SU997772A1

SU997772A1 - Mixer

Info

Publication number: SU997772A1
Application number: SU813314161A
Authority: SU
Inventors: Валентин Николаевич Саракуз; Владимир Иванович Ермаков
Original assignee: Ярославский политехнический институт
Priority date: 1981-07-13
Filing date: 1981-07-13
Publication date: 1983-02-23

Description

Изобретение относитс к смесительным устройствам дл перемешивани и нагрева в зких жидкостей и может найти применение в химичёскрй, нефтехимической и пищевой промышленности . Более узкгш область при1« ене ни - получение жидких полимерных композиций, используемых дл образовани антикоррозионных покрытий на издели х.The invention relates to mixing devices for mixing and heating viscous liquids and may find application in the chemical, petrochemical and food industries. A more limited area of primrose is the preparation of liquid polymer compositions used to form anticorrosive coatings on articles.

Известен аппарат дл перемешивани и нагрева жидкости, содержащий конический корпус с отверсти ми в верхней V части и концентрично ему расположенный конический ротор с канавками, расположенными по вкчтовой линии на его .наружной поверхности , причем дл интенсификации процесса смешени канавки выполнены с. шагом, увеличиваквдимс в сторону увеличени диаметра С I.-. A known apparatus for mixing and heating a fluid, comprising a conical body with openings in the upper V part and a concentric conical rotor with grooves located along a perpendicular line on its outer surface, and with an intensification of the mixing process, the grooves are made with. pitch, increase in the direction of increasing the diameter of C I.-.

Недостатком аппарата вл етс малый полезный объем дл перемешиваемой жидкости и соответственно. низка производительность. Увеличение шага винтовой линий при одновре-. .менном увеличении диаметра ротора привод т к снижению скорости жидкости и соответственно к снижению степени перемешивани .The disadvantage of the apparatus is a small useful volume for the mixed liquid and, accordingly. low productivity Increasing the helix pitch at the same time. Increasing the diameter of the rotor leads to a decrease in the velocity of the fluid and, accordingly, to a decrease in the degree of mixing.

Недостатком вл етс также низка скорость подачи тепла к перемешиваемой жидкости, так как конструкци ротора не обеспечивает интенсивной циркул ции жидкости, при которой достигаютс высокие значени коэффициента теплоотдачи.A disadvantage is also the low rate of heat supply to the mixed liquid, since the rotor design does not provide for intensive circulation of liquid, at which high values of the heat transfer coefficient are achieved.

Известен также аппарат дл перемешивани и нагрева жидкости, содержащий корпус с рубашкой, привод и безвальную мешалку в виде ленточноспиральных лопастей со скребками, причем с целью увеличени теплоотдачи отношение ширины лопастей к 5 внутреннему корпусу равно 0,08-0,,Also known is an apparatus for mixing and heating a fluid, comprising a jacketed housing, an actuator, and a shaftless stirrer in the form of ribbon-spiral vanes with scrapers, moreover, the ratio of the width of the blades to 5 of the inner housing is 0.08-0, to increase heat transfer.

Недостатком аппарата вл етс низка интенсивность перемешивани и низка скорость теплоподвода, так как мешалка вл етс малооборотной. Отсутствует подвод тепла за счет . диссипации энергии привода мешалки, так как конструкци лопастей мешалки не .позвол ет создать организованную циркул цию жидкости в зоне, примыкающей к теплообменной поверхности,.The disadvantage of the apparatus is low mixing intensity and low rate of heat supply, since the agitator is slow. There is no heat supply due to. the dissipation of the drive energy of the stirrer, since the design of the blades of the stirrer does not allow one to create an organized circulation of fluid in the zone adjacent to the heat exchange surface.

Наиболее близким к предложенному по конструкции и достигаемому эффекту техническим решением вл етс смеситель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, вал, установленный по оси корпуса, теплообменную рубашку, размещенную снаружи корпуса, U-образные лопасти, закрепленные на ниж нем торце вала, и штуцеры ввода и вывода компонентов 1з j.The closest technical solution to the proposed design and the achieved effect is a mixer comprising a vertical cylindrical body with a spherical bottom, a shaft mounted along the axis of the body, a heat exchange jacket placed outside the body, U-shaped blades fixed on the lower end of the shaft, and fittings for input and output components 1z j.

