RU2264250C2 - Устройство для перемешивания - Google Patents
Устройство для перемешивания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2264250C2 RU2264250C2 RU2002121495/15A RU2002121495A RU2264250C2 RU 2264250 C2 RU2264250 C2 RU 2264250C2 RU 2002121495/15 A RU2002121495/15 A RU 2002121495/15A RU 2002121495 A RU2002121495 A RU 2002121495A RU 2264250 C2 RU2264250 C2 RU 2264250C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- flow
- blades
- spokes
- vessel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
- B01F27/93—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with rotary discs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
- B01F27/115—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers comprising discs or disc-like elements essentially perpendicular to the stirrer shaft axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/50—Mixing liquids with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
- B01F27/15—Stirrers with tubes for guiding the material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
Ротор для создания закрученного потока в жидкости (жидкостях), содержащейся в емкости. В одном варианте ротор включает два параллельных, расположенных на расстоянии один от другого диска. Между дисками установлен ряд лопаток. Один из дисков имеет кольцевую форму для образования входного отверстия к ряду лопаток. Входное отверстие регулирует размер внутреннего участка ядра закрученного потока. В другом варианте ротор имеет по меньшей мере две пустотелые спицы, отходящие в радиальном направлении наружу от центральной втулки. Каждая спица имеет проход с входным отверстием, направленным в сторону втулки, и выходное отверстие, имеющее радиальное направление. Вращение ротора обеспечивает поток, проходящий через спицы, что способствует образованию вращающегося, проходящего в радиальном направлении наружу потока, создающего закрученный поток. В другом варианте ротор включает по меньшей мере две лопасти, отходящие в радиальном направлении наружу от центральной втулки. Лопасти включают по меньшей мере одну поверхность, наклонную к направлению вращения ротора. Лопасти возбуждают поток в осевом направлении, когда образуется поток, направленный наружу с вращением, для создания закрученного потока. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 11 ил.
Description
Область изобретения
Это изобретение касается устройства для перемешивания жидкостей или жидкости с частицами для образования шламов и тому подобного. Устройство согласно настоящему изобретению подходит для перемешивания одной жидкости с другой или для перемешивания жидкости с частицами, чтобы получать как однородные суспензии, так и смеси, в которых не все частицы образуют взвесь. Изобретение предназначено для применения там, где вовлечение воздуха с поверхности жидкости во время перемешивания не желательно и должно быть устранено.
Предшествующий уровень техники
Устройство для перемешивания такого типа находит широкое применение в различных промышленных процессах. Одним видом такого применения являются смесительные осадители, используемые в процессах осаждения кристаллов из сверхнасыщенного раствора. Осадители такого типа используются во многих промышленных процессах. Изобретение будет описано ниже конкретно со ссылкой на это применение, но следует понимать, что объем изобретения не ограничивается этим конкретным примером.
Одним известным перемешивающим осадителем является осадитель Гиббсайта, используемый в процессе Бейера для получения гидрата окиси алюминия из боксита. Обычный тип существующего осадителя Гиббсайта содержит большой сосуд с расположенной в центре отсасывающей трубой. В отсасывающей трубе с возможностью вращения установлена крыльчатка для обеспечения вертикальной циркуляции в осадителе. В некоторых случаях по сторонам сосуда или в отсасывающей трубе размещены отражательные перегородки или лопатки для предотвращения закручивания или вращения потока в суспензии, что в противном случае повлияет на необходимую вертикальную циркуляцию. Одной из целей процесса осаждения является получение в осадке кристаллов большего размера. Поскольку существующие осадители Гиббсайта создают довольно энергичный процесс, когда суспензия всасывается через всасывающую трубу и входит в контакт с лопастями ротора, есть опасность нарушения структуры кристаллов. Это ограничивает размер кристаллов, которые можно получить с помощью этих осадителей. Другой трудностью осадителей Гиббсайта является образование накипи, которая образуется на стенках осадителя вследствие низких скоростей потока. В частности, существенное отложение материала происходит в днище сосудов и в участках застойного потока. Следовательно, сосуды необходимо периодически чистить. Чистка не только требует дополнительных затрат, но также создает существенные перебои в производстве и может сокращать срок службы сосуда.
Такие же трудности возникают в других устройствах для перемешивания жидкостей и жидкостей с частицами в различных промышленных отраслях.
В международной патентной заявке данных заявителей № WO 99/08781 («ранее зарегистрированной») описаны способ и устройство для перемешивания жидкостей или жидкостей с частицами без аэрирования жидкости. В ранее поданной заявке механическое средство вращения, как, например, лопатка или крыльчатка, расположено вблизи верхнего конца сосуда для создания закрученного потока, проходящего через сосуд. Описание этой ранее поданной заявки включено сюда в качестве перекрестной ссылки.
Описание изобретения
Настоящее изобретение направлено на усовершенствование способа и устройства, описанного в ранее поданной заявке. В частности, настоящее изобретение обеспечивает использование нескольких усовершенствованных механических средств вращения, обычно называемых роторами, применяемых в различных типах сосудов.
