SU1790439A3 - Bибpopeaktop - Google Patents

Description

Изобретение относится к аппаратам класса твердое-жидкость и может быть использовано в химической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности при осуществлении процессов экстракции, растворения и обработки твердых материалов жидкими реагентами.

Известен массообменный аппарат, содержащий цилиндрический корпус, вибрационную дисковую мешалку и технологические патрубки.

К недостаткам указанного аппарата следует отнести невысокую эффективность массообмена, а также невозможность раздельного вывода жидкого и твердого продуктов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является аппарат для ведения массообменных процессов в системах твердое тело-жидкость, содержащий корпус с винтовым желобом, вибропривод, упругую подвеску, дисковую вибрационную мешалку и технологические патрубки.

Интенсивному проведению процесса массообмена в таком аппарате способствует наложение на реакционную среду двух полей колебаний винтовых - от вибрации корпуса и направленных вертикальных от вибрационной мешалки.

К недостаткам указанного аппарата следует отнести ограничение скорости массообменных процессов из-за малой поверхности контакта реагирующих фаз на витках винтового желоба, обусловленной образованием регулярной структуры смол транспортируемого материала вследствие сегрегации частиц по крупности, когда мелкие частицы оказываются внизу слоя, а крупные всплывают и затрудняют доступ жидкой фазы к нижним частицам. Таким образом снижается качество обработки твердой фазы. Ограничение скорости возникает также из-за недостаточно высоких относительных скоростей движения жидкой и твердой фаз в зоне транспортирующего желоба вследствие неэффективной передачи в зону транспортирования твердого материала и крутильных колебаний вибрационной ме шалки и крутильных колебаний корпуса, что приводит к снижению производительности.

Кроме того применение двух отдельных приводов для возбуждения вибрации корпуса и мешалки приводит к дополнительным энергозатратам и усложнению конструкции.

Целью изобретения является увеличение производительности аппарата и повышение качества обработки твердых частиц вследствие интенсификации процесса массообмена за счет увеличения поверхности контакта и относительных скоростей движения твердой и жидкой фаз, а также снижение энергозатрат и упрощение конструкции.

Для достижения указанной цели в виброреакторе, содержащем корпус с винтовым желобом, вибропривод, упругую подвеску, дисковую вибрационную мешалку и технологические патрубки, вибрационная мешалка соединена с корпусом упругой связью, выполненной в виде плоских рессор, на верхнем витке винтового желоба установлена передвижная направляющая перегородка.

Вибрационная мешалка может быть оснащена вертикальными перфорированными ребрами.

Шток вибрационной мешалки может быть выполнен в виде полой трубы, на нижнем торце который установлен пластинчатый вибронасос.

Введение упругой связи, выполненной в виде плоских рессор, с вибрационной мешалкой позволяет от одного вибропривода получить воздействие двух вибрационных полей на реакционную среду при отличающихся по форме, амплитуде и фазе колебаниях корпуса и мешалки, а установка на верхнем витке винтового желоба передвижной направляющей перегородки обеспечивает в рабочем режиме постоянный сброс твердой фазы с верхнего витка желоба во внутренний объем корпуса в зону наиболее интенсивного воздействия мешалки, увеличивая, тем самым, поверхность контакта фаз, а в режиме выгрузки - вывод твердого продукта из аппарата. При этом снижаются энергозатраты и упрощается конструкция за счет исключения дополнительного привода вибромешалки. Оснащение вибрацион ной мешалки радиальными перфорированными ребрами позволяет повышать эффективность передачи знакопеременного крутящего момента вибропривода в реакционный объем.

Выполнение штока вибрационной мешалки в виде полой трубы, на нижнем торце которой установлен пластинчатый вибронасос позволяет организовать циркуляцию жидкой фазы и ее частичную декантацию в конце работы аппарата без дополнительных внешних устройств.

