Аппарат большой вместимости с выносными перемешивающими устройствами

 

Использование: в различных технологических процессах маловязких ньютоновских жидкостей, например суспендирования в производстве гидрата окиси алюминия, в производстве экстракционной фосфорной кислоты, в производстве малассы и др. Сущность изобретения: аппарат снабжен, по меньшей мере, двумя циркуляционными контурами, включающими электродвигатели с выносными перемешивающими устройствами, всасывающие трубопроводы которых расположены на разных уровнях по высоте цилиндрического корпуса, нагнетательные трубопроводы размещены у днища аппарата на разных его радиусах. 3 ил.

Изобретение относится к аппаратам большой вместимости с выносными перемешивающими устройствами, применяемых для осуществления различных технологических процессов, маловязких ньютоновских жидкостей, например суспендирования в производстве гидрата окиси алюминия, в производстве экстракционной фосфорной кислоты, в производстве мелассы.

Известны аппараты большого объема [1] с рассредоточенным подводом энергии, в которых предусмотрено несколько перемешивающих устройств с индивидуальными приводами.

К числу недостатков следует отнести поломки перемешивающих устройств, зарастание продуктом.

Известны аппараты большой вместимостью [2] , снабженные валом с мешалкой. Мешалка обеспечивает направленное движение суспензии вверх в центр аппарата и вниз по периферии. Крутящий момент передается к трубчатому валу от трех мотоp-редукторов. Существенные недостатки: наличие трех мотор-редукторов, требующих системы синхронизации частоты вращения, громоздкость мешалки, вызывающая значительные пусковые нагрузки на привод, трудность пуска аппарата при погружении мешалки в осадок твердой фазы, влияние износа подшипников скольжения, погруженных в рабочую среду, на работоспособность верхнего подшипника скольжения и зубчатого зацепления трубного вала, сложность обслуживания подшипниковых узлов аппарата. Аппарат не обеспечивает равномерность перемешивания среды.

Также известны аппараты фирмы Ahlstrom [3] , представляющие собой резервуар цилиндрического или квадратного сечения с горизонтальным перемешивающим устройством, установленным на некотором расстоянии от днища. Днище аппарата имеет наклон, что препятствует образованию застойных зон. Перемешивание осуществляется пропеллерной мешалкой большего диаметра до 1800 мм. Подшипниковые узлы качения перемешивающего устройства отделены от среды сальниковым уплотнением. Недостатком такого аппарата является обеспечение перемешивания только в нижней его части.

Наиболее близким по технической сущности решением является механизм для получения химической смеси, применяемой для нужд сельского хозяйства [4] . Он содержит смесительную емкость, емкость для диспергирования смеси, привод с валом, вращающуюся лопасть, устройство для под- ачи смеси из смесительной емкости в диспергирующую и устройство для возврата смеси в смесительную емкость.

Слабая сторона такого решения - недостаточная циркуляция среды в механизме, вследствие чего не обеспечивается интенсивное перемешивание, что приводит к ощутимому увеличению времени для осуществления технологического процесса.

Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания во всем объеме аппарата за счет более равномерного распределения вводимой мощности, расходуемой на перемешивание среды путем рассредоточения выносных перемешивающих устройств.

Указанная цель достигается тем, что аппарат снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным циркуляционным контуром с расположением всасывающих трубопроводов на разных уровнях по высоте цилиндрического корпуса и размещением нагревательных трубопроводов у днища аппарата на разных его радиусах.

На фиг. 1 приведен продольный разрез аппарата с двумя выносными перемешивающими устройствами; на фиг. 2 в плане показан аппарат с пятью выносными перемешивающими устройствами; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, всасывающих трубопроводов 2 и нагнетательных трубопроводов 3, выносных перемешивающих устройств 4. Каждое выносное перемешивающее устройство содержит камеру 5, съемную крышку 6, патрубок 7, цаpгу 8, винтовую мешалку 9, вал 10. Снаружи съемной крышки 6 закреплено торцовое уплотнение 11 и подшипниковый узел 12. Винтовая мешалка 9 приводится в движение элетродвигателем 13. Корпус 1 снабжен технологическими патрубками: для ввода реагентов 14 и вывода готового продукта 15.

Аппарат работает следующим образом.

Исходные компоненты поступают в аппарат через технологические патрубки 14. Поочередно включают электродвигатели 12 выносного перемешивающего устройства 4. Начинает вращаться вал 10. на котором укреплена винтовая мешалка 9. Винтовая мешалка 9 (колесо осевого насоса) через всасывающие трубопроводы 2 засасывает из корпуса 1 реакционную среду, которая через патрубок 7 поступает в выносное перемешивающее устройство 4. Далее, пройдя камеру 5 и цаpгу 8, среда направляется в нагнетательные трубопроводы 3, откуда возвращается внутрь корпуса аппарата у днища на разные его радиусы, способствуя тем самым турбулизации потока. Предлагаемое техническое решение позволяет осуществить непрерывную циркуляцию среды по замкнутым контурам с отбором и перемешиванием ее по высоте и поперечному сечению аппарата, интенсифицируя таким образом технологический процесс в аппарате большой вместимости. Вывод готового продукта производится через патрубок 15.

Наряду с интенсификацией процесса перемешивания за счет более равномерного ввода мощности, расходуемой на перемешивание, данное решение предусматривает наличие камеры 5 со съемной крышкой 6, через которую проходит вал 10, позволяет снаружи закрепить торцовое уплотнение 11 и подшипниковый узел 12, что уменьшает трудоемкость обслуживания торцового уплотнения 11 и подшипникового узла 12 при их ревизии и ремонте. Как показали выполненные испытания, трудозатраты на демонтаж узла перемешивания при ремонте торцового уплотнения снижается втрое. Кроме того, появляется возможность проведения профилактического осмотра и контроля указанных узлов в период эксплуатации.

(56) 1. Мельников В. М. , О выборе и расчете основных параметров многомешальных реакторов. Труды НИИУИФА, М. , 1969, вып. 211, с. 35-53.

2. Kipke K. D. Tendenzen und Entwicklungen in der Ruhrtechnik, Chemische Industrie, 1978, N 2, 89-91.

3. Садовский В. Л. и Коровкина Г. П. Аппараты большого объема с механическими перемешивающими устройствами. Обзорная информация. Серия ХМ-1. ЦИНТИхимнефтемаш, 1981, с. 28.

4. Патент США N 4693609, кл. B 01 F 5/10, 1987.

Формула изобретения

АППАРАТ БОЛЬШОЙ ВМЕСТИМОСТИ С ВЫНОСНЫМИ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ, содержащий цилиндрический корпус, перемешивающее устройство с приводом, установленное во внешнем циркуляционном контуре, патрубки подачи реагентов и вывода готового продукта, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания во всем объеме аппарата за счет более равномерного распределения вводимой мощности, расходуемой на перемешивание среды путем рассредоточения перемешивающих устройств, аппарат снабжен по меньшей мере одним дополнительным циркуляционным контуром и установленным в нем перемешивающим устройством, при этом всасывающие трубопроводы циркуляционных контуров размещены на разных уровнях по высоте корпуса, а нагнетательные трубопроводы размещены у днища аппарата на разном расстоянии от продольной оси корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3