Все роторы этого изобретения предназначены для использования в устройстве для перемешивания жидкостей или жидкостей с частицами без вовлечения газа с поверхности жидкости. Устройство включает емкость, содержащую жидкость (жидкости), имеющую верхний конец, нижний конец и стенку емкости, расположенную между верхним и нижним концами. Механическое средство вращения, или ротор, расположено вблизи верхнего конца емкости, для введения в жидкость вращающегося потока, проходящего в радиальном направлении наружу от центрального участка емкости в направлении к стенке емкости для создания закрученного потока, проходящего через емкость. Закрученный поток отличается тем, что он имеет наружный кольцевой участок потока умеренного вращения у стенки емкости, движущийся от верхнего конца емкости к нижнему концу, поток, направленный внутрь, у нижнего конца емкости и внутренний участок ядра быстрого вращающегося потока вокруг центрального участка емкости, движущийся от нижнего конца к верхнему концу и проходящий по существу от нижнего конца емкости к ротору. Используемое в этом описании выражение «закрученный поток» предназначено для потока, характеризующегося этими признаками.
В первом аспекте это изобретение относится к ротору для образования закрученного потока в жидкости (жидкостях), содержащейся в емкости, имеющей верхний конец, нижний конец и стенку емкости, расположенную между верхним и нижним концами, путем погружения ротора в жидкость вблизи верхнего конца, при этом ротор включает два по существу параллельных, расположенных на расстоянии один от другого по существу плоских диска, проходящих перпендикулярно оси вращения, ряд лопаток, расположенных между дисками, при этом один из дисков имеет кольцевую форму для образования входного отверстия к ряду лопаток, причем входное отверстие регулирует размер внутреннего участка ядра закрученного потока.
Лопатки предпочтительно расположены равномерно вокруг кругового участка с центром на оси вращения. Предпочтительно, лопатки расположены по существу перпендикулярно плоскостям дисков. В одном виде изобретения один из дисков, называющийся верхней плитой, не имеет отверстия. Кольцевой диск известен как нижняя плита. Поток жидкости из сосуда входит в ротор, поднимаясь в колонне потока, образующей внутренний участок ядра. Поток, проходящий через проходы, образованные между лопатками и дисками, имеет составляющую радиальной скорости, составляющую скорости закрутки и незначительную осевую скорость.
В зависимости от применения лопатки могут быть направлены вперед в радиальном направлении или назад для достижения необходимой скорости закрутки на выходе. В роторах большого размера лопатки предпочтительно развернуты в радиальном направлении или назад. Роторы меньшего размера предпочтительно имеют лопатки, направленные вперед. Общий диаметр ротора является важным параметром, влияющим на рабочие характеристики ротора. В основном, роторы большого размера вырабатывают высокий вращающий момент и низкую скорость вращения. Соотношение диаметра ротора к диаметру сосуда обычно находится в пределах от 0,26 до 0,65.
Глубина ротора выбирается для поддерживания минимальной скорости в каналах, образованных в роторе, и для соответствия характеристике давления - потока жидкости, циркулирующей в корпусе емкости. Скорость закрутки на выходах из каналов ротора эквивалентна дополнительному давлению и поэтому направление лопатки в наружной кромке, общий диаметр и глубина ротора влияют на общую характеристику давления ротора. Соотношение глубины ротора к общему диаметру ротора обычно находится в диапазоне от 0,03 до 0,3.
Большие узкие роторы, например, имеющие такой диапазон соотношения глубины ротора к диаметру ротора в нижнем конце, обеспечивают высокое давление при относительно низкой скорости циркуляции потока. Наоборот, небольшие глубокие роторы с упомянутым выше диапазоном соотношения глубины ротора к диаметру ротора ближе к верхнему концу обеспечивают высокую циркуляцию. Для данной емкости глубина ротора ограничивается, когда ротор останавливается при срыве потока, вследствие того, что он не может обеспечить потребности в давлении и потоке.
Диаметр входного отверстия в нижней плите днища определяет диаметр и интенсивность внутреннего участка ядра закрученного потока, который удерживает твердые частицы, например, в суспензии. Небольшие отверстия дают меньшие, более интенсивные колонны потока для обеспечения более сильного подъема над небольшими пространствами днища емкости. В емкостях с коническим днищем достигается полная взвесь твердых частиц с меньшей затратой энергии, причем в нижней плите днища отверстия имеют меньший размер. Наоборот, в емкостях с более плоским днищем узкая интенсивная движущаяся колонна потока оставляет частицы, оседающие на внешних участках днища. Следовательно, роторы с отверстиями большего размера в плите днища более эффективны для использования в емкостях с более плоским днищем.
