю щ е.е с я тем, ihD площади ограничительной и напор ьй мембран равны, между собой и больше площади напорной мембраны.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ФИ ЛЮХИКЕ

РЕСОУБЛИН

3CSQ В 01 F 13 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3352041/23-26 (22) 10.11.81. (46) 15.04.83., Вюл. В 14 (72) Н.И.Пракин, T.Â.Âoëüñêàÿ и

Т.В.Зеиина (53) 66.063 (088.8} (56) 1. Цатент США Р 3450389, .кл. 259-60,.1967.

2. Патент CtOA 9 3531093, кл. 259-60, 1968.

3. авторское свидетельство СССР по заявке 9 2671445/26, кл. В 01 F 13/02, 06.12.79. (54)(57) 1 ° УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛБНИЯ СМЕСИ, .содержащее сообщающиеся между собой в нижней части внешнюю емкость .и внутреннюю емкость с коническим днищем, установленный и нижней части трубопровод подачи сжатого газа,. над которым размещен перфорированный колпачок -распределитель с прорезями на периферии, и пульсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса.перемешивания за счет ликвидации застойных зон, в днице внут- ренней емкости выполнены прорези и она снабжена дойолнительной цилиндрической обечайкой с прорезями, установленной концентрично снаружи .конического дница, при этом прорези

„„Я0„„1011223,, A

:в колпаке-распределителе,- днище и обечайке разМещены относительно друг друга в шахматном порядке.

2. Устройство по пя. 1..и 2, о тл и ч а ю щ е е с я .-тем,.что пуль- сатор выполнен s виде соосно уста-. новленных один над другим сообщающикся между собой корпусов с напорной, отсекающей, промежуточной и ограничительной мембранами, соединенных трубопроводами с внешней и внутренней емкостявя.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с,я тем, что, пуль-. сатор снабжен ресивером, установленным под нижним корпусом, и между ними размещена напорная мембрана с 3 отверстием.

4. Устройство по пп. 1 — 3, о тл и ч а ю ц е е с я тем, что в нижнем корпусе над напорной мембра- С ной выполнены отверстия и установлена отсекающая мембрана, а в его средней части расположена промежуточная мембрана, при этом все мембраны жестко соединены по оси между собой. б. Устройство по rm. 1 и 2, о тл и ч а ю ц е е с я тем, что ограничительная мембрана снабжена закреп ленным на ней клапаном и установлейа в средней части верхнего корпуса.

7. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю ц е е с я тем, чго площади ограничительной и напорной мембран равны. между собой и больше плоцади напорной мембраны.

1011223

Изобретение относится к установкам для приготовления растворов и смесей и может быть использовано в химической, пищевой промышленности, промышленности стройматериалов и в других отраслях народного хозяйства.

Известно смесительное устройство, содержащее внутреннюю и внешнюю емкости, сообщающиеся между собой посредством отверстия в нижней части внутренней емкости и трубопроводов 10 подвода и отвода газа, а также сливной трубопровод.

В данном устройстве перемешивание осуществляется путем поочередной подачи сжатого газа в одну из емкостей,15 обеспечивая тем самым перепад давления в емкостях, что, в свою очередь, способствует перемещению перемешиваемых компонентов туда и обратно по периметру основания внутренней ем- 20 корти (1 .

Недостатками такого устройства является то, что эффективность перемешивания компонентов зависит только от объема и скорости подачи сжатого газа, а также наличие "мертвых" зон в днище емкостей.

Известно также устройство для пе ремешивания жидкостей, выполненное в виде двух сообщающихся сосудов, вставленных один в. другой. К внутреннему сосуду, снабженному соплами, подсоединен пульсатор поршневого типа. В данном устройстве перемешивание осуществляется за счет пуль- 35 сирующей подачи сжатого газа во внутренний сосуд, через сопла которого коьжоненты толчками вытесняются во внешний сосуд, а при обводе поршня возвращаются во внутренний сосуд 525.40

Однако применение поршневого пульсатора обуславливает использование дополнительного механизма, приводящего в движение поршень пульсатора, т.е. использование другого вида энер-45 гий и промежуточных механизмов. Кроме того, ограничен объем компонентов, выдавливаемых поршнем пульса- тора: при большом объеме необходимо применение поршня большого диаметра и имеющего большой ход. Пульсатор поршневого типа не может использоваться при перемешивании агрессивных сред, так как поршень и цилиндр быстро выйдут иэ строя. Таким образом, устройство не является 55 универсальным.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для приготовления смеси, содержащее сообщающиеся между собой 60 в нижней части внешнюю емкость и внутреннюю емкость с коническим днищем, установленный в нижней части трубопровод подачи сжатого газа, над которым размещен перфорирован- 65 ный колпак-распределитель с прорезями на периферии и пульсатор 3 Д.

