PL242813B1 - Mieszalnik mechaniczny - Google Patents

Abstract

Mieszalnik mechaniczny, wyposażony w cylindryczny zbiornik, wał, mieszadło, przegrodę w postaci prostokątnej listwy z otworami charakteryzuje się tym, że przegrodę stanowi pierwsza prostokątna listwa (4) i druga prostokątna listwa (5) sąsiadujące ze sobą największymi powierzchniami, a jedna z nich przymocowana jest do pobocznicy i/lub dna zbiornika (1). Pierwsza prostokątna listwa (4) ma na swojej długości pierwsze przelotowe otwory (6) umieszczone jeden nad drugim, po bokach których ma ograniczniki (7). Druga prostokątna listwa (5) ma na swojej długości drugie przelotowe otwory (8) umieszczone jeden nad drugim, po bokach których ma wzdłużne szczeliny (9) na ograniczniki (7). Pierwsza (4) lub druga (5) listwa ma uchwyt (10).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mieszalnik mechaniczny wyposażony w mieszadło obrotowe i w przegrody. Rozwiązanie konstrukcyjne mieszalnika ma na celu intensyfikację procesów transportu masy, pędu i energii oraz przeciwdziałanie powstawaniu leja centralnego w mieszanym płynie.

W praktyce przemysłowej powszechne stosuje się przegrody w mieszalnikach i reaktorach chemicznych, w celu osiągnięcia odpowiedniego stopnia mieszania płynu. Zastosowanie przegród w mieszalnikach mechanicznych jest rozwiązaniem tanim, efektywnym oraz zapobiega ono powstawaniu stref martwych w mieszanym medium i ogranicza cyrkulację okrężną płynu. Zastosowanie przegród we wnętrzu zbiornika mieszalnika mechanicznego znacząco wpływa na hydrodynamikę mieszanego płynu.

Znane ze zgłoszenia opisu patentowego US2006176771 urządzenie mieszające wyposażone jest w obrotowe mieszadła mechaniczne, umieszczone na jednym wale oraz cylindryczny zbiornik z przegrodami. Przegrody w tym rozwiązaniu są pionowymi listwami o zwężającej się szerokości na wysokości zawieszenia mieszadeł. Znane ze zgłoszenia opisu patentowego EP1393796 urządzenie składa się z pionowej cylindrycznej przegrody, wewnątrz której wprowadzono wał ze stosem mieszadeł, pomiędzy którymi zamocowano krótkie pionowe przegrody przytwierdzone do przegrody cylindrycznej. Przegroda ta została osiowo wprowadzona do cylindrycznego zbiornika, co umożliwia wytworzenie cyrkulacji osiowej w zbiorniku. Znany ze zgłoszenia opisu patentowego SU1722557 mieszalnik ma obrotowe mieszadło mechaniczne oraz układ krótkich przegród oddzielonych od siebie, które znajdują się przy ścianie cylindrycznego zbiornika nad mieszadłem oraz pod mieszadłem. Przegroda pod mieszadłem płynnie przechodzi z pionowej cylindrycznej ścianki zbiornika na wyoblone dno. Znane ze zgłoszenia opisu patentowego SU 1669524 urządzenie mieszające wyposażone jest w cylindryczny zbiornik z zainstalowanymi przegrodami. Przegrody od strony przylegającej do zbiornika mają prostą krawędź, natomiast od strony osi zbiornika, wyposażonego w kilka mieszadeł na wspólnym wale, krawędź ma powycinane prostokątne zęby, dodatkowo płaska powierzchnia przegrody posiada przelotowe otwory umożliwiające przepływ mieszanego medium i eliminujące zaleganie płynu za przegrodą. Znany ze zgłoszenia opisu patentowego US5549854 mieszalnik ma cylindryczny zbiornik wyposażony w przegrody o różnych długościach, które znajdują się zarówno przy ścianie zbiornika, jak i w przestrzeni wsadu mieszalnika. Przegrody mają możliwość zmiany kąta pochylenia. Znany ze zgłoszenia opisu patentowego SU 1567256 mieszalnik wyposażony jest w przegrody w formie listew, które przylegają jedną krawędzią do zbiornika mieszalnika. Listwy wygięte są spiralnie i opadają od powierzchni swobodnej wsadu w kierunku dna zbiornika. Znany ze zgłoszenia opisu patentowego EP0306280 mieszalnik wyposażony jest w szybkoobrotowe mieszadło, bezpośrednio pod którym znajdują się przegrody przebiegające przez całą średnicę zbiornika i które łączą się dodatkowo ze sobą w osi zbiornika.

Znane ze stanu techniki mieszalniki mechaniczne z przegrodami posiadają te niedogodności, że są rozwiązaniami bez możliwości łatwej adaptacji do warunków prowadzenia procesów ich geometrii, przez co ograniczona jest możliwość wpływu na hydrodynamikę mieszanego medium poprzez zwiększenie burzliwości mieszanego płynu zarówno w kierunku promieniowym, jak i osiowym. Zastosowanie w mieszalniku przegród w formie prostokątnych listew bez perforacji powoduje powstawanie stref martwych za przegrodą, co jest szczególnie niekorzystne w przypadku występowania cyrkulacji okrężnej w mieszanym płynie.

