Пристрій для перемішування рідин

1. Пристрій для перемішування рідин, що містить порожнистий ротор з осьовими вхідними каналами, радіальні порожнисті лопаті з вихідними отворами, порожнина яких з'єднана з порожниною ротора, який відрізняється тим, що для інтенсифікації масообмінного процесу за рахунок збільшення насосної продуктивності вхідний канал з фронтальної сторони циліндричної лопаті має 3 зміна геометрії границь потоку та зміна напрямку руху рідини. При цьому виникають втрати натиску на подолання гідравлічного опору: в даному разі в місці переходу від порожнини ротора до порожнини лопаті. За краєм входу в порожнину лопаті на її фронтальній частині потік рідини звужується та виникає відрив потоку від стінки. Між стінкою і поверхнею транзитної струмини виникає водовертна застійна зона, яка є стримуючим фактором в підвищенні насосної продуктивності перемішуючого пристрою. Задачею корисної моделі є збільшення насосної потужності, інтенсифікація процесу перемішування рідин та підвищення ефективності перемішуючого пристрою за рахунок значного зменшення гідравлічного опору. Суть корисної моделі полягає в тому, що вхідний канал циліндричної лопаті з фронтальної сторони має округлу форму, радіус якої складає 0,5-1 діаметр лопаті, а лопать сплющеної форми з фронтальної сторони має округлу форму радіусом 0,5-5 ширин лопаті або форму нахиленої площини до осі лопаті під кутом 40-55°, або приєднана до ротора тангенціально. На кресленнях рисунок 1, 2, 3, 4, 5 зображено запропонований пристрій та його модифікації. Пристрій для перемішування рідин (рисунок 1) складається з порожнистого циліндричного ротора 1 з осьовим вхідним каналом 2, на твірній поверхні ротора є прорізи 3 з закріпленими радіальними порожнистими лопатями 4 циліндричної форми з вихідними отворами 5, на фронтальній поверхні лопаті вхідний канал має округлу форму, радіус якої складає 0,5-1,0 діаметр лопаті. На рисунку 1 вид А-А позначає поперечний перетин пристрою для перемішування рідин та його (Б) збільшене зображення з вказівкою радіуса округлення. За допомогою циліндра 6, розташованого в верхній частині, пристрій закріпляється на валу реактора. Пристрій для перемішування рідин (рисунок 2) складається з порожнистого циліндричного ротор 1 з осьовим вхідним каналом 2, на твірній поверхні ротора є прорізи 3 з закріпленими радіальними порожнистими лопатями 4 сплющеної форми з вихідними отворами 5, на фронтальній поверхні лопаті вхідний канал має плоску форму з кутом нахилу 40-55° до осі лопаті. На рисунку 2 вид А-А позначає поперечний перетин пристрою для перемішування рідких середовищ з зображенням похилої площини. За допомогою циліндра 6, розташованого в верхній частині, пристрій закріпляється на валу реактора. Пристрій для перемішування рідин (рисунок 3) складається з порожнистого циліндричного ротора 1 з осьовим вхідним каналом 2, на твірній поверхні ротора є прорізи 3 з закріпленими радіальними порожнистими лопатями 4 сплющеної форми з вихідними отворами 5, на фронтальній поверхні лопаті вхідний канал має округлу форму, радіус якої складає 0,5-5 ширин лопаті. На рисунку 3 вид А-А і А*-А* позначає поперечний перетин пристрою для перемішування рідин з вказівкою максимального та мінімального радіуса округлення. За допомогою циліндра 6, 60097 4 розташованого в верхній частині, пристрій закріпляється на валу реактора. Пристрій для перемішування рідин (рисунок 4, 5) складається з порожнистого циліндричного ротора 1 з осьовим вхідним каналом 2, на твірній поверхні ротора є прорізи 3 з закріпленими тангенціально порожнистими лопатями 4 циліндричної (рисунок 4) та сплющеної (рисунок 5) форми з вихідними отворами 5. На рисунках 4, 5 вид А-А позначає поперечний перетин пристрою для перемішування рідин. За допомогою циліндра 6, розташованого в верхній частині, пристрій закріпляється на валу реактора. Пристрій працює таким чином. Реактор заповняють необхідною рідиною, вмикають електродвигун, що обертає вал. При обертанні вала під дією відцентрової сили та розрідження, що виникає під час обтікання рідиною порожнистої лопаті, рідина із об'єму