Однако в известном устройстве в процессе приготовления смеси возникают застойные зоны, что не позволяет достаточно интенсивно проводить процесс.

Цель изобретения — интенсификация процесса перемешивания эа счет ликвидации застойных зон..

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для приготовления смеси, содержащем сообщающиеся между собой в нижней части внешнюю емкость и внутреннюю емкость с коническим днищем, установленный в нижней части трубопровод подачи сжатого газа, над которым размещен перефорированный колпак-распределитель с прорезями на периферии и пульсатор, в днище внутренней емкости выполнены прорези и она снабжена допол.нительной цилиндрической обечайкой с прорезями, установленной концентрично снаружи конического днища, при этом прорези в колпаке-распределителе, днище и обечайке размещены относительно друг друга в шахматном порядке.

Кроме того, пульсатор выполнен в виде соосно установленных один над другнм сообщающихся между собой корпусов с напорной, отсекающей, промежуточной и ограничительной мембранами, соединенных трубопроводами с внешней и внутренней емкостями.

Пульсатор снабжен ресивером,.установленным под нижним корпусом, и между ними размещена напорная мембрана с отверстием.

В нижнем корпусе над напорной мембраной .выполнены отверстия и установлена отсекающая мембрана, а в

его средней части расположена промежуточная мембрана, при этом все мембраны жестко соединены по.оси между собой.

Ограничительная мембрана снабжена закрепленным на ней клапаном и установлена в средней части верхнего корпуса.

При этом площади ограничительной и напорной мембран равны между собой и больше площади напорной мембраны.

Пульсатор мембранного типа, дает возможность испольэовать энергию сжатого газа, т.е. нет необходимости в применении какого-либо другого вида энергии, что повышает экономичность устройства.

На фиг. 1. изображено устройство продольный разрез; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит иэ пульсатора

1 мембранного типа, расположенного вне смесителя 2, выполненного в виде

1011223 двух равных по объему внешней емкости 3 и внутренней емкости 4, сообщающихся между собой через прорези 5 цилиндрической обечайки 6 и прорези 7 конического днища 8.

Между цилиндрической обечайкой 6 и коническим днищем 8 расположена промежуточная смесительная полость. В центре днища емкости 4 смесителя 2 закреплен колпак-распределитель 9 с центральным отверстием 10 и с про- lO резями 11 на периферии, Причем прорези 5 и прорези 7 расположены в шахматном порядке как по отношению друг к другу, так и по отношению к прорезям 11 т основании колпака-распре- <5 делителя 9. В верхней части емкости

4 смесителя 2 расположено загрузочное отверстие 12 с крышкой 13, а в нижнюю часть под колпак-распределитель 9 по трубопроводам 14-16 через редукционный клапан 17 и вентили 18 и 19 подается сжатый газ. Верхняя часть емкости 4 смесителя 2 соединена с проходной полостью 20 пульсатора 1 посредством трубопровода 21, 5 а нижняя часть емкости 3 смесителя 2 соединена с ресивером 22 пульсатора 1 посредством трубопровода 23, выходное отверстие которого расположено тангенциально по отношению к днищу смесителя 24, а входное отверстие расположено по оси ресивера

22.пульсатора 1 и закрыто эластичной прокладкой 25 через напорную мембрану

26, промежуточный элемент 27, промежуточную мембрану 28 и клапан 29 пру- З жиной 30. В центре эластичной прокладки 25, напорной мембраны 26 и элемента 27 имеются отверстия, соединяющие верхнюю часть емкости 3 смесителя 2 через трубопровод 31 и трубо- 40 провод 23 и через уравнивающую по-. лость 32 пульсатора 1 с атмосферой при прижатой прокладке 25 к торцу. трубопровода 23, а при открытом торце трубопровода 23 емкость 3 смес-45 тителя 2 соединяется с ресивером 22 пульСатора 1 и через отверстия в элементе 27 с уравнивающей полостью

32 пульсатора 1, так.как отсекающая мембрана 33 перекрывает выход сжатого газа из уравнивающей полости 32 пульсатора 1 в атмосферу. Проходная полость 20 пульсатора 1.через зазор 34 и отверстие в корпусе

35 соединяется с промежуточной полостью 36 пульсатора 1. На клапане

29 установлена эластичная проклад ка 37 с зазором 38, определяющим максимальный ход напорной мембраны

26, промежуточной мембраны 28 и элемента 27 для перекрытия отсекаю- 0 щей мембраной 33 отверстий на корпусе 39. На ограничительной мембране 40 закреплена эластичная прокладка 41, прижатая к торцу клапана

29 пружиной 42 через фланец 43. Сила 65 пружины 42 регулируется резьбовой втулкой 44 с контргайкой 45. Сила пружины 30 регулируется болтом 46 через упорную втулку 47 с контргайкой, 48 ° Трубопровод 14 для подачи сжатого газа в ресйвер 22 пульсатора 1 снабжен редукционным клапаном 49 и вентилем 50.