Недостатком известного смесител вл етс низка эффективность смешени , так как лопасти, изготовленные из труб, оказывают слабое смесительное воздействие на жидкость. Недостатком вл етс -низка скот остъ нагрева жидкости, так как выполнение лопастей из труб не приводит к интенсификации теплоотдачи.A disadvantage of the known mixer is the low mixing efficiency, since blades made from pipes have a weak mixing effect on the liquid. The disadvantage is the low cattle OST of heating the liquid, since the execution of the blades of the pipes does not lead to the intensification of heat transfer.

Цель изобретени - интенсификаци процесса за счет создани интенсивной циркул ции перемешиваемых компонентов.The purpose of the invention is to intensify the process by creating an intensive circulation of the stirred components.

Поставленна цель достигаетс те что в смесителе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, вал, установленный по оси корпуса, теплообменнуй рубашку, размещенную снаружи корпуса , и-образные-лопасти, закрепленные на нижнем торце вала, и штуцеры ввода ивывода компонентов, лопасти выполнены подковообразного профил , вогнутой стороной направленного в сторону внутренней поверхности корпуса .The goal is achieved by the fact that in the mixer, which contains a vertical cylindrical body with a spherical bottom, a shaft mounted along the axis of the housing, a heat-exchanging jacket located outside the housing, I-shaped blades fixed to the lower end of the shaft, and fittings for inserting and withdrawing components, the blades are horseshoe profile, concave side directed toward the inner surface of the housing.

На фиг. 1 изображен смеситель, продольный разрез; на, фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. FIG. 1 shows a mixer, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section A-A in FIG. one.

Смеситель содержит вертикальный цилиндрический корпус i со сферическим днищем 2, вал 3, установленный по оси корпуса, теплообменную рубашку 4, размещенную снаружи, корпуса, и-образные лопасти 5, закрепленные на Нижнем торце вала 3, и штуцеры 6 и 7 ввода и вывода Компонентов.The mixer contains a vertical cylindrical housing i with a spherical bottom 2, a shaft 3 mounted along the axis of the housing, a heat exchange jacket 4 placed outside, the housing, and I-shaped blades 5 mounted on the lower end of the shaft 3, and fittings 6 and 7 of the input and output of the Components .

Лопасти 5 выполнены подковообразными и направлены в сторону внутренней поверхности корпуса.The blades 5 are made of horseshoe and directed towards the inner surface of the housing.

Смеситель работает следующим образом .The mixer works as follows.

Через штуцер 6 в корпус заливаютс , смешиваемые компоненты. При вращении вала 3 начинают вращатьс лопасти 5. В полости, образуемой стенкой корпуса и поверхностью лопастей 5 возникает интенсивна циркул ци жидкости. Циркул ци тем выше, чем выше частота вращени ме- шапки, потому мапалка вл етс высокооборртной , r.G. имеет частоту вра щени 4.00-700 , что на пор док превышает частоту вращени обычных тихоходных (рамных и лопастных) мешалок .Through the fitting 6, the components to be mixed are poured into the housing. When the shaft 3 rotates, the blades 5 begin to rotate. In the cavity formed by the wall of the housing and the surface of the blades 5, an intensive circulation of fluid occurs. Circulation is the higher, the higher the rotational speed of the bead, because the sheetalka is high-spin, r.G. It has a rotational frequency of 4.00-700, which is an order of magnitude higher than the rotational speed of conventional low-speed (frame and blade) agitators.

При большей частоте вращени неравномерность распределени массы мешалки относительно оси вращени приводит к по влению центробежных сил и вибрации мешалки. Дл уменьшени вибрациимешалки диаметр мешалки и внутренний диаметр корпуса делаютс небольшими, т.е. 0,3 м, а высота аппарата подбираетс по требуемой производительности. Интенсивность циркул ции жидкости внутри лопастей 5 зависит от их размеров. При большой ширине полости по сравнению с ее глубиной циркул ции жидкости очень быстро затухает из-за про влени в зких сил. Форма полости может быть полуцилиндрической , полуэллиптической, пр моугольной , трапецеидальной и треугольной. Уменьшение застойных зон достигаетс , плавной поверхностью полости, т.е. использованием полостей полуцилиндрической или полузллиптической формл. Применение лопастей 5 с полуцилиндрической или полуэллиптической полостью дл получени полимерных композиций , наносимых в виде пленок на поверхность изделий и имеющих в зкость 1-10 Па-с, приводит к тому, что глубина цилиндрической полости должна составл ть 0,03-0,05 диаметра корпуса аппарата промышленных размеров (0,3 м). При уменьшении этого отношени снижаетс эффект перемешивани и производительность устройства, а при увеличении - увеичиваютс затраты мощности на привод мешалки.At higher rotational speeds, the uneven distribution of the mass of the mixer relative to the axis of rotation leads to the appearance of centrifugal forces and vibration of the mixer. To reduce vibration, the diameter of the agitator and the inner diameter of the body are small, i.e. 0.3 m, and the height of the device is selected according to the required performance. The intensity of circulation of fluid inside the blades 5 depends on their size. With a large cavity width in comparison with its depth, the fluid circulates very quickly due to the appearance of viscous forces. The cavity can be semi-cylindrical, semi-elliptical, rectangular, trapezoidal and triangular. A decrease in stagnant zones is achieved by the smooth surface of the cavity, i.e. using cavities semi-cylindrical or semi-elliptical forml. The use of blades 5 with a semi-cylindrical or semi-elliptical cavity to produce polymer compositions applied in the form of films on the surface of products and having a viscosity of 1-10 Pa-s, causes the depth of the cylindrical cavity to be 0.03-0.05 diameter case of the apparatus of industrial size (0.3 m). By reducing this ratio, the mixing effect and the productivity of the device decrease, and with an increase, the power consumption for the drive of the mixer increases.

