Реактор-смеситель

Реактор-смеситель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ- НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3528090/23-26 (22) 27.12.82 (46) 30.09.84. Бюл. Р 36 (72) И.A.Áaëêoâ, 10.À.Èùóê, И.Т.Полковниченко, П.Е.Ч",ïëàíoL и С.П.Тслкачов (53) 66.063(088.8) (56) 1. Васильцов Э.A., Ушаков В.Г.

Аппараты для перемешивания жидких сред. Л., "Машиностроение", 1979, с. 53.

2. Патент США Ф 3567402, кл. 23-285, 1971. (54)(57) 1. РЕАКТОР-СМЕСИТЕЛЪ, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, центральный направляющий (l91@ (11i 1 I 1 5 9 (1) В 01 J 19/18; В 01 F 13/10 цилиндр с теплообменной рубашкой, установленный коаксиально в корпусе, приводной B;lJI расположенный по оси кори са, шнек, закрепленный на валу внутри направляющего цилиндра, подпорикN элемент, размещенный соосно под нижним торцом направляющего цил н дра, и штуцеры ввода и вывода перемешиваемых сред, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процессов гомогенизации обрабатываемых сред путем регулирования теплообмена, направляющий цилиндр установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении.

1115791 тины.

2. Реактор-смеситель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью измельчения комков порошкообразных компонентов, направляющий цилиндр снабжен скребком, закрепленИзобретение относится к реакционному и смесительному оборудованию для вязких жидкостей и суспендированных систем и может быть использовано как для приготовления эмульсий, суспекзий, так и растворов вязких продуктов и, кроме того, для реакционных процессов, сопровождающихся выделением или поглощением тепла, например для получения жидких и пастообразных моющих средств, или для процесса фосфорилирования высших жирных спиртов фосфорным ангидридом, а также для приготовления цеолитов по непрерывной технологии.

Известен реактор, снабженный центральной циркуляционной трубой, внутри которой установлена шнековая мешалка Р1 3.

Недостаток этого реактора состоит в том, что за один проход не достигается полного смешения. При перемешивании жидких, пастообразных или сыпучих компонентов, способных комковаться при попадании в жидкость или содержащих комки, механическое разрушение последних достигается путем длительного и интенсивного перемешивания.

Известен реактор-смеситель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, центральный направляющий цилиндр с теплообменной рубашкой, установленный коаксиально в корпусе, приводной вал, расположенный по оси корпуса, шнек, закрепленный на валу внутри направляющего цилиндра, подпорный элемент, размещенный соосно под нижним торцом направляющего цилиндра, и штуцеры ввода и вывода компонентов 2 3, Однако в известном реакторе при использовании его для экзбтермических процессов невозможно обеспечить достаточный отвод тепла, так как ным над подпорным элементом на приводном валу, при этом подпорный элемент выполнен в виде перфорированной горизонтальной пласнельзя регулировать поверхность теплообмена. При гомогенизации любой системы требуется увеличение времени перемешивания в 2-3 раза.

Цель изобретения — интенсификация процессов гомогенизации обрабатываемых сред путем регулирования теплообмена, а также иэмельчение комков порошкообразных компонентов.

1О Поставленная цель достигается тем что в реакторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, центральный направляющий цилиндр с теплообменной рубашкой, установленный коаксиально в корпусе, приводной вал, расположенный по оси корпуса, шнек, закрепленный на валу внутри направляющего цилиндра, подпорный элемент, размещенный соОсно под нижним торцом

2ц направляющего цилиндра, и штуцеры ввода и вывода перемешиваемых сред, направляющий цилиндр установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направ25 лении.

Кроме того, направляющий цилиндр снабжен скребком, закрепленным над подпорным элементом на приводном валу, при этом подпорный элемент выполнен в виде перфорированной горизонтальной пластины.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый реактор-смеситель, общий вид, на фиг. 2 — то же, попереч— ный разрез.

Аппарат включает корпус 1 с теплообменной рубашкой 2, крышкой 3, на которой установлен электропривод с редуктором 4 для вращения перемеши4О вающего устройства, состоящего из шнека 5 и якорной мешалки 6. На крышке аппарата расположены фланцы 7, на них крепятся штурвалы 8 для подъема и опускания центрального направляюще45 го цилиндра 9 или прижимные элементы

3 111 с кулачками (не показано) для opIани1 зации возвратно-поступательньгх перемещений Вдоле осН

Центральный направля1ощий цилиндр 9 предназначен для снятия тепла экзо5 термической реакции или наоборот для подогрева в эндатермических процессах, а также организации необходимых перемещений потоков.

Охлаждающая вода подается по труб-10 ке 10 в нижнюю часть направляющего цилиндра, а выводится через трубку 11.

К трубкам подводится вода по гибким шлангам 12.

С помощью труб при вращении одновременно обоих штурвалов направляющий цилиндр опускается или поднимается за счет резьбы, которая имеется на внешней стороне труб, через них цилиндру сообщаются возвратно-поступательные движения. Чтобы направляющий цилиндр во время работы не проворачивался, предусмотрена направляющая рейка 13, которая вместе с направля— ющим цилиндрам перемещается вверх и 25 вниз по пазу 14 в 11аправляющих сегментах 15, которые крепятся к корпусу пластинами 16. Вал мешалки 17 опирается на подшипник 18. Штуцеры 19 и 20 предназначены для ввода жидких ! или сыпучих компонентов, которые по наклонным трубопроводам 21 поступают .в центральный направляющий цилиндр.

