Устройство для приготовления смеси - SU1011223A1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к установка для приготовления растворов и смесей и может быть использовано в химической , пищевой промышленности, промышленности стройматериалов и в других отраслях народного хозяйства.

Известно смесительное устройство, содержащее внутреннюю и внешнюю емкости , сообщающиеся между собой посредством отверстия в нижней части внутренней емкости и трубопроводов подвода и отвода газа а также сливной трубопровод.

В данном устройстве перемешивание осуществляется путем поочередной подачи сжатого газа в одну из емкостей обеспечивая тем самым перепад давления в емкостях, что, в свою очередь, способствует перемещению перемешиваемых компонентов туда и обратно по периметру основания внутренней ем- , кости С ТНедостатками такого устройства является то, что эффективность перемешивания компонентов зависит только от объема и скорости подачи сжатого газа, а также наличие мертвых зон в днище емкостей.

Известно также устройство для перемешивания жидкостей, выполненное в виде двух сообщающихся сосудов, вставленных один в. другой. К внутреннему сосуду, снабженному соплами, подсоединен пульсатор поршневого типа. В данном устройстве перемешивание осуществляется за счет пульсирующей подачи сжатого газа во внутренний сосуд, через conjia которого компоненты толчками вытесняются во внешний сосуд, а при обводе поршия возвращаются во внутренний сосуд t23

Однако применение поршневого пульсатора обуславливает использование дополнительного механизма, приводящего в движение поршень пульсатора, т.е. использование другого вида энер гий и промежуточных механизмов. Кроме того, ограничен объем компонентов , выдавливаемых поршнем пульсатора: при большом объеме необходимо применение поршня большого диаметра и имеющего большой ход. Пульсатор поршневого типа не может использоваться при перемешивании агрессивных сред так как поршень и цилиндр быстро выйдут из строя. Таким образом, устройство не является универсальным.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для приготовления смеси, содержащее сообщающиеся между собой в нижней части внешнюю емкость .и внутреннюю емкость с коническим днищем , устацовленный в нижней части трубопровод подачи сжатого газа, над которым размещен перфорированный колпак-распределитель с прорезями на периферии и пульсатор Гз 3. Однако в известном устройстве в процессе приготовления смеси возникают застойные зоны, что не позволяет достаточно интенсивно проводить процесс.

Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания за счет ликвидации застойных зон.

Поставленнаяцель достигается тем, что в устройстве для приготовления смеси, содержащем сообщающиеся между собой в нижней части внешнюю емкость и внутреннюю емкость с коническим днищем, установленный в нижней части трубопровод подачи сжатого газа, над которым размещен перефорированный колпак-распределитель с прорезями на периферии и пульсатор , в днище внутренней емкости выполнены прорези и она снабжена дополнительной цилиндрической обечайкой с прорезями, установленной концентрично снаружи конического днища, при этом прорези в колпаке-распределителе , днище и обечайке размещены относительно друг друга в шахматном порядке.

Кроме того, пульсатор выполнен в виде соосно установленных один над другим сообщающихся между собой корпусов с напорной, отсекающей, промежуточной и ограничительной мембранами , соединенных трубопроводами с внешней и внутренней емкостями.

Пульсатор снабжен ресивером, установленным под нижним корпусом, и между ними размещена напорная мембрана с отверстием.

В нижнем корпусе над напорной мембраной -выполнены отверстия и установлена отсекающая мембрана, а в его средней части расположена промежуточная мембрана, при этом все мембраны жестко соединены по. оси между собой.

Ограничительная мембрана снабжена закрепленным на ней клапаном и установлена в средней части верхнего корпуса .

При этом площади ограничительной и напорной мембран равны между собой и больше площади напорной мембраны.

Пульсатор мембранного типа, дает возможность использовать энергию сжатого газа, т.е. нет необходимости в применении какого-либо другого вида энергии, что повышает экономичность устройства.

