Аппарат для обработки высоковязких жидкостей

Аппарат для обработки высоковязких жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. АППАРАТ ДЛЯ .ОБРАБОТКИ М ОКОВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий корпус с рубашкрй, установленные на штангах ленточную мешалку и шарнирно закрепленные скребки, штуцеры для ввода и вывода жидкостей, о т л.и ч чающийся тем, что, с целью повышения надежности аппарата за счет уменьшения износа скребков при одновременной интенсификации перемешивания: , каждый скребок снабжен установленной напротив него лопастью, прикрепленной к шарниру и размещен-ной внутри ленточной мешалки. 2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что лопасти снабжены упорами, установленными на лентс ) мешалке. (Л .да 05 со 4 00

„.SU„„i О63448 А

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ °

РЕСПУБЛИК

3(5D 8 01 F 7 24

4 . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (2i)3298242!23-26 (22)27.05.81 (46)30.12 ° 83. Бюл. Р 48 (72)A.В. Шишкин, Г.H. Васильев и

Эр8. Розовская (53)66.063(088.8) (56)1. Аппараты с механическими перемешивающими устройствами. Вертикальные. РТМ 26-01-90-76..- M., с.93, черт. 39, 40.

2. Авторское свидетельство СССР

В 722560, кл. B 01 F 7/24, 1980. (54)(57) 1. АППАРАТ ДЛЯ .ОБРАБОТКИ

ВЦСОКОВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий корпус с рубашкой, установленные на штангах ленточную мешалку и шарнирно закрепленнЫе скребки, штуцеры для ввода и вывода жидкостей, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности аппарата за счет уменьшения износа скребков при одновременной интенсификации перемешивания, каждый скребок снабжен установленной напротив него лопастью, прикрепленной к шарниру и размещен ной внутри ленточной мешалки.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что лопасти снабжены упорами, установленными на ленточной мешалке.

106 3448

Аппарат работает следующим образом.

Шихту подают в аппарат через штуцер 10 и интенсивно перемешивают мешалкой 2. Ленточно-спиральные лопасти 3 обеспечивают в аппарате продольную циркуляцию жидкости, проталкивая ее вдоль теплообменного корпуса. Заданная температура в аппарате поддерживается с помощью теплоносителя или хладоагента, подаваемого в рубашку. Скребки 5 предохраняют теплообменную поверхность от зарастания. Лопасти 8 перемешивают жидкость в центральном ядре реакционного объема.

В процессе эксплуатации скребки 5, закрепленные жестко в державках б, истираются о корпус аппарата. Обычно скребки изготавливают из какоголибо синтетического материала, наИзобретение относится к аппаратам для обработки высоковязких жидкостей, например для синтеза полимерных материалов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. 5

Известны аппараты, содержащие корпус с теплообменной рубашкой, перемешивающее устройство и технологические штуцеры. Перемешивающее устройство выполнено в виде ленточной мешал)9 ки, укрепленной с помощью траверс на валу, или в виде. безвальной ленточной мешалки с шарнирно закрепленными скребками 1 ).

Недостатком аппаратов является отсутствие перемешивания центрального ядра реакционной массы. В результате при проведении химических процессов, идущих с тепловым эффектом, имеет место довольно высокий градиент температур по радиусу аппарата,что недопустимо. Скребки в таких аппаратах прижимаются к корпусу набегающим потоком и с точки зрения интенсификации тепло-и массо25 обмена стремятся к повышению частоты вращения мешалки. Однако это приводит к интенсивному износу скребков и их поломок, иэ-за чего загрязняется обрабатываемый продукт. Эксплуатационная надежность аппарата с такими скребками невелика. Механическая регулировка силы прижатия скребков ненадежна и затруднительна из -за допусков на изготовление промышленных аппаратов и необходимости 35 применения ручной сборки скребковых устройств-непосредственно на химических комбинатах.

Наиболее близким к предлагаемому .является аппарат для обработки вы- 40 соковязких жидкостей, содержащий корпус с рубашкой, установленные на штангах ленточную мешалку и шарнирно закрепленные скребки, штуцеры для ввода и вывода жидкостей, причем 45 отношение внутреннего диаметра мешалки к внутреннему диаметру корпуса равно 0,77-0,84, а отношение ширины лопасти мешалки к внутреннему диаметру корпуса равно 0,08-0,11 L2).

Однако в известной конструкции, интенсивное: перемешивание в ядре реакционного объема недостаточное„ ,особенно при числе оборотов мешалок, применяемом в промышленности.