На общем валу направляющего цилиндра установлен скребок 22, предназ11аченный для разрушения комков на подпорном элементе — перфорираваш1ой пластине 23, в случае их образования при перемешивании жидких и сыпучих компонентов. Скребок опускается

40 вместе с направляющим цилиндром за счет собственного веса по пазу 24.

Через штуцер 25 происходит непрерывный слив (при непрерывной работе) готового продукта. В этом случае 45 верхний торец направляющего цилиндра должен находиться выше нюкнего края штуцера. Штуцер 26 предназначен . для окончательного слива иэ аппарата в случае его опорожнения и для слива 50 готового продукта при работе в периодическом режиме.

Штуцеры 27 и 28 предназначены для ввода и вывода хладагента из рубашки. Реактор-смеситель может ðà- 55 ботать как в непрерывном, так и в периодическом режимах. В обоих случаях ,центральный направляющий цилиндр

5791 играет роль направляющего аппарата и теплообменного элемента.

Предлагаемый реактор-смеситель г непрерывном режиме работает следующим образом.

Жидкие вязкие или жидкие и сыпучие компоненты поступают через штуце1ры 19 и 20 по наклонным трубам 21 в центральный направляющий цилиндр 9.

Для эффективного и полного перемешивания компонентов центральный направляющий цилиндр должен находиться в верхнем положении, чтобы избежать попадания неперемешанных продуктов в периферийную полость. При вращении шнека 5 происходит одновременна IIL ремешивание и вытеснение композиции вниз в централ1.нам направляющем цилиндре, затем происходит даполнительное перемешиваьп1е лопастями якорной меыалки в наружной полости. Перемеи!е11ие жllflкост!1. сlI11зv Ввеpх с адllавре менн1.1м перемепьнван1ьем в радиальном нап1равле11и11 про11сходит путем статическога и дш1амнческого напоров из направляющего цилиндра. Кроме того, якорная мешалка очищает стенки и днице аппарата, благодаря чему улучшается теплообмен и предотвращаются местные перегревы перемешиваемых веществ.

При перемешивании малавяэких композиций для интенсификации процесса конструкция шнековай мешалки позваляет использовать гравитационные силы, т.е. изменяется направление вращения для того, чтобы шнек 5 перемеm;Isi жидкость снизу вверх. При работе с маловязкими жидкостями IIa низких оборотах (60-90 аб/мин) выталкивающий эффект незначителен, и при непрерывной подаче компонентов уровень жидкости в направляющем цилиндре несколько превьппает перифериш.I Iil, поэтому из-за веса столба происходит ее вытеснение в наружную зону, где перемешивание осуществляется якорной мешалкой. В самом направляющем цилиндре в этом случае взаимодействуют не талька радиальные и осевые составляющие потоков, на и гравитационные. Такое взаимодействие способствует интенсификации процесса смешения.

При непрерывной работе возвратнопоступательное перемещение достигается тем, что между штурвалами 8 и фланцами 7 устанавливаются пружины, трубы соединены перекладинами, а к

1115791!

Составитель Е.Сотникова

Техред Б.Кастелевич Корректор а ° Зимокосов

Редактор С.Лисина

Заказ 6811/7 Тираж 532 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 перекладинам прилегает эксцентриковый валик, соединенный с электродвигателем через редуктор.

Непрерывный слив готового продукта осуществляется через штуцер 25.

Предлагаемый реактор-смеситель в периодическом режиме работает следующим образом.

Компоненты поступают в центральный направляющий цилиндр 9, который !О с помощью штурвалов 8 опущен в нижнее положение, так как смесь из периферийной зоны переливается через направляющий цилиндр и шнеком 5 вы— тесняется вниз. Происходит перемеши- !5 вание в горизонтальной и вертикальной плоскостях как в обычной мешалке с центральным направляющим цилиндром. !

1ocJie пвиготовлеения нужной композиции смесь сливается через штуцер 26,!!!нек 20 и якорная мешалка вращаются в одну сторону и могут вращаться как го часовой, так и против часовой стрелки в зависимости от компонентов и режима работы аппарата.

Предлагаемый реактор-смеситель перспективен для проведения экзотермических реакций при смешении жидкостей и комкующихся под их влиянием пОрошков, например при фосфорилиро- З0 ван!1и спиртов и дpy гих Гидрокси3!с одер жащих соединений фосфорным ангидридом. В первоначальный момент в указанных процессах выделяется большое количество тепла, которое эффективно снимается хладагентом, циркулирующим в полом центральном направляющем цилиндре 9, при подъеме которого в дальнейшей работе в непрерывном режиме площадь теплообмена уменьшается, что способствует протеканию реакции в оптимальных условиях.

Скомковавшийся фосфорный ангидрид измельчается скребком на подпорном элементе (перфорированной перегородке), после чего он также вступает в реакцию со спиртами. Таким образом,. применение предлагаемого реакторасмесителя при смешении сыпучих и жидких компонентов дает возможность не опасаться комков в сырье и готовом продукте, так как они растираются на решетке. Кроме того, применение реактора-смесителя для перемешивания компонентов высокой вязкости в непрерывном режиме позволяет заменить минимум три мешалки периодического действия, каждая из которых в 4-5 раз по объему больше предлагаемого аппарата.