Дл того, чтобы в полости лопасти 5 сохран лось .Циркул ционное течение жидкости, зазор между кромками лопасти 5 и корпусом 1 должен составл ть 5-10 мм, т-.е.. отношение иаметра лопасти ij диаметру корпуса авно 0,95. Это отношение вл етс общеприн тым дл рамных мешалок. Значение зазора менее 5 мм трудно обеспечить , так как подшипники опор вала мешалки всегда имеют люфт во избежание их быстрого износа. При зазоре более 10 мм уменьшаетс интенсивность циркул ционного течени в полости и возникает переток жидкости из объема аппарата через поость , что ведет к снижению интенсивности смешени и снижению коэффициента теплоотдачи.In order to maintain in the cavity of the blade 5. The circulating fluid flow, the gap between the edges of the blade 5 and the body 1 must be 5-10 mm, t-e. The ratio of the blade diameter ij to the diameter of the body is equal to 0.95. This ratio is common for frame agitators. A gap of less than 5 mm is difficult to ensure, as the bearings of the bearings of the shaft of the agitator always have a backlash in order to avoid their rapid wear. With a gap of more than 10 mm, the intensity of the circulating flow in the cavity decreases and a flow of fluid from the apparatus volume through the cavity occurs, which leads to a decrease in the mixing intensity and a decrease in the heat transfer coefficient.

Лопасти 5 располагаютс по винтовой лИнии относительно поверхности корпуса 1. Угол подъема винтовой линии 70-90. Это обеспечивает осевое перемещение жидкости в полости лопасти 5 и перемешивание в вертикальном направлении.The blades 5 are located along a helical line relative to the surface of the housing 1. The angle of elevation of the helix 70-90. This provides axial movement of the fluid in the cavity of the blade 5 and mixing in the vertical direction.

Готова смесь выводитс по штуцеру 7. Устройство может работать при непрерывном вводе-выводе жид- . кости.The finished mixture is withdrawn by fitting 7. The device can operate with continuous liquid I / O. bones.

Claims

Technical and economic efficiency of the proposed device. explained by the following advantages / gi. The device is compared with the most perfect- dl. heating of viscous liquids by the scraper apparatus provides about 1.5 times higher value of the heat transfer coefficient. At the same time there is no touch of the blades of the agitator of the apparatus body, which eliminates wear and increases the reliability of the device. The high value of the heat transfer coefficient resulting from the circulating fluid flow in the cavity of the agitator blade simultaneously testifies to the high intensity of the fluid change and the ability of the apparatus to operate in continuous mode during refilling & 1 of the cured polymer compositions. The use of the proposed apparatus at the site of polymeric coatings by reducing the scrap resulting from the production of low-elastic and, therefore, non-durable films from a cross-linked floor makes it possible to obtain an economic effect of 10 thousand rubles. in year. I Claims of the invention: A mixer comprising a vertical cylindrical body with a spherical bottom, a shaft mounted along the axis of the housing, a heat exchange ruler placed outside the housing, and I-shaped blades mounted on the bottom end of the shaft, and a component input and output unit, characterized by that, with the purpose of intensifying the process by creating an intensive circulation of the mixed components, the blades are made of a horseshoe-shaped profile, the concave side directed toward the inner surface of the housing. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 649451, cl. B 01 F 7/16, 1976 ..

2. USSR author's certificate number 722560, cl. B 01 F 7/24, 1972.

3.Fishman KE, Khruzin MA, Capron fiber production. M., Himi, 1976, p. 47

S

/

F