Mieszalnik mechaniczny, według wynalazku, wyposażony w cylindryczny zbiornik, wał, mieszadło, przegrodę w postaci prostokątnej listwy z otworami przymocowaną do zbiornika, charakteryzuje się tym, że przegrodę stanowi pierwsza prostokątna listwa oraz druga prostokątna listwa, listwy przylegają do siebie największymi powierzchniami, a jedna z nich przymocowana jest do pobocznicy i/lub dna zbiornika. Pierwsza prostokątna listwa ma na swojej długości pierwsze przelotowe otwory umieszczone jeden nad drugim w rzędzie, po bokach których ma ograniczniki (po dwa na każdy otwór). Druga prostokątna listwa ma na swojej długości drugie przelotowe otwory umieszczone jeden nad drugim w rzędzie, po bokach których ma wzdłużne szczeliny (na ograniczniki po dwie na każdy otwór, w szczelinach wprowadza się ograniczniki). Pierwszą prostokątna listwę i drugą prostokątną listwę łączy się ze sobą w ten sposób, że nakłada się jedną listwę na drugą i umieszcza ograniczniki we wzdłużnych otworach (zapewniając luźne przyleganie listew). Połączenie pomiędzy pierwszą prostokątną listwą i drugą prostokątną listwą tworzy układ ograniczników i wzdłużnych szczelin. Pierwsza prostokątna listwa lub druga prostokątna listwa ma uchwyt na zmianę pozycji listwy względem drugiej (ruch listew względem siebie) i przeznaczony do doprowadzenia energii mechanicznej.

Kształt ograniczników umożliwia połączenie obu listew oraz przesuwanie ich względem siebie. Korzystnie ogranicznik połączony jest z pierwszą prostokątną listwą połączeniem śrubowym. Korzystnie ogranicznik ma kształt walca (przesuwa się w szczelinie z drugiej listwy) z poszerzonym łbem (wystaje na zewnątrz połączonych listew i uniemożliwia przypadkowe rozłączenie się listew podczas pracy).

Korzystnie mieszalnik jest wyposażony w płaszcz do obróbki termicznej.

W mieszalniku przegroda działa tak, że jedna z listew jest na stałe przymocowywana co najmniej do pobocznicy (boku) zbiornika (może być również przymocowana do dna), a druga z uchwytem jest przesuwana. Budowa i montaż przegrody polega na tym, że do pierwszej prostokątnej listwy zostaje dosunięta druga prostokątna listwa (albo odwrotnie) i ustawiona w taki sposób, że pierwsze i drugie przelotowe otwory w obu listwach pokrywają się, tworząc wspólny przelotowy otwór. Następnie obie przegrody zostają połączone (ruchomo) za pomocą ogranicznika i wzdłużnej szczeliny. Zasada pracy przegrody polega na tym, że wysunięcie lub wsunięcie jednej z listew powoduje pokrycie się otworów na obu listwach lub zasłonięcie otworu jednej listwy drugą listwą (jej pełnym fragmentem). Zakres przesuwu listew wynika z długości wzdłużnej szczeliny w drugiej listwie, w której pracuje ogranicznik połączony z pierwszą listwą. Przegrodę montuje się pionowo do wewnętrznej pobocznicy cylindrycznego zbiornika dłuższą krawędzią jednej z listew (nieruchomej). Ruch listwy (przesuwnej i wyposażonej w uchwyt) zapewnia doprowadzenie osobnego dodatkowego mechanizmu przesuwu połączonego z uchwytem na listwie.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość prostego sposobu regulacji stopnia perforacji przegrody pozwalającej na dobre wymieszanie płynu zarówno w kierunku promieniowym jak i osiowym, przy zastosowaniu standardowych rodzajów mieszadeł. Zaletą regulacji stopnia perforacji przegrody jest dodatkowa kontrola wytwarzanych warunków hydrodynamicznych wewnątrz wsadu mieszalnika zarówno w kierunku promieniowym, jak i osiowym, przy zastosowaniu standardowych rodzajów mieszadeł, a w szczególności ograniczenie występowania stref zastoju płynu występujących w przypadku stosowania przegród pełnych.