Увеличение числа оборотов мешалки приводит к резкому износу скребков.

Кроме того, жидкость по центру аппарата движется в виде стержня без перемешивания в радиальном направлении. При этом наличие застойных 60 эон в аппарате крайне нежелательно в процессах..органического синтеза.

Застойные зоны.в - виде вторичных вихрей образуктся вследствие замкнутой осевой циркуляции продукта в аппа- 65 рате. Это явление определено как путем визуального наблюдения на прозрачной модели аппарата и введения окрашенного трассера, так и Путем промера температуры реакционной массы по радиусу промышленного аппарата

V=20 м3 на различной высоте корпуса.

Цель изобретения — уменьшение износа скребков при одновременной интенсификации перемешивания.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для обработки высоковяэких жидкостей, содержащем корпус с рубашкой, установленные на штангах ленточную мешалку и шарнирно закрепленные скребки, штуцеры для. ввода и вывода жидкостей, каждый скребок снабжен установленной напротив него лопастью, прикрепленной к шарниру и размещенной внутри ленточной мешалки.

При этом лопасти снабжены упорами, установленными на ленточной мешалке.

На фиг. 1 схематически изображен аппарат, общий вид, на фиг. 2 — узел крепления лопасти и скребка к мешалке.

Аппарат содержит корпус 1 с рубашкой, ленточную мешалку 2 с ленточно-спиральными лопастяьж 3, установленными на вертикальных штангах 4, скребки 5, с помощью державки б и шарнира 7 закрепленные на штангах 4 а также прикрепленные к шарниру 7 ло— пасти 8, размещенные напротив скребков 5, и упоры 9, установленные на ленточно-спиральных лопастях 3 мешалки 2 и соприкасающиеся с лопастями 8, технологические штуцеры 10 для ввода и вывода жидкостей . Державки б поворачиваются вокруг штанг

4 в шарнирах 7. Лопасти 8 имеют вращение относительно державки б в шарнирах 11. Скребки 5 направлены в сто рону вращения мешалки 2.

1063448

Фиг.г

БНИИПИ Заказ 10326/8 Тираж 688 Подписное

Филиал ГПП "Патент", г,ужгород,ул.Проектная,4 пример текстолита, чтобы избежать задиров на теплообменной поверхности.

Так как скребки направлены в сторону вращения ротора, То они прижимаются к корпусу за счет центробежной силы и набегаюшим на них потоком. Сила давления, испытываемая плоскостью скребка со стороны жидкости, пропор.— циональна проекции скребка на радиус, проходящий через центр его плоскости, и квадрату расстояния от центра аппарата до центра плоскости скребка. С другой стороны, аналогичное гидродинамическое воздействие также испытывает, лопасть 8. Так как скребок 5 и лопасть 8 закреплены с 15 помощью державки 6 по разные стороны от шарнира 7, то моменты сил,. действующих на скребок и лопасть, уравновешиваются. Рассчитать равновесное состояние системы скребок-лопастью( трудно, так как оно зависит и от качества изготовления аппарата, поэтому преднамеренно обеспечивают большую величину усилия, действующего на скребок, чтобы предотвратить отжатие сребка от корпуса. По мере истирания скребка величина.его проекции на радиус, проходящий через центр площадки скребка, уменьшается, а следовательно, уменьшается сила прижатия скребка к корпусу. При истирании скребка державка 6 проворачивается в шарнире 7. Лопасть 8 также проворачивается относительно шарнира

7 и проекция ее площади на соответ- ствующий радиус уменьшается. При этом увеличивается расстояние от центра аппарата до центра плоскости лопасти 8. Упор 9 служит для обеспечения дополнительного проворота лопасти В в шарнире 11, в результате чегО ее проекция на радиус убывает быстрее, чем проекция скребка. Упоры устанавливают на ленточно-спиральных лопастях с таким расчетом, чтобы: обеспечить нулевое значение величины проекции лопасти 8 на радиус, проходящий через ее центр, при определенном t заданном.) провороте державки в шарнире 7, т.е. при определенном истирании скребка.

Аппарат может работать как в непрерывном, так и в периодическом режиме.

В предлагаемом аппарате по сравнению с известным, лопасти, расположенные внутри ленточной мешалки, обеспечивают лучшие : условия массо- и теплообмена и дополнительно турбулизируь т ядро реакционного объема, уменьшая силу прижатия скребков к корпусу и их инос. При этом наличие упоров, расположенных на ленточной мешалке и направленных к центру аппарата, позволяет автомодельно регулировать силу прижатия скребков к корпусу °