Реактор

 

Область использования химическая промышленность , в частности реакторы с перемешиванием и теплообменом Сущность изобретения состоит в том, что реактор содержит перемешивающее устройство, экранирующую гильзу, выполненную в виде цилиндрического корпуса с размещенными в нем ферромагнитными частицами и перемешивающими лопастями, закрепленными на валу, и размещенную между подшипниковыми узлами, закрепленными в стойке, и установленными с возможностью поступательного перемещения. При этом перемешивающее устройство выполнено в виде кожуха, повторяющего форму статора и заполненного пористым материалом, пропитанного рабочей жидкостью, нижняя часть которого выполнена в виде симметрично расположенных по окружности патрубков, расположенных в корпусе реактора.2 з.п. ф-лы, 4 ил

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,, Ы„, 1780827 А1 (я)5 В 01 J 19/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЛАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕИИЯ ";;";:- -- . .;;-,". >Р" ..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .: "--. /. ,М.

1 (21) 4803655/26 (22) 19.03.90 (46) 15.12.92, Бюл. М 46 (75) В.С. Трахтенберг (56) Авторское свидетельство СССР

Й 626803, кл. В 01 J 19/1, 1974. (54) РЕАКТОР (57) Область использования, химическая про, мышленность, в частности реакторы с перемешиванием и теплообменом. Сущность

:изобретения состоит в том, что реактор содержит перемешивающее устройство, экранирующую гильзу, выполненную в виде цилиндрического корпуса с размещенными в

Изобретение относится к химической, промышленности, в частности к оборудованию для проведения химических реакций, проводящихся в реакторах при активном перемешивании и нагреве реагентов, может быть использовано также в смежных обла-. стях промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса тепломассообмена.

На фиг. 1 показан общий вид реактора; на фиг.2-узел!на фиг, 1; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 1, Реактор с перемешивающим устройством и нагревателем содержит корпус 1 со штуцерами 2 входа жидких и газообразных реагентов и штуцер 3 выхода готбвого ïðîдукта. На крышке корпуса 1 установлена стойка 4 с двумя подшипниковыми узлами 5, в которых крепится вал перемешивающегб ус-" тройства 6, на нижнем конце его.закреплена мешалка 7, Между подшипниковыми узлами

2 нем ферромагнитными частицами и перемешивающими лопастями, закрепленными на валу, и размещенную между "подшипнйко-" выми узлами, закрепленными в стойке, и установленными с возможностью поступательного перемещения. При этом перемешивающее устройство выполнено в виде. кожуха, повторяющего форму статора и заполненного пористым материалом, пропи- танного рабочей жидкостью, нижняя часть которого выполнена в виде симметрично располо>кенных по окружности патрубков, расположенных в корпусе реактора.2 з.п. ф-лы, 4 ил.

°5 размещена экранирующая гильза, представляющая собой пустотелый цилиндрический корпус 8, частично заполненный ферромагнитнымй телами 9. Вал 6 выпол- р нен составным, участок вала 10 с лопастями

11, размещенными внутри корпуса 8 выпол-: @ нены из немагнитного материала. Корпус 8 D герметизирован rio участку вала 10 уплотне- ОО ниями 12. На наружную кольцевую стенку

13 корпуса 8 плотно насажен статор 14, к Д наружной и верхней кольцевой поверхности которого примыкает структурно-опористый материал 15, повторяющий форм статора 14.

Структурно-о пористый материал 15 заключен в кольцевой корпус 16, который ниже корпуса 8 имеет несколько равномерно расположенных патрубков 17, опущенных в корпус

1 практически до дна и не препятствующихвращейию мешалки 7. Каждый из патрубков

17 заглушен с ни>кнего торца заглушкой 18.