Устройство работает следующим образом.

Через крышку 13 емкостей 3 и 4 смесителя 2 загружают реагенты, подлежащие перемешиванию или растворению, и крышку 13 плотно закрывают ° Через трубопровод 14, редукционные клапаны 17 и 49 и через вентили 18, 19 и 50 сжатый газ поступает в ресивер 22 пульсатора 1 и под колпак-распределитель 9 во внутреннюю емкость 4 смесителя 2.

Давление постоянно поступающего сжатого газа в емкость 4 смесителя 2 -и ресивер 22 пульсатора 1 регулируется редукционными клапанами 17 и 49, а проходные сечения трубопроводов

14 и 15 — вентилями 18 и 50. Таким образом, вентилями 18 и,50 и редукционными клапанами 17 и 49 устанавливается скорость процесса перемешивания. Сжатый .,газ в количестве, установленном редукционным клапаном

17 и вентилем 18, по трубопроводу 16 поступает под колпак-распределитель

9, заполняет его объем и выходит из-под его поверхности через центральное отверстие 10 и через прорези 11 на периферии в емкость 4, сбрасывая (сдувая ) при этом скопления твердых и жидких компонентов с кое нической поверхностью распределителя к его основанию. Поднимаясь и барботируя через слой жидкости, сжатый газ заполняет верхнюю часть емкости 4 смесителя, 2 и по трубопроводу 21 заполняет проходную полость корпуса 20 пульсатора 1. Одновременно заполняется и промежуточная полость корпуса 20 пульсатсра 1. Одновременно заполняется и промежуточная полость 36 пульсатора 1 через зазор 34 и отверстия в корпусе 35 °

Таким образом, в емкости 4 смесителя 2 и в полостях 20 и 36 пульсатора 1 нарастает давление сжатого газа, равное высоте поднятого столба перемешиваемых реагентов, передавливаемых из емкости 4 смесителя

2 в емкость 3 смесителя 2, а газ иэ верхней части емкости 3 смесителя 2 через трубопроводы 31 и 23, через центральное отверстие в эластичной прокладке 25 напорной мембраны 26 и в элементе 27 поступает в уравнивающую полость 32 пульсатора 1 и через отверстия в корпусе 39, не закрытые отсекающей мембраной 33, выходит в атмосферу ° Выход в атмосферу иэ полостей 20 и 36 пульсато1011223

25 давлением газа, скапливающимся в полостях 20 и 36 пульсатора 1 и в верхней части емкости 4 смесителя 2, перемешиваемые,реагенты выдавливаются из емкости 4 смесителя 2 в полость 3 смесителя 2 через прорези 7 в днищах 8 и прорези 5 в обечайке б, расположенные в шахматном порядке по отношению друг к другу. При этом в смесительной полости между днищем 8 и обечайкой б происходит интенсивное течение потока выдавливаемых реагентов навстречу друг другу и как следствие этого — интенсивное перемешив ание (растворение ) их. Траектории потоков перемешиваемых реаген- 40 тов, выдавливаемых из внутренней емкости 4 во внешнюю емкость 3 показаны на фиг. 2 сплошными стрелками.

Когда таким образом все реагенты из емкости 4 переместятся в емкость

3 подвергаясь одновременно барботированию газом, выходящим из цейтрального отверстия 10 и через про- рези 11, в полостях 30 и 36 пульсатора 1 давление газа достигает пол- 50 ной высоты столба перемешиваемых реагентов, пружина 42 открывает проход сжатого газа между клапаном 29 и эластичной прокладкой 41. Сжатый газ из проходной полости 20 пульсатора 1 через зазор 34 и отверстие в корпусе

35 из промежуточной полости 36 пульсатора 1 устремляется в атмосферу через отверстия во фланце 43. При падении давления в полостях 20 и 36 пульсатора 1 нарушается равновесие сил, действующих на напорную мембрану 26, и под действием скопившегося сжатого газа высокого давления в ресивере 22, достаточного для заполнения внешней емкости 3 смесителя 2 65

30 ра 1 перекрыт эластичной прокладкой 41, прижатой через фланец 43 пружиной 42 к торцу клапана 29, а сообщение ресивера 22 с емкостью

3 смесителя 2 и с уравнивающей полостью 32 пульсатора 1 перекрыто 5 эластичной прокладкой 25 через на- порную мембрану 26, отсекающую мембрану 33, элемент 27, промежуточную мембрану 28 и клапан 29 пружиной 30.