На фиг. 1 изображен общий вид виброреактора; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Аппарат содержит корпус 1 с размещенным внутри него винтовым транспортирующим желобом 2 и тепловой рубашкой 3, установленной через упругую подвеску 4 на раму 5 и оснащенный виброприводом 6. На корпусе 1 через упругую связь 7 закреплен шток 8 вибрационной мешалки.

На верхнем витке желоба 2 закреплена подвижная направляющая перегородка 9. Упругая связь 7 выполнена в виде плоских рессор, а вибрационная мешалка состоит из горизонтального перфорированного диска 10 и радиальных перфорированных ребер 11. Шток 8 выполнен в виде полой трубы, на нижнем торце которой установлен пластинчатый вибронасос 12. Аппарат оснащен патрубками подачи и выгрузки твердого материала 13 и 14, подачи и слива жидкости 15 и 16, ввода и вывода теплоносителя 17 и 18.

При работе аппарата через патрубок 15 подается жидкая фаза, через патрубок 13 загружается порция твердого материала и через патрубок 17 в рубашку 3 подается теплоноситель. После выхода на заданный тепловой режим включается вибропривод 6, генерирующий винтовые колебания.

При этом угловые перемещения корпуса ! соединенного с рамой 5 упругой подвеской 4, и вибрационной мешалки совпадают, а вертикальные - отличаются по амплитуде и фазе. Твердый материал, перемещаясь по винтовому желобу 2 снизу вверх доходитдо направляющей перегородки 9 и сбрасывается во внутренний объем корпуса, где при падении вниз испытывает интенсивное воздействие вибромешалки, передаваемое ребрами в вертикальном направлении и ребрами 11 в направлении угла поворота. Затем цикл повторяется. Жидкая фаза может постоянно откачиваться пластинчатым вибронасосом 12, установленным на штоке 8, закрепленном через упругую связь 7 с корпусом 1 и либо отводится через патрубок слива 16 при постоянной подпитке свежего растворителя, либо зацикловывается снова в реакционный объем корпуса ! В обоих случаях увеличивается скорость движения жидкой фазы. По завершению заданного времени обработки перегородка 9 переводится в сторону патрубка 14 и осуществляется выгрузка твердого продукта. Корпус виброреактора обогревается теплоносителем, который непрерывно подается через патрубок 17 и отводится через патрубок 18.

Применение предлагаемого виброреактора обеспечивает следующие преимущества:

увеличивается производительность на 30% и повышается качество обработки твердых частиц вследствие интенсификации процесса массообмена за счет увеличения поверхности контакта и относительных скоростей движения твердой и жидкой фаз: снижаются энергозатраты в 1,5 и упрощается конструкция аппарата путем исключения отдельного вибропривода мешалки:

достигается более полное использование крутильных колебаний корпуса;

расширяются технологические возможности работы при включении в схему устройства встроенного вибронасоса.

Испытания экспериментального образца предлагаемого аппарата подтвердили его работоспособность и более высокие технологические показатели.

Результаты экспериментов представлены в таблице.

Claims (3)

Формула изобретения

1. Виброреактор, содержащий корпус с винтовым желобом, вибропривод, упругую подвеску дисковую вибрационную мешалку на штоке и технологические патрубки, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, повышения качества обработки твердых частиц, снижения энергозатрат и упрощения конст рукции, он снабжен передвижной направляющей перегородкой, установленной на верхнем витке винтового желоба, а вибрационнзя мешалка соединена с корпусом упругой связью, выполненной в виде плоских рессор.

2. Виброреактор поп. 1, отличающийся тем, что вибрационная мешалка снабжена вертикальными перфорирован ными ребрами, расположенными ниже уровня жидкости.

3. Виброреактор по пп. 1 и 2, о т л и ч ающийс я тем, что шток вибрационной мешалки выполнен в виде полой трубы, снабженной пластинчатым вибронасосом, установленным на нижнем торце трубы.

Показатель Прототип Предлагаемый I виброреактор

[Производительность, кг 3,5 4.55

Полнота реакций, % 95 98,9

Энергозатраты,устано- вочная, мощность кВт 1.1 0,74