SU1662656A1

SU1662656A1 - Mixer-disperser

Info

Publication number: SU1662656A1
Application number: SU894731862A
Authority: SU
Inventors: Александр Павлович Борисов; Игорь Валентинович Коваленко; Петр Данилович Кореньков; Роман Иванович Полатайко; Геннадий Васильевич Сумцов
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-07-15

Abstract

Изобретение относитс к химическому машиностроению и может быть использовано дл проведени процессов смешени , диспергировани , гомогенизации и т.п. Смеситель-диспергатор содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, смонтированный в корпусе 1 статор 4 с накопительной камерой 5 и цилиндрическими соплами 6 на торцевой поверхности, дисковый ротор 7 с концентрично расположенными р дами лопаток 8. Основани сопел 6 образуют на торцевой поверхности статора 4 окружность, а оси сопл имеют углы наклона от 0 до 90° относительно радиальных и касательных линий этой окружности так, что сопла направлены против направлени вращени ротора 7. Лопатки 8 расположены на торцевой поверхности ротора 7 так, что лопатки первого р да имеют угол поворота от 0 до 90° относительно радиальной линии, а лопатки каждого последующего р да повернуты относительно лопаток предыдущего р да на угол от 0 до 180°. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.The invention relates to chemical engineering and can be used for carrying out processes of mixing, dispersing, homogenizing, and the like. The disperser includes a housing 1, an inlet 2 and an outlet 3 nozzles mounted in the housing 1 of the stator 4 with a cumulative chamber 5 and cylindrical nozzles 6 on the end surface, a disk rotor 7 with concentrically arranged rows of blades 8. The bases of the nozzles 6 are formed on the end surface the stator 4 is circumferential, and the nozzle axes have angles of inclination from 0 to 90 ° relative to the radial and tangent lines of this circle so that the nozzles are directed against the direction of rotation of the rotor 7. The blades 8 are located on the end surface of the rotor 7 so that the first row of blades have a turning angle from 0 ° to 90 ° relative to a radial line, and the vanes of each subsequent row of blades are rotated relative to the previous row by an angle from 0 to 180 °. 1 hp ff, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к химическому машиностроению и может быть использовано дл проведени процессов смешени , диспергировани , гомогенизации и т.п. в системах жидкость - жидкость и жидкость- твердое тело.The invention relates to chemical engineering and can be used for carrying out processes of mixing, dispersing, homogenizing, and the like. in systems, liquid is liquid and liquid is solid.

Цель изобретени - интенсификаци процессов диспергировани и смешени и повышение качества готового продукта.The purpose of the invention is to intensify the processes of dispersion and mixing and improve the quality of the finished product.

На фиг. 1 представлен предлагаемый смеситель-диспергатор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed mixer-dispersant, a longitudinal section; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one.

Смеситель-диспергатор содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, смонтированный в корпусе 1 дисковый статор 4 с накопительной камерой 5 и цилиндрическими соплами 6 на торцовойThe mixer-disperser includes a housing 1, an inlet 2 and an outlet 3 of the nozzles mounted in the housing 1 of a disk stator 4 with a collection chamber 5 and cylindrical nozzles 6 on the front

поверхности, дисковый ротор 7 с несколькими кольцеобразными концентрично расположенными р дами лопаток 8. Основани сопл 6 образуют на торцовой поверхности статора 4 окружность, а оси сопл имеют углы наклона от 0 до 90° относительно радиальных и касательных линий этой окружности так, что сопла направлены против направлени вращени ротора 7.surfaces, a disk rotor 7 with several annular concentrically arranged rows of blades 8. The bases of the nozzles 6 form a circle on the end surface of the stator 4, and the axes of the nozzles have angles of inclination from 0 to 90 ° relative to the radial and tangent lines of this circle so that the nozzles are directed against the direction of rotation of the rotor 7.

Лопатки 8 расположены на торцовой поверхности ротора 7 так, что лопатки первого р да имеют угол поворота от 0 до 90° относительно радиальной линии, а лопатки каждого последующего р да повернуты относительно лопаток предыдущего р да на угол от 0 до 180°.The blades 8 are located on the end surface of the rotor 7 so that the blades of the first row have an angle of rotation from 0 to 90 ° relative to the radial line, and the blades of each subsequent row are rotated relative to the blades of the previous row by an angle from 0 to 180 °.