По всей высоте кольцевого корпуса !6 и

1780827

40

3 патрубков 17 сохраняется зазор между наружными их стенками и структурМ)пористым материалом 15, каждый из патрубков

17 пропитан рабочей жидкостью 19 до уровня, совпадающим с уровнем жидкости в кор- 5 пусе 1. Вал перемешивающего устройства 6 герметизирован в корпусе 1 узлом уплотнения

20, в верхней своей части жестко соединен с устройством, создающим поступательное перемещение 21, например электромагнитом, 10 укрепленным на стойке 4. Подшипниковые узлы 5 имеют возможность перемещаться поступательно совместно с валом 6 вверхвниз по. направляющим 22, закрепленным йа стойке 4. Каждый из подшипниковых уз- 15 лов 5 закреплен в кольце 23, имеющем вырезы для направляющих 22. Кольцо 23 и наружное кольцо подшипников, плотно в него посаженное не вращаются, а внутреннее кольцо подшипника, плотно насаженное на вал 6, вращается вместе с ним. Для заполнения рабочей жидкостью 19 патрубков 17 на кольцевом корпусе 16 предусмотрен штуцер 24. Стенка 13, являющаяся наружной для корпуса 8 и внутренней 25 для-кольцевого корпуса 16, а также стенки корпуса 16, расположенные в непосредственной близости от статора 14 выполнены из нем агнйтных м ате ри алов, "Реактор с перемешивающим устройст- 30 вом и нагревателем работает следующим образом. Предварительно, перед запуском в работу-кольцевой корпус 16 и патрубки 17 вакуумируются для удаления неконденсирующихся газов и производится заполнение 35 удаления неконденсирующихся газов и про изводится заполнение через штуцер 24 патрубков 17 рабочей жидкостью 19 по уровню, совпадающим с уровнем заполнения жидкостью корпуса 1. Жидкие и газообразные реагенты подаются в корпус 1 по штуцерам

2. Перемешивание жидкости осуществляется мешалкой 7, закрепленной на валу 6, Привод вращения перемешивающего устройства представляет собой экранирующую 45 гильзу, выполненную в виде пустотелого цилиндрического корпуса 8 с"плотно насаженным на него статором 14, внутри корпуса 8 размещены ферромагнитные тела 9, а также участок вала 19 с -лопастями 11; При подаче переменного тока на статор 14 создается вращающееся магнитное поле; проникающее сквозь экранирующую гильзу 8 и заставляющее ферромагнитные тела 9 двигаться по магнитйым силовым линиям поля, т,е. вращаться внутри пустотелого цилиндрического корпуса 8 с постоянной окружной скоростью. Ферромагнитные тела 9 воздействуют на лопасти 11, закрепленные на участке вала 10, приводя его во вращение; а вместе с ним и вал перемешивающего устройства 6 с мешалкой 7, Участок вала 10, лопасти 11, цилйндрический корпус 8, кольцевой корпус 16 не нагреваются, т.к. выполнены из немагнитных материалов, Статор

14 в результате прохождения электрического тока нагревается, для его нормальной работы он должен непрерывно охлаждаться. Тепло, выделяемое статором 14 используется на нагрев жидкости в корпусе 1 для создания оптимальных условий проведения химической реакции реагентов. Рабочая жидкость 19 поднимается по структурнопористому материалу 15 и омывает верхнюю и боковую поверхность статора 14, испаряясь при этом. Рабочая жидкость 19 подбирается таким образом, чтобы температура ее кипения при созданном разряжении была равна или ниже оптимальной температуры, эксплуатации статора 14, необходимо также, чтобы рабочая жидкость 19 была химически инертна rio отношению к материалам статора 14, структурно-пористому материалу 15, кольцевому корпусу 16 и патрубкам 17. Испаряясь, рабочая жидкость 19 отбирает тепло от статора 14, охлаждая его до оптимальйой температуры