В процессе поступления газа вы- 10 сокого давления в ресивер 22 пульсатора 1 и заполнения емкости 4 смесителя 2 и полостей 20 и 36 пульсатора 1 газом давлением, равным высоте поднятого столба перемешиваеьых реагентов, происходит выравнивание сил, действующих на напорную мембрану 26 от сжатого газа в ресивере 22 с одной стороны и через элемент 27 от сжатого газа в промежуточной полости 36 пульсатора 1 через промежуточную мембрану 28 с другой стороны за счет разности площадей мембран 26 и 28. газом давлением, равным двум высотам столба перемешиваемых реагентов, мембрана 26 открывает проход в тру-. бопровод 23 и в полость 32 пульсатора 1 через отверстие в элементе 27.

Напорная мембрана 26 под давлением газа в ресивере 22 пульсатора 1 выпрямляется, а вместе с ней выпрямляется отсекающая мембрана 33, перекрыв отверстия в корпусе 39, а промежуточная мембрана 28 от давления на нее сжатого газа из ресивера 22 пульсатора 1 выбирает зазор между эластичной прокладкой 37 и корпусом

35, перекрыв тем самым зазор между клапаном 29 и корпусом 35 и удерживает открытым торец трубопровода 23 до.тех пор, пока не выравнится давление в полостях 20, 36, 32 пуль-, сатора 1 и ресивера 22 пульсатора 1.

Как только давление газа в полостях

20, 36, 32 будут близким к одинаковому силой пружины 30 напорная мембрана 26 через эластичную прокладку

25 перекрывает торец трубопровода

23. Это происходит при полном перемещении перемешиваемых реагентов из емкости 3 смесителя 2 в емкость 4 смесителя 2 через смесительную по лость, в которой перемешиваемые. реагенты подвергаются интенсивному перемешйванию за счет барботирования сжатым газом и течения потокоЫ выдавливаемых реагентов навстречу друг другу по траекториям, показанным на фиг. 2 пунктирными стрелками. Сжатому газу, поступающему в ресивер 22 пульсатора 1 через трубопровод 14, придается снова заполнить ресивер 22 для нового цикла. Напорная мембрана

26 от пружины 30 сдвигает отсекающую мембрану 33 с отверстий в корпусе 39, открывая тем самым выход сжатому газу из емкости 3 смесителя 2 через трубопровод 23 в атмосферу. При выходе сжатого газ,а из верхней частиемкости 3 смесителя 2 в атмосферу перемешиваевые реагенты под действием собственного веса и давления в полостях 20 и 36 пульсатора 1 перемещаются иэ емкости 4 смесителя 2 в емкость 3 смесителя 2. Давление в полостях

20 и 36 пульсатора 1 падает ниже полной высоты столба перемешиваемых реагентов и за счет ослабления давления на фланец 43 от пружины 30, ограничительная мембрана 40 под действием пружины 42 перекрывает выход сжатого газа из полостей 20 и 36 пульсатора 1 в атмосферу. Начинается новый .цикл передавливания перемешиваемых реагентов из емкости 4смесителя 2 в емкость 3 смесителя 2 за счет постоянного поступления сжатого газа под колпак-распределитель

9 по трубопроводу 16. При выдавливании перемешиваемых реагентов из емкости 3 смесителя 2 и емкость 4

1011223 смесителя 2 сжатым газом, поступающим по трубопроводу 23, будет нроисходить закручивание их за счет тангенциально расположенного выходного.Конца трубопровода 23 по отношению к. днищу 24 смесителя 2 и смывания (сдувания) "мертвых" .зон, образуемых в нижней части емкости

3 смесителя 2 и цилиндрической обечайки, где нет отверстий, соединяю.щих емкость 3 со смесительной полостью, После отработки достаточного количества циклов перемешивания пре5 кращается подача сжатого газа по трубопроводу 14, вентиль 19 перекрывает трубопровод 15 от заполне.ния его реагентами, и процесс останавливается.

1011223 фигЗ

Составитель Н.федорова

Редактор И.Кусарда ТехредЛ.Пекарь Корректор В.Вутяга

Заказ 2622/9 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4