Смеситель-диспергатор работает следующим образом. Обрабатываема среда подMixer-dispersant works as follows. Processed environment under

о о to о ел оoh oh oh oh oh oh

давлением, которое может регулироватьс , подаетс через входной патрубок 2 в накопительную камеру 5, где поток раздел етс и через сопла 6 со значительной скоростью направл етс на лопатки 8 быстровращаю- щегос ротора 7. За счет того, что сопла направлены против направлени вращени ротора, скорость встречи и сила соударени обрабатываемой среды с лопатками значительно возрастает. Это способствует интенсификации процессов диспергировани и смешени (операци разделени потока).pressure, which can be regulated, is fed through the inlet 2 into the accumulation chamber 5, where the flow is separated and through the nozzles 6 with a considerable speed is directed to the blades 8 of the fast-rotating rotor 7. Due to the nozzles directed against the direction of rotation of the rotor, The meeting speed and impact force of the treated blades increases significantly. This contributes to the intensification of dispersion and mixing processes (flow separation operation).

Обрабатываема среда под действием центробежной силы отбрасываетс на следующий р д лопаток 8, где соудар етс с ними и мен ет направление за счет того, что лопатки каждого р да имеют различные углы поворота. Пройд несколько р дов лопаток 8, обрабатываема среда необходимого качества и однородности удал етс через выходной патрубок 3.The medium to be treated is centrifugally applied to the next row of blades 8, where it collides with them and changes direction due to the fact that the blades of each row have different angles of rotation. After passing through several rows of blades 8, the processable medium of the required quality and uniformity is removed through the outlet nozzle 3.

В предложенном смесителе-дисперга- торе интенсивность процесса и качество продукта регулируютс двум способами: изменением давлени и соответственно скорости истечени обрабатываемой среды из сопл, изменением скорости вращени ротора.In the proposed mixer-dispersant, the intensity of the process and the quality of the product are regulated in two ways: by changing the pressure and, accordingly, by the flow rate of the medium being processed from the nozzles, by changing the speed of rotation of the rotor.

Диапазон углов наклона осей сопл относительно касательных линий окружности, образуемой основани ми сопл от 0 до 90°, при соблюдении направлени против вращени ротора обеспечивает увеличение сдвиговых деформаций в струе диспергируемого материала при попадании его на вращающийс диск ротора за счет разности направлений струи и вращени ротора.The range of angles of inclination of the nozzles relative to the tangent lines of the circle formed by the nozzle bases from 0 to 90 °, while maintaining the direction against the rotor rotation, increases the shear deformations in the jet of dispersible material when it hits the rotating rotor disc due to the difference of the jet directions and the rotation of the rotor.

Выход из указанного диапазона углов наклона осей сопл за 0° конструктивно невозможен , а выход до 90° приводит к уменьшению сдвиговых деформаций в диспергируемом материале, так как значительно уменьшаетс разность скоростей струи и ротора и соответственно деформаци сдвига. Оптимальный угол наклона осей сопл относительно касательных линий окружности по расчетам равен 45°. В реальной лабораторной установке по данной за вке углы осей сопл относительно касательных линий окружности выполнены равными 45°.Exit from the specified range of angles of inclination of the nozzle axes beyond 0 ° is structurally impossible, and an exit to 90 ° reduces the shear deformations in the material being dispersed, since the difference between the jet and rotor speeds and, accordingly, the shear deformation significantly decreases. The optimum angle of inclination of the axes of the nozzles relative to the tangent lines of the circle is calculated to be 45 °. In a real laboratory installation according to this application, the angles of the axes of the nozzles relative to the tangent lines of the circle are equal to 45 °.

Диапазон углов наклона осей сопл относительно радиальных линий окружности, образуемых основани ми сопл от 0 до 90°, обеспечивает попадание перерабатываемого материала на лопатки после взаимодействи с центральным диском ротора, что позвол ет использовать центробежные силы дл осуществлени процессов диспергировани и перемешивани . При попаданииThe range of angles of inclination of the nozzles relative to the radial circumference lines formed by the bases of the nozzles from 0 to 90 ° ensures that the material to be processed onto the blades after interacting with the central rotor disk, which allows the use of centrifugal forces to carry out dispersion and mixing processes. When hit

струи на диск материал мгновенно подвергаетс действию нескольких сил (приведены выше), в том числе и центробежных. Из-за разного направлени действи этих силThe jet to disk material is instantly exposed to several forces (given above), including centrifugal ones. Due to the different directions of action of these forces

сдвиговые деформации в обрабатываемом материале увеличиваютс , что способствует интенсификации процесса диспергировани .shear deformations in the processed material increase, which contributes to the intensification of the dispersion process.

