Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2252816C1 - Apparatus for performing physico-chemical processes - Google Patents

Apparatus for performing physico-chemical processes Download PDF

Info

Publication number
RU2252816C1
RU2252816C1 RU2004106238/15A RU2004106238A RU2252816C1 RU 2252816 C1 RU2252816 C1 RU 2252816C1 RU 2004106238/15 A RU2004106238/15 A RU 2004106238/15A RU 2004106238 A RU2004106238 A RU 2004106238A RU 2252816 C1 RU2252816 C1 RU 2252816C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
housing
axis
rotation
drive
Prior art date
Application number
RU2004106238/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.В. Головченко (RU)
С.В. Головченко
С.А. Герасименко (RU)
С.А. Герасименко
Original Assignee
Головченко Сергей Владимирович
Герасименко Станислав Афанасьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Головченко Сергей Владимирович, Герасименко Станислав Афанасьевич filed Critical Головченко Сергей Владимирович
Priority to RU2004106238/15A priority Critical patent/RU2252816C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2252816C1 publication Critical patent/RU2252816C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

FIELD: chemical mechanical engineering; apparatus for performing physico-chemical processes between substances in various phase states; chemical technologies.
SUBSTANCE: proposed apparatus has cylindrical housing with rotor mounted on vertical shaft, units for loading and unloading materials and rotor drive. Inner surface of rotor in section passing through axis of rotation is made in form of sinusoid at magnitudes of sine of 1/0/-1/0/1 at periods 1/4T, 2/4T, 3/4T, 4/4T and 5/4T respectively; inner surface has spiral grooves directed from center to periphery. Protective cover secured on rotor has central hole for delivery of material. Rotor is mounted for change of angle of attachment on axle; housing is provided with drive for rotation around vertical axis.
EFFECT: improved quality of mixing; intensification of process; improved controllability.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к химическому машиностроению, а точнее к аппаратам для проведения физико-химических процессов с участием веществ, находящихся в различных фазовых состояниях, и может быть использовано в химической технологии.The invention relates to chemical engineering, and more specifically to apparatus for carrying out physico-chemical processes involving substances in different phase states, and can be used in chemical technology.

Известен смеситель порошкообразных материалов с жидкими добавками, содержащий цилиндрический корпус с расположенным в нем диском-распылителем, снабженный патрубками подвода жидких и сыпучих компонентов и включающий вспомогательные узлы для сбора и удаления готовой смеси. [1]A known mixer of powdered materials with liquid additives, containing a cylindrical body with a spray disk located in it, equipped with nozzles for supplying liquid and bulk components and including auxiliary units for collecting and removing the finished mixture. [1]

Недостатком указанного смесителя является низкое качество смешения компонентов и, как следствие, - низкое качество готового продукта, особенно при проведении химических процессов.The disadvantage of this mixer is the low quality of mixing the components and, as a consequence, the low quality of the finished product, especially during chemical processes.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому техническому результату является смеситель порошкообразных материалов, содержащий корпус с размещенным в нем на вертикальном валу параболическим в сечении ротором, на основании которого установлен вершиной вверх эллиптический параболоид. [2]The closest in its technical essence and the achieved technical result is a powder material mixer containing a housing with a rotor parabolic in cross section placed on it on a vertical shaft, on the basis of which an elliptical paraboloid is mounted with its top pointing upward. [2]

Недостатком указанного смесителя является наличие застойных зон и, как следствие, низкое качество смешения компонентов и качество готового продукта.The disadvantage of this mixer is the presence of stagnant zones and, as a consequence, the low quality of mixing of the components and the quality of the finished product.

Техническим результатом заявляемого аппарата является повышение качества смешивания и обеспечение возможности проведения химических процессов за счет интенсификации перемешивания и улучшения управляемости процессом.The technical result of the claimed apparatus is to improve the quality of mixing and providing the possibility of carrying out chemical processes due to the intensification of mixing and improving process control.

Сущность изобретения заключается в том, что внутренняя поверхность ротора в сечении, проходящем через ось его вращения, выполнена в виде синусоиды, на ней выполнены спиральные бороздки, направленные от центра к периферии, и на роторе закреплена защитная крышка, снабженная центральным отверстием для подачи загружаемого материала, при этом ротор установлен с возможностью изменения угла крепления его на оси и синусоида имеет значения синуса 1/0/-1/0/1 по периодам 1/4Т, 2/4Т, 3/4Т, 4/4Т и 5/4Т соответственно, и корпус аппарата выполнен с возможностью автономного вращения вокруг вертикальной оси и снабжен приводом.The essence of the invention lies in the fact that the inner surface of the rotor in the section passing through the axis of rotation is made in the form of a sinusoid, it has spiral grooves directed from the center to the periphery, and a protective cover is fixed on the rotor, equipped with a central hole for supplying the feed material while the rotor is mounted with the possibility of changing the angle of its mounting on the axis and the sinusoid has a sine value of 1/0 / -1 / 0/1 for periods 1 / 4T, 2 / 4T, 3 / 4T, 4 / 4T and 5 / 4T, respectively , and the casing is made with the possibility of automatic genomic rotation about a vertical axis and provided with a drive.

Сухое или мокрое смешивание с целью получения однородной смеси представляет собой сложную технологическую задачу. В частности в аппаратах, аналогичных заявляемому, где в процессах перемешивания участвуют направленные потоки компонентов смеси, основную роль играют центробежная и гравитационная составляющие вектора перемещения потоков. Однако центробежная составляющая вектора перемещения потока имеет место лишь в роторе. Как только поток покидает ротор, центробежная составляющая исчезает в силу универсального закона физики о прямолинейном и равномерном движении, но появляется гравитационная составляющая. Поток, следовательно становится, практически неуправляемым. С другой стороны, по стенке корпуса аппарата поток перемещается только под действием гравитации, а центробежная составляющая при этом отсутствует. При смешивании же потоков компонентов на стенках корпуса (при этом как известно турбулентность минимальна и эффективность смешивания низкая) далее остается только гравитационная составляющая, т.е. смесь компонентов, какая она ни есть по качеству, стекает (или “сползает”) по стенке до конического или сферического дна. Смесь низкого качества пытаются улучшить установкой скребков, мешалок и т.д. Естественно такие технические решения усложняют конструкцию и никак не позволяют получить качественный целевой продукт.Dry or wet mixing in order to obtain a homogeneous mixture is a complex technological task. In particular, in apparatuses similar to the claimed one, where directed flows of mixture components are involved in the mixing processes, the main role is played by the centrifugal and gravitational components of the flow vector. However, the centrifugal component of the flow displacement vector takes place only in the rotor. As soon as the rotor leaves the flow, the centrifugal component disappears due to the universal law of physics on rectilinear and uniform motion, but the gravitational component appears. The flow, therefore, becomes virtually uncontrollable. On the other hand, the flow moves along the wall of the casing of the apparatus only under the influence of gravity, while the centrifugal component is absent. When mixing the flows of components on the walls of the casing (while turbulence is known to be minimal and the mixing efficiency is low), only the gravitational component remains, i.e. a mixture of components, whatever its quality, drains (or “slides”) along the wall to a conical or spherical bottom. They are trying to improve the poor quality mixture by installing scrapers, mixers, etc. Naturally, such technical solutions complicate the design and do not make it possible to obtain a high-quality target product.

Задача, следовательно, заключается в том, чтобы эффективно воздействовать на потоки компонентов и контролировать процесс смешивания на всем пути первых от подачи в аппарат и до выгрузки целевого продукта.The task, therefore, is to effectively act on the component flows and to control the mixing process along the entire path of the first from feeding into the apparatus and to unloading the target product.

По мнению авторов указанная задача решается выполнением основных узлов заявляемого аппарата такой конструктивной особенности, как это изложено выше, а именно: синусоидальная форма сечения ротора, наличие спиральных бороздок на внутренней поверхности ротора, возможность измерения угла крепления ротора на оси и обеспечение возможности вращения корпуса аппарата путем снабжения его самостоятельным приводом.According to the authors, this problem is solved by the implementation of the main components of the claimed apparatus of such design features as described above, namely: the sinusoidal shape of the rotor section, the presence of spiral grooves on the inner surface of the rotor, the ability to measure the angle of attachment of the rotor on the axis and the possibility of rotation of the apparatus body by supplying it with an independent drive.

Более того, заявляемый аппарат в том виде как он представлен в настоящем описании приобретает новое, неожиданное качество - в нем можно проводить управляемые химические реакции по типу фазового состава компонентов “Т+Ж”, “Ж+Ж” и даже “Т+Ж+Г”, где Т - твердая фаза, Ж - жидкая и Г - газообразная.Moreover, the claimed apparatus as it is presented in this description acquires a new, unexpected quality - it is possible to carry out controlled chemical reactions in it by the type of phase composition of the components “T + F”, “F + F” and even “T + F + G ”, where T is the solid phase, G is liquid and G is gaseous.

Сущность и особенности, а также принцип работы заявляемого изобретения могут более полно представлены, но не исчерпаны, пояснительными чертежами.The essence and features, as well as the principle of operation of the claimed invention can be more fully represented, but not exhausted, by explanatory drawings.

На Фиг.1 представлен заявляемый аппарат в частичном разрезе, вид сбоку.Figure 1 presents the inventive apparatus in partial section, side view.

На Фиг.2 представлен заявляемый аппарат с измененным углом крепления ротора, частичный разрез, вид сбоку.Figure 2 presents the inventive apparatus with a modified angle of attachment of the rotor, a partial section, side view.

На Фиг.3 представлен ротор с выполненными на нем спиральными бороздками, вид сверху.Figure 3 presents the rotor with spiral grooves made on it, a top view.

На Фиг.4 представлена схема расположения и вращения ротора в корпусе при измененном угле крепления первого, вид сверху.Figure 4 presents a diagram of the location and rotation of the rotor in the housing with a changed mounting angle of the first, top view.

Аппарат для проведения физико-химических процессов (см. Фиг.1) состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим дном 2, оборудованным узлом 3 выгрузки целевого продукта. Цилиндрический корпус снабжен приводом 4 вращения вокруг вертикальной оси. Внутри корпуса расположен ротор 5 в виде чаши, внутренняя поверхность 6 которой в сечении, проходящем через ось вращения ротора, выполнена в виде синусоиды. На внутренней поверхности ротора (см. Фиг.3) выполнены спиральные бороздки 7. Сверху над ротором на шпильках 8 закреплен сферический экран 9, на полюсе которого выполнено отверстие 10 для подачи твердого или жидкого компонента. Ротор жестко закреплен в корпусе на оси 11, соединенной с приводом 12, находящимся снаружи корпуса 1. К корпусу 1 и ротору 5 подведены патрубки 13, 14 и 15 для подвода компонентов смеси или компонентов для проведения химической реакции.The apparatus for carrying out physico-chemical processes (see Figure 1) consists of a cylindrical body 1 with a conical bottom 2, equipped with a node 3 for unloading the target product. The cylindrical housing is equipped with a drive 4 rotations around a vertical axis. The rotor 5 in the form of a bowl is located inside the casing, the inner surface 6 of which in the section passing through the axis of rotation of the rotor is made in the form of a sinusoid. Spiral grooves 7 are made on the inner surface of the rotor (see FIG. 3). A spherical screen 9 is fixed on top of the rotor on the studs 8, at the pole of which a hole 10 is made for supplying a solid or liquid component. The rotor is rigidly fixed in the housing on the axis 11, connected to the drive 12 located outside the housing 1. To the housing 1 and the rotor 5 there are pipes 13, 14 and 15 for supplying the mixture components or components for carrying out a chemical reaction.

Следует отметить, что второстепенные узлы и приспособления (для подвода и/или отвода газа, жидкости и т.п., контрольные приборы, крепления аппарата и т.п., не являющиеся функционально значащими или не входящими в конструкцию) на представленных пояснительных чертежах отсутствуют как не оказывающие влияния на понимание сущности изобретения.It should be noted that minor assemblies and devices (for supplying and / or discharging gas, liquids, etc., control devices, apparatus mounts, etc., which are not functionally significant or are not included in the design) are absent in the presented explanatory drawings as not affecting the understanding of the invention.

Работает аппарат следующим образом.The device operates as follows.

Приводят во вращение ротор 5 и через патрубки 13, 14 и 15 подают на ротор и на внутреннюю стенку корпуса 1 необходимые жидкие и твердые или жидкие компоненты. При необходимости также приводят во вращение корпус 1 при помощи привода 4. Одна из компонент под действием гравитации стекает по стенке корпуса, а вторая (или другие) поступает в чашу ротора 5 и под действием центробежных сил перемещается преимущественно по бороздкам 7 и распыляется или разбрызгивается в горизонтальной плоскости и направленно попадает на стенку корпуса 1, где смешивается с компонентом, стекающим по стенке и далее по стенке стекает уже смесь всех компонентов. Однако при вращении корпуса 1 стекающая по стенке смесь дополнительно перемешивается за счет перемещения потока под углом к вертикали. На развертке поверхности цилиндра направление движения потока смеси выглядит как прямая линия, угол отклонения которой от вертикали зависит от скорости вращения корпуса. При изменении угла крепления ротора 5 на оси 11 (см. Фиг.2) возникают новые условия формирования потоков компонентов, поскольку образование первичной смеси происходит не по линии, опоясывающей внутреннюю стенку корпуса 1 по диаметру, а по поясу, ширина которого зависит от угла наклона (α) ротора 5 к вертикальной оси 11. При изменении угла крепления ротора 5 на оси 11 траектория вращения и соответственно перемещение ротора внутри корпуса представлены на Фиг.4. В рассматриваемом случае поток компоненты разбрызгиваемой или распыляемой ротором смешивается с компонентой, совершающей сложное движение по стенке корпуса. Разумеется, для специалиста очевидно, что регулирование скоростей вращения ротора и корпуса, скорости и количества подачи компонентов и изменение угла крепления ротора на оси приводит к появлению новых качеств у описываемого аппарата.The rotor 5 is brought into rotation and through the nozzles 13, 14 and 15 serves the necessary liquid and solid or liquid components on the rotor and on the inner wall of the housing 1. If necessary, the housing 1 is also rotated by means of a drive 4. One of the components flows by gravity along the wall of the housing, and the second (or others) enters the rotor bowl 5 and, under the action of centrifugal forces, moves mainly along the grooves 7 and is sprayed or sprayed into horizontal plane and directionally hits the wall of the housing 1, where it mixes with the component flowing down the wall and then the mixture of all components flows down the wall. However, when the housing 1 rotates, the mixture flowing down the wall is additionally mixed by moving the flow at an angle to the vertical. On a scan of the surface of the cylinder, the direction of flow of the mixture flow looks like a straight line, the angle of deviation of which from the vertical depends on the speed of rotation of the housing. When changing the angle of attachment of the rotor 5 on the axis 11 (see Figure 2), new conditions arise for the formation of component flows, since the formation of the primary mixture does not occur along the line encircling the inner wall of the housing 1 in diameter, but along a belt, the width of which depends on the angle of inclination (α) of the rotor 5 to the vertical axis 11. When changing the angle of attachment of the rotor 5 on the axis 11, the rotation path and, accordingly, the movement of the rotor inside the housing are shown in FIG. 4. In the case under consideration, the flow of components of a sprayed or sprayed rotor is mixed with a component that makes a complex movement along the wall of the housing. Of course, it is obvious for a specialist that controlling the rotational speeds of the rotor and the housing, the speed and quantity of supply of the components and changing the angle of attachment of the rotor on the axis leads to the appearance of new qualities in the described apparatus.

Как видно из описания, представленных чертежей и изложенного принципа работы, заявляемое изобретение позволяет повысить качество смешивания и обеспечивает возможность проведения химических процессов за счет интенсификации перемешивания и улучшения управляемости процессом.As can be seen from the description, the presented drawings and the stated principle of operation, the claimed invention improves the quality of mixing and provides the ability to conduct chemical processes due to the intensification of mixing and improve process control.

Источники информацииSources of information

1. Патент RU 2159147, М. кл. 7 В 01 F 7/26, опубл. 20.11.2000 года.1. Patent RU 2159147, M. cl. 7 V 01 F 7/26, publ. November 20, 2000.