На фиг. 1. изображено устройство продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из пульсатора 1 мембранного типа, расположенного вне смесителя 2, выполненного в виде двух равных по объему внешней емкости 3 и внутреннейемкости 4, сообщающихся между собой через прорези 5 цилиндрической обечайки 6 и прорези 7 конического днища 8. Между цилиндрической обечайкой 6 и коническим днищем 8 расположена промежуточная смесительная полость. В центре днища емкости 4 смесителя 2 закреплен кблпс к-распределитель 9 с центральным отверстием 10 и с про резями 11 на периферии. Причем прорези 5 и прорези 7 расположены в шах матном порядке как по отношению друг к другу, так и поотношению к прорезям 11 / основании колпака-распределителя 9. В верхней части емкости 4 смесителя 2 расположено загрузочное отверстие 12 с кржошкой 13 а в нижнюю часть под колпак-распределитель 9 по трубопроводам 14-16 через редукционный клапан 17 и вентили 18 и 19 подается сжатый газ. Верхняя часть емкости 4 смесителя 2 сое динена с проходной полостью 20 пульсатора 1 посредством трубопровода 21 а нижняя часть емкости 3 смесителя 2 соединена с ресивером 22 пульсатора 1 посредством трубопровода 23, выходное отверстие которого расположено тангенциально по отношению к днищу смесителя 24, а входное отверстие расположено по оси ресивера 22.пульсатора 1 и закрыто эластичной прокладкой 25 через напорную мембран 26, промежуточНЕЛй элемент 27, промежуточную мембрану 28 и клапан 29 пру жиной 30. В центре эластичной прокладки 25, напорной мембраны 26 и эл мента 27 имеются отверстия, соединяющие верхнюю часть емкости 3 смеси теля 2 через трубопровод 31 и трубопровод 23 и через уравнивающую полость 32 пульсатора 1 с атмосферой при прижатой прокладке 25 к торцу трубопровода 23, а при открытом торце трубопровода 23 емкость 3 смес тителя 2 соединяется с ресивером 22 пульсатора 1 и через отверстия в элементе 27 с уравнивающей полостью 32 пульсатора 1, так как отсекающая мембрана 33 перекрывает выход сжатого газа из уравнивающей полости 32 пульсатора 1 в атмосферу. Проходная полость 20 пульсатора 1 через зазор 34 и отверстие в корпусе 35 соединяется с промежуточной полостью 36 пульсатора 1. На клапане ,29 установлена эластичная прокладка 37 с зазором 38, определяющим максимальный ход напорной мембраны 26, промежуточной мембраны 28 и элемента 27 для перекрытия отсекающей мембраной 33 отверстий на корпусе 39. На ограничительной мембране 40 закреплена эластичная прокладка 41, прижатая к торцу клапана 29 пружиной 42 через фланец 43. Сил пружины 42 регулируется резьбовой втулкой 44 с контргайкой 45. Сила . пружины 30 регулируется- болтом 46 через упорную втулку 47 с контргайкой 48. Трубопровод 14 для подачи сжатого газа в ресивер 22 пульсатора 1 снабжен редукционным клапаном 49 и вентилем 50. Устройство работает следующим образом. Через крышку 13 емкостей 3 и 4 смесителя 2 загружают реагенты, подлежащие перемешиванию или растворению , и крышку 13 плотно закрывают . Через трубопровод 14, редукционные клапаны 17 и 49 и через вентили 18, 19 и 50 сжатый газ поступает в ресивер 22 пульсатора 1 и под колпак-распределитель 9 во внутреннюю емкость 4 смесителя 2. Давление постоянно поступающего сжатого газа в емкость 4 смесителя 2 -и ресивер 22 пульсатора 1 регулируется редукционными клапанами 17 и 49, а проходные сечения трубопроводов 14 и 15 -.вентилями 18 и 50. Таким образом, вентилями 18 и ,50 и редукционными клапанами 17 и 49 устанавливается скорость процесса перемешивания . Сжатый газ в количестве, установленном редукционным клапаном 17 и вентилем 18, по трубопроводу 16 поступает под колпак-распределитель 9, заполняет его объем и выходит из-под его поверхности через центральное отверстие 10 и через прорези 11 на периферии в емкость 4, сбрасывая ( сдувая ) при этом скопления твердых и жидких компонентов с конической поверхностью распределителя к его основанию. Поднимаясь и барботируя через слой жидкости, сжатый газ заполняет верхнюю часть емкости -4 смесителя, 2 и по трубопроводу 21 заполняет проходную полость корпуса 20 пульсатора 1. Одновременно , заполняется и промежуточная полость корпуса 20 пульсатора 1. Одновременно заполняется и промежуточная полость 36 пульсатора 1 через зазор 34 и отверстия в корпусе 35. Таким образом, в емкости 4 смесителя 2 и в полостях 20 и 36 пульсатора 1 нарастает давление сжатого газа, равное высоте поднятого столба перемешиваемых реагентов, передавливаемых из емкости 4 смесителя 2 в емкость 3 смесителя 2, а газ из верхней части емкости 3 смесителя 2 через трубопроводы 31 и 23, через центральное отверстие в эластичной прокладке 25 напорной мембраны 26 и в элементе 27 поступает в уравнивающую полость 32 П1 льсатора 1 и через отверстия в корпусе 39, не закрытые отсекающей мембраной 33, выходит в