В другом аспекте это изобретение относится к ротору для создания закрученного потока в жидкости (жидкостях), содержащейся в емкости, имеющей верхний конец, нижний конец и стенку емкости, расположенную между верхним и нижним концами, путем погружения ротора в жидкость вблизи верхнего конца, при этом ротор включает по меньшей мере две пустотелые спицы, отходящие по существу в радиальном направлении наружу от центральной втулки, при этом каждая спица имеет проход с входным отверстием, направленным в сторону втулки и выходное отверстие, имеющее радиальное направление, так что вращение ротора обеспечивает поток, проходящий через спицы, что обеспечивает образование вращающегося, проходящего в радиальном направлении наружу потока, создающего закрученный поток.
Спицы могут быть закреплены на втулке в радиальном направлении или расположены под углом к радиальному направлению. Может быть использовано любое количество спиц и предпочтительно спицы расположены равномерно вокруг центральной втулки.
Наружная поверхность спиц образует силу, воздействующую на жидкость, которая в сочетании с потоком, проходящим через спицы, образует необходимый вращающийся поток, проходящий в радиальном направлении наружу. Предпочтительно, около 30% потока создается за счет жидкости, проходящей через канал.
Наружная поверхность спиц может выбираться так, чтобы обеспечить направление проходящего в радиальном направлении наружу потока. Более конкретно, поверхностью роторов может быть приложена сила подъема или торможения в зависимости от выбранной формы и наклона формы относительно потока жидкости. В одном предпочтительном примере реализации могут использоваться сечения аэродинамического профиля. Сечения аэродинамического профиля установлены с углами наклона, определяющими наружные поверхности спиц, которые создают осевое давление, а также проходящий в радиальном направлении наружу поток. В этой конфигурации поток из проходов в спицах обеспечивает поток, подобный потоку из каналов через дисковые роторы.
Спицы могут быть расположены либо радиально, либо тангенциально относительно небольшой окружности вокруг втулки, так что может быть достигнуто плавное вхождение потока в канал.
Рабочие роторы больших диаметров, имеющие конструкции со спицами, могут быть изготовлены в промышленности. Как и для дискового ротора, описанного выше, на рабочую характеристику ротора главным образом влияет общий диаметр. Большие диаметры создают высокий вращающий момент при низкой скорости вращения. Роторы со спицами имеют соотношение диаметра рабочего конца к диаметру емкости приблизительно в пределах от 0,5 до 0,9.
В некоторых конструкциях к спицам могут быть добавлены дополнительные лопасти, чтобы увеличить площади поверхности и повысить вращающий момент ротора.
Также можно сочетать дисковый ротор и роторы со спицами, описанные выше, чтобы выполнить составной ротор, включающий признаки обоих роторов.
В следующем аспекте это изобретение относится к ротору для создания закрученного потока в жидкости (жидкостях), содержащейся в емкости, имеющей верхний конец, нижний конец и стенку емкости, расположенную между верхним и нижним концами, путем погружения ротора в жидкость вблизи верхнего конца, при этом ротор включает по меньшей мере две лопасти, отходящие в радиальном направлении наружу от центральной втулки, причем лопасти включают по меньшей мере одну поверхность, наклонную к направлению вращения ротора, для возбуждения потока в осевом направлении, когда образуется вращающийся поток, проходящий в радиальном направлении наружу к стенке емкости, для создания закрученного потока.
Лопасти могут быть расположены по существу вблизи втулки или могут быть установлены на отходящих наружу плечах. Внутренний диаметр, который образуют лопасти, регулирует размер внутреннего участка ядра закрученного потока.
Лопасти в некоторых случаях применения имеют сечения аэродинамического профиля. Помимо этого, лопасти могут быть пустотелыми с входным отверстием, направленным к втулке, и выходным отверстием, имеющим радиальное направление, чтобы функционировать таким же образом, как описанный выше ротор со спицами.
В объем изобретения также включено устройство перемешивания, которое образовано сочетанием роторов описанного выше типа, с емкостями различного диаметра и с разной формой днища. В частности, как описано выше, некоторые конструкции больше подходят для емкости с конической формой днища, в то время как другие роторы больше подходят для емкости с плоским днищем.
Изобретение будет описано, исключительно для примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 изображен большой дисковый ротор согласно настоящему изобретению, слева, обозначенный как Ротор 1. Небольшой дисковый ротор согласно настоящему изобретению, обозначенный как Ротор 2, показан с правой стороны.
На Фиг.2 изображен небольшой дисковый ротор увеличенной глубины согласно этому изобретению, обозначенный как Ротор 3, с левой стороны Ротор 2 на Фиг.1 также показан с правой стороны.
На Фиг.3 изображен дисковый ротор среднего размера согласно настоящему изобретению, обозначенный как Ротор 4. Ротор 2 на Фиг.1 также показан с правой стороны.
На Фиг.4 изображен ротор со спицами аэродинамического профиля согласно настоящему изобретению, обозначенный как Ротор 5. Ротор 2 на Фиг.1 также показан с правой стороны.
На Фиг.5 изображен большой ротор с не пустотелыми спицами согласно настоящему изобретению, обозначенный как Ротор 6. Ротор 2 на Фиг.1 также показан с правой стороны.
