Реактор інтенсивного перемішування

Реактор інтенсивного перемішування, який містить змішувальну камеру з розташованими в ній нагнітальними патрубками з форсунками, що розташовані усередині тангенціально до стінок змішувальної камери, який відрізняється тим, що форсунки встановлені з можливістю обертання навколо осі патрубків, а нагнітальні патрубки за допомогою насосів з'єднані з донною частиною реактора. (19) (21) u200605561 (22) 22.05.2006 (24) 15.11.2006 (46) 15.11.2006, Бюл. №11, 2006р. (72) Тищенко Геннадій Петрович, Тищенко Ганна Павлівна, Онищенко Олексій Володимирович, Коптілий Олександр Васильович (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 3 відповідно до корисної моделі, форсунки встановлені з можливістю обертання навколо осі патрубків, а нагнітальні патрубки за допомогою насосів з'єднані з донною частиною реактора. Завдяки обертанню форсунок навколо осі патрубків досягається можливість створення в реакторі керованого турбулентного потоку, створюваного залежно від розташування форсунок і напрямку їхніх факелів - по годинниковій стрілці, проти неї, або змішане, що сприяє інтенсифікації перемішування суміші. З'єднання нагнітальних патрубків за допомогою насосів з донною частиною реактора дозволяє відкачувати частину одержуваної суміші з дна реактора і подавати через форсунки в його верхню частину, чим забезпечується інтенсивне перемішування суміші в області відводу та приосьового стовпа рідини. Дана сукупність істотних ознак явно є новою. Таким чином, дане технічне рішення відповідає критеріям корисної моделі «новизна». Сутність корисної моделі пояснюється наступними кресленнями, де: Фіг.1 - розріз реактору інтенсивного перемішування; Фіг.2 - гідравлічна схема реактора інтенсивного перемішування на прикладі отримання хімічнореакційної суміші; Фіг.3 - схема першого етапу перемішування; Фіг.4 - схема другого етапу перемішування; Фіг.5 - схема третього етапу перемішування. Реактор (Фіг.1, 2) має ємність 1, кришку 2, з уведенням матеріального потоку 3, насоси 4-6, витратоміри 7-9, вентилі 10-17, систему нагнітальних патрубків 18, три з яких за рахунок герметичних втулок 19, введені усередину ємності 1. На кінцях цих патрубків шарнірно встановлені форсунки 20-22 (Фіг.3), а під уведенням матеріального потоку 3 встановлений конусоподібний розсікач 23. У днищі ємності 1 передбачені виводи матеріального потоку, які з'єднані патрубками через насоси 4-6 з форсунками 20-22. Реактор для інтенсивного змішування рідин працює наступним чином на прикладі отримання як фізичних так і хімічних сумішей. У вихідному положенні вентилі 10-17 закриті. Форсунки 20 і 22 встановлюють за напрямком годинникової стрілки, а форсунка 21 назустріч форсунці 20 (Фіг.3). Відкривають вентиль 10, вмикають насос 4 і подають у ємність 1 компонент І суміші, необхідну кількість якого відміряють витратоміром 7. Потім відкривають вентиль 13, вмикають насос 5 і подають у ємність 1 компонент II суміші, кількість якого контролюється витратоміром 8. При цьому плоскі потоки компоненту І і компоненту II, які виходять з форсунок 20-21 направлених назустріч одна одній, перемішуються і накопичуються в нижній частині ємності 1. Потім відкривають вентиль 14 (Фіг.2, 4, 5), вмикають насос 6 і перекачують суміш з дна ємності вгору і вводять усередину ємності через форсунку 22, при цьому струмінь суміші, який спрямований з форсунки 22 по дотичній, падаючи розпиленим плоским (факельним) струменем на поверхню суміші, сприяє її подальшому перемішу 18650 4 ванню та закручує суміш за годинниковою стрілкою. Оскільки у відповідності до технології приготування сумішей кількість компоненту І може відрізнятися (наприклад, бути більшим) від кількості компонента II, то після завантаження компонента II компонент І буде продовжувати поступати, а вентиль 13, через який надходив компонент ІІ закривають і відкривають вентиль 12 і насосом 5, також, як і насосом 6 перекачують суміш з дна у верхню частину реактора. При цьому факел форсунки 21 буде як і раніше направляти суміш назустріч потоку суміші з форсунки 20, а струмінь від форсунки 22 буде вливатися на поверхневий шар суміші і закручувати його за годинниковою стрілкою, що сприяє інтенсивному перемішуванню суміші, яка падає зверху від форсунок 20 і 21. Після завершення подачі компоненту І закривають вентиль 10, а вентиль 11 відкривають, і насос 4, як і насоси 5 та 6, буде перекачувати суміш з дна реактору у верхню його частину. Форсунку 21 повертають у протилежне положення, так що всі форсунки будуть спрямовані за годинниковою стрілкою (Фіг.4) закручуючи суміш у ємності і сприяючи кращому та скорішому інтенсивному її перемішуванню. При обертанні рідини в ємності 1 її внутрішній приосьовий стовп буде перемішуватися менш інтенсивно. Тому суміш з дна ємності відкачується насосами і подається через форсунки в її верхню частину, чим забезпечується інтенсивне перемішування й приосьового стовпа рідини. Перемішування після подачі реагентів ведуть 5-10 хвилин. Потім через ввід 3 кришки 2 подають порціями наповнювач порошкоподібний, який розосереджується розсікачем 23 над трьома плоскими факелами рідини, яка поступає через форсунки 20-23, що сприяє ефективному розчиненню й перемішуванню наповнювача в розчині. Через 3-5 хвилин усі форсунки повертають у протилежний напрямок (Фіг.5), при цьому маса суміші буде за інерцією обертатися в ємності за годинниковою стрілкою, що сприяє більш ефективному перемішуванню суміші. Після повного розчинення наповнювача порошкоподібного подають порціями задану кількість наповнювача лускоподібного і перемішування здійснюють як і при подачі порошкоподібного. Після завершення процесу закривають вентиль 11, відкривають вентиль 10 і вводять у ємність чергову порцію компонента І, не припиняючи процес перемішування насосами 5-6, а потім суміш перемішується поетапно: за годинниковою стрілкою, знизу уверх, проти годинникової стрілки. Періодично відкриваючи вентилі 15 і 17, або 16 і 17, відбирають проби суміші. Після завершення перемішування вимикають насоси 4-6 і закривають усі вентилі. Готовий продукт подають насосом 6 на розлив при відкритому вентилі 17. Для запобігання забруднення навколишнього середовища газами, які виділяються в процесі виготовлення суміші, у герметичній кришці встановлений патрубок до якого приєднують шланг для відводу й збирання газів, що виділяються (на фігурах не вказано). 5 18650 Число форсунок для прискорення перемішування може бути збільшено, їх кількість обмежується технологічними і конструктивними особливостями реактору. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 Експериментальний екземпляр реактора впроваджено на підприємстві ТОВ "Укрполанхімзахист" для змішування компонентів протикорозійних сумішей. Використання реактора скоротило технологічний час підготовки сумішей в 1,5-2 рази. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601