атмосферу. Выход в атмосферу из полостей 20 и 36 пульсатоpa 1 перекрыт эластичной прокладкой 41, прижатой через фланец 43 пружиной 42 к торцу клапана 29, а сообщение ресивера 22 с емкостью 3 смесителя 2 и с уравнивающей полостью 32 пульсатора 1 перекрыто эластичной прокладкой 25 через напорную мембрану 26, отсекающую мембрану 33, элемент 27, промежуточную мембрану 28 и клапан 29 пружиной 30, В процессе поступления газа высокого давления в ресивер 22 пульсатора 1 и заполнения емкости 4 смесителя 2 и полостей 20 и 36 пульса-, тора 1 газом давлением, равным высоте поднятого столба перемешивавмых реагентов, происходит выравнивание сил, действующих на напорную мембрану 26 от сжатого газа в ресивере 22 с одной стороны и через эле мент 27 от сжатого газа в промежуточной полости 36 пульсатора 1 через промежуточную мембрану 28 с другой стороны за счет разности площадей мембран 26 и 28. Давлением газа, скапливающимся в полостях 20 и 36 пульсатора 1 и в верхней части емкости 4 смесителя 2 перемешиваемые .реагенты выдавливаются из емкости 4 смесителя 2 в полость 3 смесителя 2 через прорези 7 в днищах 8 и прорези 5 в обечайке 6 располохсенные в шахматном порядке n отношению друг к другу. При этом в смесительной полости между днищем 8 и обечайкой 6 происходит интенсивное течение потока выдавливаемыхре агентов навстречу друг другу и-как следствие этого - интенсивное перемешивание (растворение) их. Траектории потоков перемешиваемых реаген тов, выдавливаемых из внутренней ем кости 4 во внешнюю емкость 3 показа на фиг. 2 сплошными стрелками. Когда таким образом все реагенты из емкости 4 переместятся в емкость 3 подвергаясь одновременно барботированию газом, выходящим из центрального отверстия 10 и через прорези 11, в полостях 30 и 36 пульсатора 1 давление газа достигает полной высоты столба перемешиваемых ре гентов , пружина 42 открывает проход сжатого газа между клапаном 29 и эластичной прокладкой 41. Сжатый га из проходной полости 20 пульсатора через зазор 34 и отверстие в корпус 35 из промежуточной полости 36 пуль сатора 1 устремляется в атмосферу через отверстия во фланце 43. При п дении давления в полостях 20 и 36 пульсатора 1 нарушается равновесие сил, действующих на напорную мембЕ а ну 26, и под действием скопившегося сжатого газа высокого давления в ре сивере 22/ достаточного для заполнения внешней емкости 3 смесителя 2 газом давлением, равным двум высотам столба перемешиваемых реагентов, мембрана 26 открывает проход в тру-г бопровод 23 и в полость 32 пyл caтора 1 через отверстие в элементе 27. Напорная мембрана 26 под давлением газа в ресивере 22 пульсатора 1 вы-, прямляется, а вместе с ней выпрямляется отсекающая мембрана 33, перекрыв отверстия в корпусе 39, а промежуточная мембрана 28 от давления на нее сжатого газа из ресивера 22 пульсатора 1 выбирает зазор между эластичной прокладкой 37 и корпусом 35, перекрыв тем самым зазор между клапаном 29 и корпусом 35 и удерживает открытым торец трубопровода 23 до. тех пор, пока не выравнится давление в полостях 20, 36, 32 пуль-, сатора 1 и ресивера 22 пульсатора 1. Как только давление ijasa в полостях 20, 36, 32 будут близким к одинаковому силой пружины 30 напорная мембрана 26 через эластичную прокладку 25перекрывает торец трубопровода 23. Это происходит при полном перемещении перемешиваемых реагентов из емкости 3 смеси.теля 2 в емкость 4 (Смесителя 2 через смесительную полость , в которой перемешиваемые- реагеятьй подвергаются интенсивному еремешиванию за счет барботирования сжатым газ.ом и течения потоков выдавливаемых реагентов навстречу друг другу по траекториям, показанным на фиг. 2 пунктирными стрелками. Сжатому г.азу f поступающему в ресивер 22 пульсатора 1 через трубопровод 14, придается снова заполнить ресивер 22 . для нового цикла. Напорная мембрана 26от пружины 30 сдвигает отсекающую мембрану 33 с отверстий в корпусе 39, открывая тем самым выход сжатому газу из емкости 3 смесителя 2 через трубопровод 23 в атмосферу. При выходе сжатого газ.а из верхней частиемкости 3 смесителя 2 в атмосферу перемеишваемые реагентьи под действием собственного веса и давления в полостях 20 и 36 пульсатора 1 перемещаются из емкости 4 смесителя 2 в емкость 3 смесителя 2. Дав.ление в полостях . 20 и 36 пульсатора 1 падает ниже полной высоты столба перемешиваемых реагентов и за счет ослабления давления на фланец 43 от пружины 30, ограничительная мембрана 40 под действием пружины 42 перекрывает выход сжатого газа из полостей 20 и 36 пульсатора 1 в атмосферу. Начинается новый .цикл передавливания перемешиваемых реагентов из емкости 4 смесителя 2 в емкость 3 смесителя 2 за счет постоянного поступления сжатого газа под колпак-распределитель 9 по трубопроводу 16. При .выдавливании перемешиваемых реагентов из емкости 3 смесителя 2 В емкость 4