На Фиг.6 изображен ротор большого диаметра с двумя спицами согласно настоящему изобретению обозначенный как Ротор 7. Ротор 2 на Фиг.1 также показан с правой стороны.
На Фиг.7 изображен ротор с четырьмя спицами согласно настоящему изобретению, обозначенный как Ротор 8а. Ротор 2 на Фиг.1 также показан с правой стороны.
На Фиг.8 изображен ротор большого диаметра с четырьмя спицами согласно настоящему изобретению, обозначенный как Ротор 9. Ротор 2 на Фиг.1 также показан с правой стороны.
На Фиг.9 изображен ротор, снабженный спицами с закрепленными пластинами, согласно настоящему изобретению, обозначенный как Ротор 10. Ротор 2 на Фиг.1 также показан с правой стороны.
На Фиг.10 изображено сочетание дискового ротора и ротора со спицами, обозначенных как Ротор 11. Ротор 2 на Фиг.1 также показан с правой стороны.
На Фиг.11 изображен график потребления энергии и вращающего момента ротора для твердых частиц «свежей взвеси» в сосудах с коническим днищем и плоским днищем.
Наилучшие варианты реализации изобретения
Роторы, показанные на фиг.1, 2 и 3, образованы параллельными, расположенными на расстоянии один от другого перпендикулярно соединительной втулке 3, дисками 1, 2. Втулка 3 обеспечивает обычное соединение с приводным валом (не показан). Ряд расположенных на одинаковом расстоянии лопаток 4 установлен между дисками 1, 2. Лопатки имеют либо прямую, либо дугообразную форму, как описано ниже. Диск 1 является верхней плитой и не имеет отверстий. Диск 2 имеет кольцевую форму и обеспечивает входное отверстие к ряду лопаток 4.
На Фиг.1 показан большой дисковый Ротор 1 согласно настоящему изобретению. Лопатки 4 прямые и имеют радиальное направление. Роторы этого типа могут иметь лопатки 4, которые направлены радиально или повернуты назад от направления вращения. Соотношение диаметра ротора к диаметру сосуда для Ротора 1 составляет приблизительно 0,65. Соотношение глубины ротора к диаметру рабочего конца ротора составляет 0,032.
Ротор 2, показанный на Фиг.1, является ротором меньшего диаметра с лопатками 4, направленными вперед в направлении вращения. Лопасти прямые и образуют угол приблизительно 23° к радиальному направлению. Соотношение диаметра ротора к диаметру сосуда для Ротора 2 обычно составляет 0,28. Соотношение глубины ротора к диаметру рабочего конца ротора составляет приблизительно 0,11.
Ротор 3, показанный на Фиг.2, является небольшим дисковым ротором увеличенной глубины по сравнению с Ротором 2. Как видно, Ротор 3 имеет дугообразные лопатки. Радиус лопаток 4 приблизительно такой же, как радиус всего ротора. Связка, соединяющая два конца каждой лопатки 4, находится под углом приблизительно 25° к радиальному направлению. В результатах, которые описаны далее, Ротор 3 обозначен как Ротор 3f, когда он работает с лопатками, направленными вперед, и как Ротор 3b, когда он работает с лопатками, развернутыми назад. Соотношение диаметра ротора к диаметру емкости для Ротора 3 составляет приблизительно 0,26. Соотношение глубины ротора к диаметру рабочего конца ротора составляет приблизительно 0,29. Когда эти роторы работают в направлении вперед или назад, они обеспечивают большую циркуляцию. Для каждой емкости есть предел глубины ротора, когда ротор останавливается при срыве потока, поскольку он не может обеспечить необходимого давления и потока. Ротор 3f, который превышает в четыре раза глубину Ротора 2, останавливается в емкостях с соотношением высоты к диаметру в пределах от 2,5 до 3. В тех же емкостях Ротор 3b, например, работающий с развернутыми назад лопатками, обеспечивал эффективную и стабильную работу.
На Фиг.3 показан Ротор 4b среднего размера. Этот ротор имеет входное отверстие меньшего диаметра, полученное установкой дополнительного кольцевого диска 5 в роторе, обозначенном как Ротор 4а с входным отверстием большого диаметра. Лопатки 4 прямые и имеют радиальное направление. Ротор 4b и Ротор 4а имеют соотношение диаметра ротора к диаметру емкости приблизительно 0,51. Соотношение глубины ротора к диаметру ротора составляет приблизительно 0,22.
На Фиг.4 показан Ротор 5, снабженный спицами. Этот ротор образован шестью пустотелыми сечениями 6 аэродинамического профиля, опирающимися на плечи 7, расположенные вокруг центральной втулки 8. Аэродинамические сечения 6 направлены радиально наружу, так что часть потока проходит через проходы 9 в каждой спице. Сечения аэродинамического профиля установлены под углом, так что наружные поверхности спиц создают давление в направлении по оси, а также составляющую скорости, направленную радиально наружу. Поток, проходящий через полое пространство внутри спиц, обеспечивает вращающийся поток, проходящий в радиальном направлении наружу, подобный тому, который обеспечивается дисковыми роторами, описанными выше. Ротор 5 обычно работает с соотношением диаметра ротора к диаметру емкости, приблизительно составляющим 0,65. В работе приблизительно от 20 до 30% потока, возбуждаемого ротором 31, проходит через полые проходы в спицах.
