Реактор с многорядными мешалками
REACTOR WITH MULTI-ROW AGITATORS

Изобретение относится к аппаратам емкостного типа, предназначенным для проведения химических реакций, а также тепло- и массообменных процессов, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме перемешиваемой среды при рациональных затратах мощности. Может быть использовано для проведения процессов в отраслях промышленности, в которых требуется интенсивное перемешивание маловязких сред.
Известен реактор с многорядными мешалками для обработки жидких сред [Авторское свидетельство СССР №1666171, МПК B01F 7/16, опубл. 30.07. 1991], содержащий вертикальный корпус с патрубками для ввода исходных компонентов и вывода готового продукта, винтовые отражательные элементы, вращающийся центральный вал с мешалками.
Недостатками данного реактора являются недостаточное качество перемешивания.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является реактор с многорядными мешалками для обработки жидких сред [Патент РФ №2572330, МПК B01F 7/16, МПК B01F 7/18, МПК B01F 7/26, опубл. 10.01.2016, БИ №1], содержащий вертикальный корпус с патрубками для ввода исходных компонентов и вывода готового продукта, винтовые отражательные элементы, вращающийся центральный вал с мешалками, отличающийся тем, что мешалки выполнены в виде горизонтальных дисков с фрезерными лопастями, на нижней мешалке фрезерные лопасти установлены с обеих сторон диска, вышерасположенные мешалки изготовлены из дисков в виде колец, которые соединены с центральным валом с помощью винтовых отражательных элементов, а фрезерные лопасти установлены на них только с верхней стороны дисков, наружный диаметр диска каждой вышерасположенной мешалки больше в 1,1 раза наружного диаметра диска ближайшей нижерасположенной мешалки.
Недостатками данного реактора являются недостаточное качество перемешивания.
Задачей данного изобретения является создание реактора с многорядными мешалками, имеющего высокое качество перемешивания.
Поставленная задача достигается тем, что предлагается реактор с многорядными мешалками, содержащий вертикальный корпус с патрубками для ввода исходных компонентов и вывода готового продукта, отражательные элементы, вращающийся центральный вал с мешалками, которые выполнены в виде горизонтальных дисков с лопастями, на нижней мешалке лопасти установлены с обеих сторон диска, а на вышерасположенных мешалках - только с верхней стороны дисков.
Отличительными конструктивными признаками предлагаемого реактора с многорядными мешалками является то, что на центральном валу между мешалками размещены дополнительные мешалки, выполненные в виде перфорированных дисков с закрепленными на периферии лопастями треугольной формы, причем соединение дополнительных мешалок с центральным валом подвижное - с возможностью относительного вращения, а отражательные элементы выполнены в виде полых усеченных конусов, установленных большими основаниями вниз, и размещены соосно вертикальному корпусу напротив дополнительных мешалок.
На фиг. 1 показана схема реактора с многорядными мешалками.
На фиг. 2 представлен вид А.
Реактор с многорядными мешалками, содержит вертикальный корпус 1 с патрубками для ввода исходных компонентов 2 и вывода готового продукта 3, отражательные элементы 4, вращающийся центральный вал 5 с мешалками, которые выполнены в виде горизонтальных дисков 6 с лопастями 7, на нижней мешалке лопасти установлены с обеих сторон диска, а на вышерасположенных мешалках только с верхней стороны горизонтальных дисков 6.
На центральном валу 5, между мешалками размещены дополнительные мешалки, выполненные в виде перфорированных дисков 8 с закрепленными на периферии лопастями треугольной формы 9. На перфорированных дисках 8 выполнены отверстия 10.
Соединение дополнительных мешалок (перфорированных дисков 8 с закрепленными на периферии лопастями треугольной формы 9) с центральным валом 5 подвижное - с возможностью относительного вращения, а отражательные элементы 4 выполнены в виде полых усеченных конусов, установленных большими основаниями вниз, и размещены соосно вертикальному корпусу 5, напротив дополнительных мешалок.
Реактор с многорядными мешалками работает следующим образом.
Реагенты поступают через патрубок для ввода исходных компонентов 2 во внутренний объем вертикального корпуса 1 и интенсивно перемешиваются за счет воздействия на них вращающегося центрального вала 5 с мешалками и дополнительными мешалками. Происходит химическая реакция. Продукты реакции выводятся через патрубок вывода готового продукта 3.
При вращении центрального вала 5 с жестко закрепленными на нем мешалками, представляющими собой горизонтальные диски 6 с лопастями 7, происходит направление жидкостей (реагентов) в осевом и радиальном направлениях, что приводит к интенсивной циркуляции обрабатываемой среды, обеспечивая при этом ее эффективное перемешивание и диспергирование.
За счет того, что на нижней мешалке лопасти 7 установлены с обеих сторон горизонтального диска 6, удается предотвратить образование застойных зон в нижней части корпуса 1.
Размещение в вышерасположенных мешалках лопастей 7 только с верхней стороны горизонтальных дисков 6 позволяет интенсифицировать восходящие потоки жидкости в пристеночной области корпуса 1.
Благодаря тому, что на центральном валу 5, между мешалками (горизонтальных дисков 6 с лопастями 7) размещены дополнительные мешалки, выполненные в виде перфорированных дисков 8 с закрепленными на периферии лопастями треугольной формы 9, удается интенсифицировать процесс смешения за счет организации перемешивания в объемах между мешалками. Наличие на перфорированных дисках 8 отверстий 10 позволяет организовать перетоки жидкостей через диски 8, что также способствует интенсивности перемешивания.
Подвижное (с возможностью относительного вращения) соединение дополнительных мешалок (перфорированных дисков 8 с закрепленными на периферии лопастями треугольной формы 9) с центральным валом 5 обеспечивает отличную от мешалок, жестко закрепленных на центральном валу 5, угловую скорость, которая в процессе работы может постоянно изменяться. Вращение дополнительных мешалок происходит от потоков жидкой среды внутри корпуса 1. Это также способствует повышению качества перемешивания.
За счет того, что отражательные элементы 4 выполнены в виде полых усеченных конусов, установленных большими основаниями вниз, и размещены соосно вертикальному корпусу 5, напротив дополнительных мешалок, отбрасываемые на них потоки жидкости отражаются и направляются в зоны вращающихся мешалок (горизонтальных дисков 6 с лопастями 7). Здесь происходит многократное интенсивное дробление и слияние потоков, что повышает качество перемешивания.
Предлагаемая конструкция реактора с многорядными мешалками, позволяет обеспечить высокое качество перемешивания.