смесителя 2 сжатым газом, поступающим по трубопроводу -23, будет происходить закручивание их за счет тангенциально расположенного выходного трубопровода 23 по отношению к. днищу 24 смесителя 2 и ошвания (сдувания) мертвых .зон, образуемых в нижней части емкости 3 смесителя 2 и цилиндрической обечайки , где нет отверстий, соединяюад

3 со смесительной пощих емкость лостью.

После отработки достаточного, количеству адклов перемешивания прекращается подача бжатого газа по трубопроводу 14, вентиль 19 перекрывает трубопровод 15 от заполнения его реагентами, и процесс останавливается .

43

4

4

5

Л

JL5

51

Реферат

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ, содержащее сооб- 1цающиеся между собой в нижн части внешнюю емкость .и внутреннюю емкость с коническим днищем, установленный S нижней Части трубопровод подачи сжатого газа, над которшл размещен перфорированный колпйк-распределитель с прорезями на периферии, и пульсатор, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания за счет ликвидации застойных зон, в днище внут ренней емкости выполнены прорези и она снабжена дополнительной цилиндрической обечайкой с прорезями, установленной концешгрично снаружи конического днища, при этом прорези в колпаке-распределителе, днище и обечайке размещены относительно друг друга в шахматном порядке. : 2. Устройство по по. 1.-и 2, отличающееся -тем,.что пульсатор выполнен в виде соосно установленных один над другим сообща-ющихся между собой корпусов с напорной , отсекгиощей, промежуточной и ограничительной мембранами, соединенных трубопроводами с внешней и внутренней емкост1ши. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающёесл тем, что, пульсатор снабжен ресивером, установленным под нижним корпусом, и между / ними размещена напорная мга «брана с I отверстием. ko 4.Устройство по пп. 1-3,отличающееся тем, что в нижнем корпусе над напорной мембраной выполнены отверстия и установлена отсекающая мембрана, а в его , средней части расположена прсмежуточ { ная мембрана, при этом все мембраны жестко соединены по оси между собой. 6.Устройство по ПП...1 и 2, о. т личающееся тем, что ограничительная мембрана снабжена закреп ленным на ней клапаном и установлёйа в средней части верхнего корпуса. 7.Устройство noiiii. lи2,oтл и ч а ю щ е.е с я тем, ihD площади ограничительной и напор ьй мембран равны, между собой и больше площади напорной мембраны.