Ротор 6, показанный на Фиг.5, имеет лопасти 10, опирающиеся на плечи 11, отходящие от втулки 8. Лопасти наклонены в направлении вращения ротора для возбуждения потока в осевом направлении, а также вращающегося потока в радиальном направлении наружу. Ротор 6 обычно работает с соотношением диаметра ротора к диаметру емкости, приблизительно составляющим 0,6.
Ротор 7, показанный на Фиг.6, является Ротором 7 большого диаметра с двумя спицами. Ротор 7 имеет центральную втулку 12 с двумя пустотелыми спицами 13 квадратного поперечного сечения, установленными тангенциально относительно небольшой окружности вокруг оси вращения. Это обеспечивает плавное вхождение потока во внутренний проход в спицах. Спицы расширяются в наружном конце 14 и включают дополнительную центральную лопасть 15 для направления потока из спицы 13. Расширяющаяся часть и центральная лопасть 15 направляют поток в направлении назад относительно направления вращения. Соотношение диаметра рабочего конца к диаметру емкости для Ротора 7 обычно составляет около 0,9.
Ротор 8а, показанный на Фиг.7, имеет четыре спицы и обозначен как Ротор 8а. Этот ротор имеет четыре отходящие в радиальном направлении наружу спицы 16 квадратного поперечного сечения. Результаты, о которых говорится ниже, включают результаты для ротора, обозначенного как Ротор 8b, который имеет ту же конфигурацию, но имеет только две диаметрально противоположные спицы 16. Ротор 8а (и Ротор 8b) имеет соотношение диаметра ротора к диаметру емкости, составляющее приблизительно 0,65.
На Фиг.8 показан Ротор 9 большого диаметра с четырьмя спицами. Этот ротор в основном подобен Ротору 7, показанному на Фиг.6, но имеет две дополнительные спицы 13. Соотношение диаметра ротора к диаметру емкости для Ротора 9 составляет приблизительно 0,9.
На Фиг.9 показан Ротор 10, имеющий спицы с закрепленными на них пластинами. Этот ротор имеет две отходящие в радиальном направлении пустотелые спицы 17 квадратного сечения, на конце каждой из которых закреплены плоские пластины 18, 19 для увеличения площади поверхности, входящей в контакт с потоком. Дополнительные плоские пластины 18, 19 обеспечивают ротор с высоким вращающим моментом.
На Фиг.10 показан ротор, включающий сочетание дискового ротора со спицами 20, обозначенный как Ротор 11. Этот ротор имеет восемь отходящих в радиальном направлении прямоугольных пустотелых спиц 20, на которых установлено два кольцевых диска 21, 22, разделенных прямыми радиальными лопатками 23.
На Фиг.11 показан график мощности и вращающего момента различных роторов для сосудов с коническим и плоским днищем, когда твердые частицы находятся в состоянии «свежей взвеси». Основным параметром является минимальная мощность, необходимая для создания взвеси, при этом требуется высокий вращающий момент, поскольку он означает высокое напряжение сдвига на стенках емкостей, которое нужно для уменьшения отложений. Из Фиг.11 очевидно следующее:
1) мощность, необходимая для создания взвеси, значительно меньше для емкостей с коническим днищем, чем для сосудов с плоским днищем;
2) роторы с диаметрами большего размера, такие как Ротор 1, Ротор 9 и Ротор 10, обеспечивают высокий вращающий момент при низкой скорости;
3) роторы с диаметрами большего размера образуют взвеси твердых частиц при более низкой мощности;
4) роторы, конструкция которых включает диски, и роторы, имеющие спицы, такие как Ротор 1 и Ротор 8а, могут иметь равноценные рабочие характеристики.
Таким образом выше описаны только некоторые примеры реализации этого изобретения и возможны модификации, не выходящие за пределы объема изобретения.
Claims (20)
1. Ротор для создания закрученного потока в жидкости (жидкостях), содержащейся в емкости, имеющий верхний конец, нижний конец и стенку емкости, расположенную между верхним и нижним концами, путем погружения ротора в жидкость вблизи верхнего конца, при этом закрученный поток имеет наружный кольцевой участок потока умеренного вращения вблизи стенки емкости, движущийся от верхнего конца емкости к нижнему концу, направленный внутрь поток вблизи нижнего конца емкости, и внутренний участок ядра быстрого вращающегося потока вокруг центрального участка емкости, движущийся от нижнего конца к верхнему концу и проходящий по существу от нижнего конца емкости к ротору, а ротор включает два по существу параллельных, расположенных на расстоянии один от другого, по существу, плоских диска, проходящих перпендикулярно оси вращения, ряд лопаток, расположенных между дисками, причем один из дисков имеет кольцевую форму для образования входного отверстия к ряду лопаток, при этом входное отверстие обеспечивает регулирование размера внутреннего участка ядра закрученного потока.