реактора усмоктується через вхідний канал 2 в порожнину ротора 1 мішалки і під дією відцентрової сили перетікає через прорізи 3 в об'єм порожнистої лопаті 4 і далі через вихідні отвори 5 в об'єм апарата. Зміна форми вхідного каналу в лопать 4 з фронтальної сторони дозволяє зменшити гідравлічний опір при переході рідини з порожнини ротора в порожнину лопаті. При цьому значно збільшується насосна потужність мішалки, а також швидкість транзитної рідини, яка турбулізує об'єм перемішуючої рідини в реакторі. Приєднання лопаті тангенціально до ротора дозволяє зменшити опір при переміщенні рідини з порожнини ротора в порожнину лопаті. Таким чином збільшується насосна продуктивність мішалки, забезпечується інтенсивний масообмін перемішуючого об'єму і збільшується ефективність мішалки. Виконання вхідного отвору 3 округлим або виконаним у вигляді нахиленої площини дозволяє майже повністю усунути водовертну застійну зону і значно збільшити переріз транзитної рідини в початковій зоні лопаті, збільшити натиск рідини в порожнині лопаті та насосну продуктивність мішалки по рідині. Порівняльні лабораторні випробування попереднього пристрою і запропонованого пристрою для перемішування рідких середовищ проводилися на лабораторному стенді, що дозволяє визначити насосну продуктивність пристроїв для перемішування рідин в режимі усмоктування рідини. Випробування проводили на пристроях для перемішування, що мають 4 та 6 порожнистих лопатей з однаковими геометричними параметрами (діаметр ротора, діаметр пристрою для перемішування рідин, перетин лопаті на виході, кут нахилу сплющених лопатей відносно осі мішалки в межах 0-60° для мішалок, відображених на рисунках 2, 3): з звичайними циліндричними лопатями і циліндричними лопатями з округлим вхідним отвором, радіус округлості якого складає 0,5-1 діаметр лопаті (рисунок 1); з звичайними сплющеними лопатями і сплющеними лопатями з округлим вхідним отвором радіусом округлості 0,55 ширин лопаті (рисунок 3) та отвором з похилою 5 поверхнею з кутом нахилу 40-55° до осі лопаті (рисунок 2); з звичайними сплющеними лопатями, радіально приєднаними і сплющеними лопатями, приєднаними тангенціально. При однакових витратах потужності запропоновані пристрої для перемішування рідин мають більшу насосну продуктивність та більший натиск транзитної рідини, яка значно збільшує турбулентність перемішуючого об'єму і значно збільшує ефективність процесу перемішування рідин. При використанні запропонованої корисної моделі для проведення масообмінних процесів в системі газ-рідина, наприклад, сульфування газоподібним сірчаним ангідридом алкілбензолів дозволяє усунути застійну зону в порожнині лопаті, а збільшений натиск транзитної рідини і насосної продуктивності мішалки створює комфортні температурні умови для проведення швидких екзотермічних реакцій, усунути можливість утворення та накопичування пересульфурованих вуглеводнів. Випробовування показали, що запропонований пристрій для перемішування рідин підвищує насосну продуктивність по рідині на 70-80 %, у випадку проведення реакції між 60097 6 газоподібним сірчаним ангідридом та алкілбензолами фракції 140-280 °С були досягнуті умови проведення реакції в м'якому температурному режимі, що дозволило позбутися застійних зон та виникнення пересульфурованих вуглеводнів. Література: 1. Штербачек З., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. - Л.: Госхимиздат, 1963. - 416 с. 2. Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барабаш В.М. Перемешивание в жидких средах. - Л.: Химия, 1984. - 336 с. 3. А. С. № 253754 (СССР). Всасывающая мешалка центробежного типа / Лютринсгаузер Г.Ф. 1969, бюл. № 31. 4. Химическое и нефтехимическое машиностроение № 7, 1973, с. 14. 5. А. С. № 398265 (СССР). Устройство для смешения жидкостей / Парафенко Н.И., Розкин М.Я. 1973, бюл. № 38. 6. А. С. № 1606168 (СССР). Устройство для перемешивания жидких сред / Шабрацкий В.И., Барвин В.И. и др. 1990, бюл. № 42. 7 60097 8 9 60097 10 11 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 60097 Підписне 12 Тираж 24 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