его эксплуатацйи. Пар рабочей жидкости 19 по зазору, образованному по всей высоте между наружными стенками кольцевого корпуса 16, патрубков 17 и структурно-пористым материалом 15 опускается вниз, где конденсируется, т.к. температура жидкости в корпусе 1 значительно ниже температуры пара рабочей жидкости 19. Конденсация протекает с выделением тепла, которое полностью расходуется на нагрев жидкости в корпусе 1. Далее процесс испарения и конденсации рабочей жидкости 19 в кольцевом корпусе 16 и патрубках 17 полностью повторяется. Весь процесс химического взаимодействия протекает при активном перемешивании жидкости, Помимо вращения вокруг собственной оси, вал перемешивающего устройства 6 имеет возможность одновременно перемещаться поступательно вверх-вниз за счет воздействия электромагнита 21, жестко соединенного с валом 6 и стойкой 4. При этом подшипниковые узлы

5, плотно насаженные на вал 6 перемещаются вместе с ним, а также мешалкой 7 по направляющим 22, закрепленным на стойке 4.

Лопасти 11 перемещаются в пределах пустотелого цилиндрического корпуса 8, Таким образом осуществляется одновременное вращение мешалки 7 и поступательное перемещение внутри корпуса 1, что создает благоприятные условия для активного перемешивания, Образовавшийся в результате химической реакции, проходящей при пере1780827 мешивании и нагреве жидкий готовый про- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я дукт через штуцер 3 выводится из корпуса 1 и процесс полностью повторяется.: 1. Реактор, включающий корйус, вал с !

Использование предложенной конст- . мешалкой, теплообменное устройство, рукции реактора с перемешивающим уст- 5 крышку с размещенной на ней стойкой, ройством и нагревателем позволит внутри которой размещены подшипникозначительно интенсифицировать процесс вые узлы и экранирующая гильза, и техноло. тепломассообмена. Это достигается за счет гические латрубки, отличающийся тем, предотвращения образования в реакторе что, с целью интенсификацйи процесса, экорганизованных, упорядоченных потоков 10 ранирующая гильза выполнена в виде пусжидкости, что достигается за счет дополни- тотелого цилиндра с размеЩенными внутри тельногопоступательногоперемещения мешал- него ферромагнитнь|ми телами и эакрепленки без остановки вращейия перемешивающего нйми на валу перемешивающими лопастяустройства,Увеличениеинтенсивностипереме- . ми, и размещена между подшипнйковыми шивания благоприятно сказывается и на интен-. 15 узлами, установленными с возможностью сианость теплообмена, т,к. коэффициент поступательного. перемещения вместе с ватеплопередачи является функцией относитель- лом. ных скоростей материальных потоков (чем вы-. 2. Реактор по ii,1; о т л и ч а"ю шийся ше скорость, тем выше коэффициент тем, что теплообменное устройство выполтеплопередачи). При использовании предло- 20 нено в виде кожуха, заполненното пориженной конструкции осуществляется рекупе= . стым материалом, проййтайным рабочей рация тепла, выделяемого статором, тепло . жидкостью и повторяющим.форму статора, расходуется на нагрев"реакционной массы.. нижняя часть которого в вйде симметрично

Рабочая жидкость кипит при постоянной расположенных по окруЖности. Патрубков температуре, тем самым достигается термо.- 25 опущена в корпус. статирование статора при оптимальной тем- 3. Реактор по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й-: пературе его эксплуатации. Все эти факторы - - c я тем; что в icoxcjee rerinoîáìåííîão устпозволяют интенсифицировать йрацесс пе"- ройства и часть вала с перемешивающими ремешивания и теплообмена, рекуйерации лопатками заклЮченйыми в экранирующей тепла, что в конечном итогедает возможность 30 гильзе, выполнены из немагнитного материповысить эффективность теплоМассообмена. ала.

1780827

Составитель В.Трахтенберг

Техред М.Моргентал . Корректор C.Ïàòðóøåâà .

Редактор

Заказ 4233 Тираж .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при. ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101