2. Ротор по п.1, в котором лопатки расположены равномерно на расстоянии одна от другой вокруг кругового участка с центром на оси вращения.
3. Ротор по п.2, в котором лопатки расположены по существу перпендикулярно плоскостям дисков.
4. Ротор по одному из пп.1-3, в котором соотношение диаметра ротора к диаметру емкости составляет от 0,26 до 0,65.
5. Ротор по одному из пп.1-4, в котором соотношение расстояния между дисками к общему диаметру ротора составляет от 0,03 до 0,3.
6. Ротор для создания закрученного потока в жидкости (жидкостях), содержащейся в емкости, имеющем верхний конец, нижний конец и стенку емкости, расположенную между верхним и нижним концами, путем погружения ротора в жидкость вблизи верхнего конца, при этом закрученный поток имеет наружный кольцевой участок потока умеренного вращения вблизи стенки емкости, движущийся от верхнего конца емкости к нижнему концу, направленный внутрь поток вблизи нижнего конца емкости, и внутренний участок ядра быстрого вращающегося потока вокруг центрального участка емкости, движущийся от нижнего конца к верхнему концу и проходящий по существу от нижнего конца емкости к ротору, а ротор включает по меньшей мере две пустотелые спицы, отходящие по существу в радиальном направлении наружу от центральной втулки, причем каждая спица имеет проход с входным отверстием, направленным в сторону втулки, и выходное отверстие, имеющее радиальное направление, так что вращение ротора обеспечивает поток, проходящий через спицы, обеспечивающий образование вращающегося, проходящего в радиальном направлении наружу потока, создающего закрученный поток.
7. Ротор по п.6, в котором спицы отходят в радиальном направлении наружу.
8. Ротор по п.6, в котором спицы направлены наружу под углом к радиальному направлению.
9. Ротор по одному из пп.6-8, который включает множество спиц, расположенных равномерно на расстоянии одна от другой вокруг центральной втулки.
10. Ротор по одному из пп.6-9, в котором поток, проходящий через спицы, образует приблизительно 30% требующегося вращающегося, проходящего в радиальном направлении наружу потока.
11. Ротор по одному из пп.6-10, в котором наружные поверхности спиц имеют такую форму, чтобы направлять проходящий в радиальном направлении наружу поток, при этом поверхностью роторов прикладывается сила подъема или торможения в зависимости от выбранной формы и наклона формы относительно потока жидкости при использовании сечения аэродинамического профиля.
12. Ротор по п.11, в котором по меньшей мере некоторые из спиц имеют сечения аэродинамического профиля.
13. Ротор по п.12, в котором сечения аэродинамического профиля предпочтительно установлены с углами наклона, определяющими наружные поверхности спиц, которые создают осевое давление, а также проходящий в радиальном направлении наружу поток.
14. Ротор по одному из пп.6-13, в котором соотношение диаметра рабочего конца спицы к диаметру сосуда составляет от 0,5 до 0,9.
15. Ротор для создания закрученного потока в жидкости (жидкостях), содержащейся в емкости, имеющей верхний конец, нижний конец и стенку емкости, расположенную между верхним и нижним концами, путем погружения ротора в жидкость вблизи верхнего конца, при этом закрученный поток имеет наружный кольцевой участок потока умеренного вращения вблизи стенки емкости, движущийся от верхнего конца емкости к нижнему концу, направленный внутрь поток вблизи нижнего конца емкости, и внутренний участок ядра быстрого вращающегося потока вокруг центрального участка емкости, движущийся от нижнего конца к верхнему концу и проходящий по существу от нижнего конца емкости к ротору, а ротор включает по меньшей мере две лопасти, отходящие в радиальном направлении наружу от центральной втулки, причем лопасти включают по меньшей мере одну поверхность, наклонную к направлению вращения ротора, для возбуждения потока в осевом направлении, когда образуется вращающийся поток, проходящий в радиальном направлении наружу к стенке сосуда, для создания закрученного потока.
16. Ротор по п.15, в котором лопасти расположены, по существу, вблизи втулки.
17. Ротор по п.16, в котором лопасти установлены на отходящих наружу плечах.
18. Ротор по одному из пп.15-17, в котором лопасти имеют сечение аэродинамического профиля.
19. Ротор по одному из пп.15-17, в котором лопасти выполнены пустотелыми с входным отверстием, направленным в сторону втулки, и выходным отверстием, имеющим радиальное направление.