Углы Поворота лопаток первого р да от0 носительно радиальной линии окружности поставлены в зависимость от функциональных особенностей аппарата. При mln угле, 0° аппарат эффективно выполн ет смесительную функцию (разделение и соедине5 ние отбрасываемого центробежными силами потока) и менее эффективно - диспергирующую при значительной производительности . При max угле поворота, 90° аппарат эффективно выполн ет дисперги0 рующую функцию за счет соударени отбрасываемого центробежными силами потока материала с расположенными перпендикул рно лопатками, но с меньшей производительностью. При выходе угла по5 ворота за 90°, а одновременно и за 0°, так как лопатка симметрична относительно оси поворота, диспергирующее и смесительные функции аппарата уменьшаютс , происходит обтекание лопаток материалом. Изме0 нение углов поворота позвол ет сочетать эти функции оптимально дл различных обрабатываемых сред.The angles of rotation of the blades of the first row in relation to the radial line of the circle depend on the functional features of the apparatus. At mln coal, 0 °, the apparatus effectively performs the mixing function (separation and coupling of the flow rejected by centrifugal forces) and less efficiently dispersing with significant productivity. At a max. Angle of rotation, 90 °, the apparatus effectively performs a dispersing function due to the collision of a material flow thrown by centrifugal forces with perpendicular blades, but with lower productivity. When the gate angle P5 comes out at 90 °, and at the same time at 0 °, since the blade is symmetrical about the axis of rotation, the dispersing and mixing functions of the apparatus decrease, the material flows around the blades. Changing the rotation angles makes it possible to combine these functions optimally for the different processable media.

В экспериментальной установке Сме- ситель-диспергатор лопатки первого р даIn the experimental setup, the Mixer-dispersant blades of the first row

5 выполнены с возможностью изменени углов поворота 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90°. Диапазон углов поворота лопаток следующего р да относительно предыдущего от 0 до 180° включает все возможные варианты вза0 имного расположени лопаток соседних р дов в данной конструкции.5 are configured to change the angles of rotation 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90 °. The range of angles of rotation of the blades of the next row relative to the previous one from 0 to 180 ° includes all possible variants of the mutual arrangement of the blades of the adjacent rows in this design.

Кажда пара р дов лопаток выполн ет в большей или меньшей степени функции диспергировани и смешени в зависимо5 сти от углов взаимного расположени лопаток . При углах поворота от 45 до 135° получаетс значительный диспергирующий эффект за счет создани преп тстви потоку материала, сбрасываемому с лопатокEach pair of rows of blades performs, to a greater or lesser degree, the functions of dispersion and mixing, depending on the angles of the relative position of the blades. At angles of rotation from 45 to 135 °, a significant dispersing effect is obtained by interfering with the flow of material discharged from the blades.

0 предыдущего р да. При углах поворота от О до 45° и от 135 до 180° диспергирующий эффект уменьшаетс , но повышаетс смесительный эффект и производительность аппарата .0 previous p yes. At angles of rotation from 0 to 45 ° and from 135 to 180 °, the dispersing effect decreases, but the mixing effect and productivity of the apparatus increase.

5 В лабораторной установке углы лопаток выполнены с возможностью во всем диапазоне от 0 до 180°. Подбира углы поворота лопаток каждого р да относительно предыдущего и комбиниру несколько р дов, до- стигаетс оптимальное сочетание5 In a laboratory setting, the angles of the blades are made with the possibility in the whole range from 0 to 180 °. By selecting the angles of rotation of the blades of each row relative to the previous one and combining several rows, an optimum combination is achieved.

диспергирующего и смесительного эффектов .dispersing and mixing effects.

Claims

Claim 1. Mixer-dispersant, comprising a housing, a disk stator, a rotor with concentrically arranged rows of protrusions, inclined nozzles for directing fluid into the rotor cavity, characterized in that, in order to intensify the processes of dispersion and mixing and improve the quality of the finished product the nozzles are located on the stator circumferentially and

0

directed against the direction of rotation of the rotor, while the axis of the nozzles have angles of inclination from 0 to 90 ° relative to the radial and tangent lines of the circle on which the bases of the nozzles are located.

2. The disperser-mixer according to claim 1, dt is characterized in that the protrusions on the rotor are made in the form of blades, the blades of the first row from the axis of the rotor having a rotation angle from 0 to 90 ° relative to the radial line, and the blades of each subsequent р Yes, turned with respect to the blades of the previous row at an angle from 0 to 180 °.

FIG. 2

$ U2.3