2. Патент RU 2121870, М. кл. 6 В 01 F 7/28, опубл. 20.11.1998 года - прототип.2. Patent RU 2121870, M. cl. 6 V 01 F 7/28, publ. November 20, 1998 - a prototype.

Claims (3)

1. Аппарат для проведения физико-химических процессов, содержащий цилиндрический корпус с размещенным в нем на вертикальном валу ротором, средства для загрузки и выгрузки материалов и привод ротора, отличающийся тем, что внутренняя поверхность ротора в сечении, проходящем через ось его вращения, выполнена в виде синусоиды, на ней выполнены спиральные бороздки, направленные от центра к периферии, и на роторе закреплена защитная крышка, снабженная центральным отверстием для подачи загружаемого материала, и корпус выполнен с возможностью автономного вращения вокруг вертикальной оси и снабжен приводом.1. Apparatus for carrying out physicochemical processes, comprising a cylindrical body with a rotor located on it on a vertical shaft, means for loading and unloading materials and a rotor drive, characterized in that the inner surface of the rotor in a section passing through its axis of rotation is made in in the form of a sinusoid, it is made of spiral grooves directed from the center to the periphery, and a protective cover is fixed on the rotor, equipped with a central hole for feeding the feed material, and the housing is made with the possibility of tonomnogo rotation about a vertical axis and provided with a drive. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность ротора выполнена в виде синусоиды со значениями синуса 1/0/-1/0/1 по периодам 1/4Т, 2/4Т, 3/4Т, 4/4Т и 5/4Т соответственно.2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the inner surface of the rotor is made in the form of a sinusoid with sine values of 1/0 / -1 / 0/1 for periods 1 / 4T, 2 / 4T, 3 / 4T, 4 / 4T and 5 / 4T, respectively. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что ротор установлен с возможностью изменения угла крепления его на оси.3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the rotor is mounted with the ability to change the angle of its mounting on the axis.
RU2004106238/15A 2004-03-04 2004-03-04 Apparatus for performing physico-chemical processes RU2252816C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004106238/15A RU2252816C1 (en) 2004-03-04 2004-03-04 Apparatus for performing physico-chemical processes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004106238/15A RU2252816C1 (en) 2004-03-04 2004-03-04 Apparatus for performing physico-chemical processes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2252816C1 true RU2252816C1 (en) 2005-05-27

Family

ID=35824458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004106238/15A RU2252816C1 (en) 2004-03-04 2004-03-04 Apparatus for performing physico-chemical processes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2252816C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460577C1 (en) * 2010-12-30 2012-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Loose material mixer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460577C1 (en) * 2010-12-30 2012-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Loose material mixer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180119568A (en) Mixers, systems for applying building materials and methods for producing buildings from building materials
JP2007529298A (en) Non blade mixer
JP2007054729A (en) Rotary blade-type stirring device and rotary blade-type stirring method
JP2007061693A (en) Stirrer for paint container
RU2252816C1 (en) Apparatus for performing physico-chemical processes
WO1997025133A1 (en) Mixing apparatus for mixing black liquor with flue gas ash
US4002323A (en) Arrangement for mixing and treating powdered and granular material
CN210332342U (en) Three-spiral conical mixer
CN205613337U (en) Water purifying solution generator
RU2313383C1 (en) Device used for commixing of the liquid and powdery materials
KR20120025305A (en) Particle coating apparatus
RU2686944C1 (en) Centrifugal mixer for loose materials
JPS5836607A (en) Whirl stream apparatus for continuously producing precipitate
CN105797627A (en) Water purifying solution generator
CN107921388A (en) Equipment
RU2460577C1 (en) Loose material mixer
US2663553A (en) Dissolving apparatus
JPH0975703A (en) Rotary blade type agitating granulator
RU2263533C1 (en) Centrifugal mixer
JPS63294932A (en) Slurry storage vessel
RU2166359C2 (en) Suspension mixing apparatus
RU2335716C1 (en) Plant for solution drying in pseudo-liquid layer
JPH11170243A (en) Grout mixer
EP0363377B1 (en) Method and apparatus for the manufacturing of coated mouldings, in particular of capsules containing pharmaceutical materials and are meant to be used as medecine
RU2523576C1 (en) Centrifugal mixer

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20061221

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080305