20. Устройство для перемешивания жидкостей, включающее ротор, выполненный по одному из пп.1-19, емкость, имеющую верхний конец, нижний конец и стенку емкости, расположенную между верхним и нижним концами, при этом ротор погружен в жидкость вблизи верхнего конца для возбуждения потока, проходящего в радиальном направлении от ротора наружу для создания закрученного потока в сосуде.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AUPQ5039 | 2000-01-11 | ||
AUPQ5039A AUPQ503900A0 (en) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Apparatus for mixing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002121495A RU2002121495A (ru) | 2004-01-27 |
RU2264250C2 true RU2264250C2 (ru) | 2005-11-20 |
Family
ID=3819170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002121495/15A RU2264250C2 (ru) | 2000-01-11 | 2001-01-11 | Устройство для перемешивания |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20030107950A1 (ru) |
EP (1) | EP1248673A4 (ru) |
JP (1) | JP2003519562A (ru) |
KR (1) | KR20020066346A (ru) |
AU (1) | AUPQ503900A0 (ru) |
BR (1) | BR0107607A (ru) |
CA (1) | CA2396921A1 (ru) |
RU (1) | RU2264250C2 (ru) |
WO (1) | WO2001051189A1 (ru) |
ZA (1) | ZA200205476B (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581087C2 (ru) * | 2011-02-28 | 2016-04-10 | Зульцер Микспэк Аг | Динамический смеситель |
RU180146U1 (ru) * | 2018-01-18 | 2018-06-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания Хома" | Мешалка |
RU2781333C1 (ru) * | 2022-05-27 | 2022-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Реактор с многорядными мешалками |
Families Citing this family (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020024885A1 (en) | 2001-03-28 | 2002-02-28 | King Ronnald B. | Mixing device having vanes with sloping edges and Method of mixing viscous fluids |
US6257753B1 (en) * | 2000-04-21 | 2001-07-10 | David Marshall King | Method of mixing viscous fluids |
US6971788B1 (en) | 2000-08-11 | 2005-12-06 | Site-B Company | Fluid mixing device |
US20030041139A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-27 | Smartpipes, Incorporated | Event management for a remote network policy management system |
US7130854B2 (en) * | 2001-08-14 | 2006-10-31 | Endforce, Inc. | Selection and storage of policies in network management |
US7159125B2 (en) | 2001-08-14 | 2007-01-02 | Endforce, Inc. | Policy engine for modular generation of policy for a flat, per-device database |
US7284042B2 (en) * | 2001-08-14 | 2007-10-16 | Endforce, Inc. | Device plug-in system for configuring network device over a public network |
US20030037129A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-20 | Smartpipes, Incorporated | Modular remote network policy management system |
US20080089988A1 (en) * | 2006-10-17 | 2008-04-17 | Kam-Lai Wong | Confectionery moulding device |
US7887230B2 (en) * | 2006-12-01 | 2011-02-15 | United States Gypsum Company | Mixer having S-shaped paddles for mixing viscous materials |
US7473026B2 (en) * | 2007-04-09 | 2009-01-06 | Site-B Company | Method for cleaning a rotary mixing device with a cleaning shield |
US20100110824A1 (en) * | 2007-05-18 | 2010-05-06 | Kabushiki Kaisha Teikoku Denki Seisakusho | Dispersion/stirring apparatus and dispersion tank |
DE102008005018B3 (de) * | 2008-01-17 | 2009-03-12 | INOTEC GmbH Transport- und Fördersysteme | Rührorgan und Rührwerk zum Mischen und/oder Homogenisieren strömungsfähiger Medien |
US8459862B2 (en) * | 2008-03-05 | 2013-06-11 | Panasonic Corporation | Stirring device, microbe testing device, and microbe testing method |
TWI350202B (en) * | 2009-02-06 | 2011-10-11 | Shennongshin Nanotechnology Co Ltd | Device for processing molecular clusters of liquid to nano-scale |
AT509161B1 (de) * | 2009-12-14 | 2012-12-15 | Franz Haas Waffel Und Keksanlagen Ind Gmbh | Mischer für die herstellung von fliessfähigen backzubereitungen |
JP5800213B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2015-10-28 | 株式会社エディプラス | 攪拌用回転体および攪拌装置 |
JP5702598B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2015-04-15 | 株式会社エディプラス | 攪拌用回転体および攪拌装置 |
CA156862S (en) * | 2013-12-04 | 2015-01-14 | Outotec Finland Oy | Impeller for hydrometallurgical mixer |
JP6610995B2 (ja) * | 2015-06-24 | 2019-11-27 | エムレボ・ジャパン株式会社 | 撹拌用回転体および撹拌装置 |
US9744771B1 (en) | 2016-06-15 | 2017-08-29 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device having a stir bar |
US9751315B1 (en) | 2016-06-15 | 2017-09-05 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device having flow configuration |
US10336081B2 (en) | 2016-06-27 | 2019-07-02 | Funai Electric Co., Ltd. | Method of maintaining a fluidic dispensing device |
US10207510B2 (en) | 2016-06-15 | 2019-02-19 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device having a guide portion |
US9751316B1 (en) | 2016-06-15 | 2017-09-05 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device having a stir bar |
US9707767B1 (en) | 2016-06-15 | 2017-07-18 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device having a stir bar and guide portion |
US9931851B1 (en) | 2016-09-28 | 2018-04-03 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device and stir bar feedback method and use thereof |
US9908335B2 (en) | 2016-07-21 | 2018-03-06 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device having features to reduce stagnation zones |
US9688074B1 (en) | 2016-09-02 | 2017-06-27 | Funai Electric Co., Ltd. (Jp) | Fluidic dispensing device having multiple stir bars |
US10105955B2 (en) | 2016-08-17 | 2018-10-23 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device having a moveable stir bar |
US10059113B2 (en) | 2016-12-08 | 2018-08-28 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device |
US10124593B2 (en) | 2016-12-08 | 2018-11-13 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device |
US9902158B1 (en) | 2016-12-09 | 2018-02-27 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device |
US9889670B1 (en) | 2016-12-09 | 2018-02-13 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device |
CN106422845B (zh) * | 2016-12-21 | 2022-04-15 | 山东大学 | 一种盖板式六直叶圆盘涡轮搅拌桨 |
US9937725B1 (en) | 2017-02-17 | 2018-04-10 | Funai Electric Co., Ltd. | Fluidic dispensing device |
SE542677C2 (en) * | 2018-05-18 | 2020-06-23 | Valmet Oy | Mixing apparatus comprising a rotor and a stator |
CN112367845B (zh) * | 2018-06-15 | 2024-03-01 | 德隆奇电器单一股东有限责任公司 | 混合装置 |
DE102019102583A1 (de) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | Ystral Gmbh Maschinenbau + Processtechnik | Rotor für eine Vorrichtung zum Mischen von Pulver und Flüssigkeit und Vorrichtung zum Mischen von Pulver und Flüssigkeit |
USD953388S1 (en) * | 2019-08-30 | 2022-05-31 | Kazuo Sato | Food industry machine |
Family Cites Families (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE26194E (en) * | 1967-04-18 | Apparatus for the aeration of liquids | ||
US1765386A (en) * | 1925-01-17 | 1930-06-24 | Nat Aniline & Chem Co Inc | Producing nonturbulent circulation of liquids |
US1919970A (en) * | 1933-02-07 | 1933-07-25 | Gen Electric | Impeller |
US2230146A (en) * | 1938-06-25 | 1941-01-28 | Myers Sherman Co | Mixing apparatus |
US2655436A (en) * | 1949-07-26 | 1953-10-13 | United States Steel Corp | Tank reactor |
US3814395A (en) * | 1964-02-27 | 1974-06-04 | Kaelin J R | Aeration plant for clarifying sewage and waste effluents |
US3360460A (en) * | 1965-01-11 | 1967-12-26 | Roy F Weston | Surface aerator |
US3362338A (en) * | 1965-01-28 | 1968-01-09 | Armstrong Ltd S A | Impellers for centrifugal pumps |
US3339897A (en) * | 1965-05-28 | 1967-09-05 | Jr Philip E Davis | Continuous mixing device for drilling fluids |
US3298444A (en) * | 1965-09-22 | 1967-01-17 | Budd Co | Turbine impeller assembly |
US3690621A (en) * | 1969-03-04 | 1972-09-12 | Itsuko Tanaka | Agitator |
JPS5136201B2 (ru) * | 1972-03-18 | 1976-10-07 | ||
US3872010A (en) * | 1972-03-18 | 1975-03-18 | Mitsui Mining & Smelting Co | Flotation machine |
US3843101A (en) * | 1972-10-30 | 1974-10-22 | C Green | Flotation machine and impeller therefor |
DE2340728A1 (de) * | 1973-08-11 | 1975-03-06 | Erba Textilind | Vorrichtung zum belueften bzw. begasen von fluessigkeiten |
CH572759A5 (ru) * | 1974-06-11 | 1976-02-27 | Kaelin J R | |
US4163616A (en) * | 1978-03-23 | 1979-08-07 | Finish Engineering Company, Inc. | Top-to-bottom mixer |
DE3117459A1 (de) * | 1981-05-02 | 1982-11-18 | Deitermann Kg Chemiewerk, 4354 Datteln | Mischwerkzeug |
US4468130A (en) * | 1981-11-04 | 1984-08-28 | General Signal Corp. | Mixing apparatus |
JPS6049456B2 (ja) * | 1982-06-24 | 1985-11-01 | 株式会社幸和工業 | 菓子生地練り機 |
US4483624A (en) * | 1982-08-25 | 1984-11-20 | Freeport Kaolin Company | High intensity conditioning mill and method |
US4451155A (en) * | 1983-01-20 | 1984-05-29 | A. R. Wilfley And Sons, Inc. | Mixing device |
DE3321532C2 (de) * | 1983-06-15 | 1985-08-22 | Herbert 7121 Ingersheim Rieger | Rührwerk für Traubenmaische |
US4472063A (en) * | 1983-07-05 | 1984-09-18 | