CS228249B1 - ) Zařízeni pro homogenizační mícháni koncentrovaných suspenzi - Google Patents

Abstract

Zařízeni podle vynálezu slouží pro homogenizační míchání koncentrovaných suspenzí, zejména jemnozrnných. Zařízení sestává z nádoby, opatřené uvnitř narážkami, v níž jsou ns společném hřídeli umístěna míchadla sestávající z dvojic Šikmo upevněných segmentů a vyznačuje se tím, že vnitřní segmenty jsou upevněny ve dvojicích na náboji a vnější segmenty jsou upevněny ve dvojicích na ramenech, přičemž jednotlivá míchadla jsou tvořena střídavě dvojicemi vnitřních a vnějších segmentů.

Description

Vynález se týká zařízení pro homogenizeční míchání koncentrovaných suspenzí, zejména jemnozrnných.

Pro míchání suspenzí se většinou u zařízení menších objemů používá rychloběžných míchadel se šikmými lopatkami, vyvolávajícími axiální účinek proudění směrem ke dnu nádoby. Ze dna nádoby se proud suspenze obrací a pohybuje se podél stěn nádoby k hladině a zde se znovu obrací dolů. Konstrukčně je toto zařízení jednoduché, avšak náročné na energii, proto je lze využít jen pro nádoby meněích objemů.

Jinými používanými typy míchacích systémů jsou pomaluběžná míchadla relativně velkých průměrů, např. šroubová e pásová. Tato míchedle se svými vysokými čerpacími účinky zajišťují ve vysokoviskoznich kapalinách účinné promíchávání, avšak pro nádoby velkých objemů nejsou vhodná pro výrobní náročnost i montážní obtížnost.

šroubová míchedle jsou v poslední době pro některé vhodné aplikace míchání nahrazována míchedly lopatkovými se šikmými lopatkami, instalovanými nad sebou ne společném hřídeli, jako vícenásobná míchadla střídavě pootočená o 90° nebo o 45° na hřídeli.

Vyskytlo se také nové provedení soustavy lopatkových míchadel se stupňovitě tvarovanými lopatkami, přičemž úhel sklonu lopatky se od náboje k obvodu míchedle postupně zmenšuje,.

Také se u soustavy lopatkových míchadel užívá míchadel se dvěma sklony lopatek, u nichž vnější část lopatek tlačí kapalinu v opačném směru, než vnitřní část lopatek.

U zmiňovaných míchacích systémů dochází k usměrněnému axiálnímu proudění, které je nutné pro vznos tuhých částic a pro homogenizaci v celém objemu.

Všechna tato zařízení jsou energeticky výhodnější než zařízení s axiálním rychloběžným míchadlem, mají však nevýhody v některých případech v nižší účinnosti, konstrukční složitosti a zejména ve vyšších hodnotách odporového součinitele. To způsobuje zvětšení kroutícího momentu ne hřídeli míchedle, zvýšené pevnostní a materiálové nároky a vyěěí měrnou spotřebu energie.

Jinou možností je řeěení podle čs. A. O. 221 419, jehož podstata spočívá v tom, že ne hřídeli jsou umístěné nejméně dvě vzájemně pootočená míchedle, která sestávají z vnitřních segmentů, šikmo upevněných na jedné straně náboje e z vnějších segmentů, upevněných šikmo ne ramenech, která jsou radiálně vetknutá ne protilehlých stranách nábojů. Zařízení tohoto typu umožňuje dosažení výrazných úspor energie, avěak nesymetričnost rozložení sil a momentů vede ke konstrukčním obtížím.

Uvedené nevýhody napomáhá odstranit zařízení podle vynálezu pro míchání koncentrovaných, jemnozrnných suspenzí, případně vysokoviskozních kepelin, sestávající z nádoby, opatřené uvnitř narážkami, v níž jsou na společném hřídeli umístěna míchedle, sestávají- .

cí z dvojic segmentů, které jsou šikmo upevněny na náboji e řemenech, přičemž vnitřní segmenty tvoří přerušovanou šroubovici opačného smyslu jako je přerušovaná ěroubovice tvořená vnějšími segmenty, jehož podstata spočívá v tom, že vnitřní segmenty jsou upev- u něny ve dvojicích ne náboji a vnější segmenty jsou upevněny ve dvojicích na ramenech.

Jednotlivá míchedle jsou střídavě tvořena dvojicemi vnitřních a vnějších segmentů.

U zařízení podle vynálezu se dosáhne intenzivního axiálního proudění míchané suspenze při nízkých nárocích na energii, přičemž vnitřní segmenty vyvolávají proudění kapaliny ve střední části průřezu nádoby směrem ke dnu a vnější segmenty naopak kolem stěn ode dne k hladině.

Při stejné účinnosti míchání oproti jiným systémům jsou nároky ne spotřebu energie i ne pevnost hřídele menší. Zařízení podle vynálezu má oproti čs. A. O. 221 419 vyěěí životnost kluzných ložisek vzhledem k použití symetrických míchadel.

S výhodou lze použít umístění michadel v nádobě tak, že sousední míchedla jsou vzájemně pootočena o 45°, 90°, 180° nebo v rozsahu 0° až 180° v rovině kolmé k ose rotace. Vzdálenost sousedních michadel je 0,25 až 0,5 průměru nádoby, umístění spodního míchadla nade dnem je 0,05 až 0,35 průměru nádoby a vzdálenost horního míchadla je 0,15 až 0,35 průměru nádoby pod hladinou.

Celkový počet míchedel v nádobě se řídí relativní Štíhlostí míchací nádoby. Tímto způsobem se dosáhne rovnoměrného rozmíchání suspenze po průřezu i po celé výšce nádoby, což je često z technologického hlediska důležité pro zvyšování výtěžnosti výroby.

Úhel sklonu vnitřních segmentů vzhledem k horizontální rovině je 30 až 60° a úhel sklonu vnějších segmentů je 10 až 50° vzhledem k horizontální rovině, přičemž smysl stoupání přerušované šroubovice je u vnějších segmentů opačný než u vnitřních segmentů.

Vnitřní segmenty jsou ve tvaru kruhové výseče, jejíž středový úhel je roven 40° až 90° a vnější průměr je roven 0,4 až 0,65 průměru nádoby. Vnější segmenty jsou tvaru mezikruhové výseče, jejíž středový úhel je roven 40 až 90°, vnější průměr je 0,65 až 0,85 průměru nádoby a vnitřní průměr je 0,55 až 0,75 průměru nádoby.

Toto uspořádání umožňuje dosáhnout rovnoměrného proudění suspenze ve vnitřní i vnější části průřezu nádoby, čímž se dosahuje energetických úspor. Úhel sklonu vnitřních segmentů je výhodné ponechat shodný, zatímco úhel sklonu vnějších segmentů lze s výhodou nestevit tak, že u míchedla umístěného nejblíže dne nádoby je tento úhel největší a u míchadla umístěného nejblíže hladiny je tento úhel nejmenšl. Toto nastavení úhlů je příznivé zejména při míchání rychle sedimentujících suspenzí, kdy je třebe ve spodní částí nádoby disipovat větší energii než v blízkosti hladiny.

Součástí zařízení jsou také radiální narážky v počtu dvě až šest o šířce 0,04 až 0,1 průměru nádoby, které jsou umístěny ve vzdálenosti 0,015 až 0,05 průměru nádoby od její válcové stěny. Použití těchto narážek ve spojení s míchadly podle vynálezu zajišťuje potlačení nepříznivého krouživého pohybu kapaliny v nádobě a přispívá k účinnému mí cháni.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno ne připojených výkresech, kde obr. 1 představuje podélný řez zařízením podle vynálezu, obr. 2 představuje podélný řez zařízením jiného provedení podle vynálezu, obr. 3 představuje detail vnitřního segmentu, obr. 4 představuje detail vnějšího segmentu.

Zařízeni znázorněná na připojených výkresech je tvořeno nádobou j_, opatřenou radiálními narážkami £ a hřídelem 7., vedeným u dna v patním uložení 8. Na hřídeli 7, je upevněno nad sebou několik michadel, tvořených nábojem £, na němž jsou upevněny na protilehlých stranách vnitřní segmenty 6 a v sousední rovině na ramenech £ vnější segmenty £. Vnitřní segmenty 6. jsou tvaru kruhové výseče a vnější segmenty £ jsou tvaru mezikruhové výseče. Jednotlivá sousední míchadla jsou vzájemně pootočena o 180°.

Jinou možností příkladného řešení je pootočení sousedních michadel o 90°, případně o 45°.

V níže uvedené tabulce jsou příkladné parametry a hodnoty dosahované u zařízení pro míchání koncentrovaných jemnozrnných suspenzí:

pracovní objem zařízení	(m3)	2 400
průměr nádoby	(m)	11
výška nádoby	(m)	26
počet michadel	_1	6
frekvence otáček	(min )	4
příkon hnacího elektromotoru	(kW)	30
stupeň homogenity vsádky	(%)	Í10

Claims (5)

1. Zařízení pro homogenizační míchání koncentrovaných suspenzí sestávající z nádoby, opatřené uvnitř nerážkami, v niž jsou na společném hřídeli umístěna míchadla sestávající z dvojic segmentů, které jsou šikmo upevněny na náboji a ramenech, přičemž vnitřní segmenty tvoří přerušovanou šroubovici opačného smyslu jako je přerušovaná šroubovice tvořená vnějáími segmenty, vyznačené tím, že vnitřní segmenty (6) jsou upevněny ve dvojicích ne náboji (3) střídavě s vnějšími segmenty (5), které jsou upevněny rovněž ve dvojicích ne řemenech (4).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tim, že sousední míchadla jsou vzájemně pootočena o 90° v rovině kolmé k ose rotace, přičemž vzdálenost sousedních míchadel je 0,25 ež 0,50 průměru nádoby, vzdálenost spodního míchedla ode dna je 0,05 ež 0,35 průměru nádoby a vzdálenost horního míchedla od hladiny je 0,15 až 0,35 průměru nádoby.

3. Zařízení podle bodu 1 a 2, vyznačené tim, že úhel sklonu vnitřních segmentů (6) vzhledem k horizontální rovině je 30° až 60° a úhel sklonu vnějších segmentů (5) je

10 až 50° vzhledem k horizontální rovině.

4. Zařízení podle bodu 1 až 3, vyznačené tím, že vnější segmenty (5) jsou tvaru mezikruhové výseče, jejíž středový úhel je 40 až 90°, vnější průměr je 0,65 až 0,85 průměru nádoby (1) a vnitřní průměr je 0,55 až 0,75 průměru nádoby (1),

5. Zařízení podle bodů 1 až 4, vyznačené tím, že vnitřní segmenty (6) jsou ve tvaru kruhové výseče, jejíž středový úhel je 40 až 90° a vnější průměr je roven 0,2 až 0,65 průměru nádoby (1).