Mieszalnik mechaniczny według wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania oraz na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia mieszalnik z czterema przegrodami, w których druga prostokątna listwa przymocowana jest do pobocznicy zbiornika w widoku perspektywicznym, Fig. 2 przedstawia pierwszą prostokątną listwę w widoku z przodu, Fig. 3 przedstawia pierwszą prostokątną listwę w przekroju wzdłużnym, Fig. 4 przedstawia pierwszą prostokątną listwę w widok perspektywicznym, Fig. 5 przedstawia drugą prostokątną listwę w widok z przodu, Fig. 6 przedstawia drugą prostokątną listwę w widoku perspektywicznym, Fig. 7 przedstawia przegrodę z otworami całkowicie zamkniętymi przez pierwszą i drugą prostokątną listwę w widoku perspektywicznym. Fig. 8 przedstawia przegrodę z otworami częściowo otwartym/zamkniętym przez pierwszą i drugą prostokątną listwę w widoku perspektywicznym, Fig. 9 przedstawia przegrodę, gdzie pierwszy i drugi otwór tworzy wspólny przelotowy otwór w widoku perspektywicznym.

Przykład 1

Mieszalnik mechaniczny wyposażony jest w cylindryczny zbiornik 1, wał 2, mieszadło 3, przegrodę, którą stanowi pierwsza prostokątna listwa 4 i druga prostokątna listwa 5 sąsiadujące ze sobą największymi powierzchniami. Do pobocznicy zbiornika 1 przymocowana jest druga prostokątna listwa 5. Pierwsza prostokątna listwa 4 ma na swojej długości pierwsze przelotowe otwory 6 (cztery prostokątne) umieszczone jeden nad drugim. Po bokach każdego z pierwszych przelotowych otworów 6 pierwsza prostokątna listwa 4 ma po dwa ograniczniki 7. Ogranicznik 7 ma kształt walca zakończonego poszerzonym łbem i jest wkręcany do pierwszej prostokątnej listwy 4. Druga prostokątna listwa 5 ma na swojej długości drugie przelotowe otwory 8 (cztery prostokątne) umieszczone jeden nad drugim. Po bokach każdego z drugich przelotowych otworów 8 druga prostokątna listwa 5 ma po dwie wzdłużne szczeliny 9 na ograniczniki 7. Pierwsza prostokątna listwa 4 ma w górnej części uchwyt 10 przeznaczony do montażu dodatkowego mechanizmu przesuwającego ją.

Montaż przegrody polega na tym, że do pierwszej prostokątnej listwy 4 przyłożono drugą prostokątną listwę 5 w taki sposób, że pierwsze przelotowe otwory 6 i drugie przelotowe otwory 8 w obu prostokątnych listwach 4 i 5 pokrywają się, tworząc przelotowe wspólne otwory. Następnie prostokątne listwy 4 i 5 zabezpieczono za pomocą ograniczników 7 w taki sposób, że każdy ogranicznik 7 wprowadzony jest w koniec wzdłużnej szczeliny 9 i przykręcony do pierwszej prostokątnej listwy 4. Przegrodę montuje się do wewnętrznej pobocznicy cylindrycznego zbiornika 1 dłuższą krawędzią drugiej prostokątnej listwy 5. Zasada pracy mieszalnika z przegrodami polega na tym, że wysunięcie lub wsunięcie pierwszej prostokątnej listwy 4 powoduje pokrycie się pierwszego przelotowego otworu 6 i drugiego przelotowego otworu 8 na obu prostokątnych listwach 4 i 5 lub zasłonięcie otworów jednej listwy przez drugą listwę pozbawioną w tym miejscu perforacji. Możliwy zakres ruchu pierwszej prostokątnej listwy 4 wynika z długości wzdłużnych szczelin 9. Ruch pierwszej prostokątnej listwy 4 odbywa się poprzez doprowadzenie energii mechanicznej do uchwytu 10 mechanizmu przesuwnego.

Przykład 2

Przegroda, jak w przykładzie 1, z tym że pierwszy przelotowy otwór 6 pierwszej prostokątnej listwy 4 i drugi przelotowy otwór 8 drugiej prostokątnej listwy 5 mają formę okrągłego otworu.

Claims (3)

1. Mieszalnik mechaniczny wyposażony w cylindryczny zbiornik, wał, mieszadło, przegrodę w postaci prostokątnej listwy z otworami, znamienny tym, że przegrodę stanowi pierwsza prostokątna listwa (4) i druga prostokątna listwa (5) sąsiadujące ze sobą największymi powierzchniami, a jedna z nich przymocowana jest do pobocznicy i/lub dna zbiornika (1), przy czym pierwsza prostokątna listwa (4) ma na swojej długości pierwsze przelotowe otwory (6) umieszczone jeden nad drugim, po bokach których ma ograniczniki (7), a druga prostokątna listwa (5) ma na swojej długości drugie przelotowe otwory (8) umieszczone jeden nad drugim, po bokach których ma wzdłużne szczeliny (9) na ograniczniki (7), przy czym pierwsza (4) lub draga (5) prostokątna listwa ma uchwyt (10).

2. Mieszalnik według zastrz. 1, znamienny tym, że ogranicznik (7) połączony jest z pierwszą prostokątną listwą (4) połączeniem śrubowym.

3. Mieszalnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy otwór (6) i/lub drugi otwór (8) jest prostokątny i/lub okrągły.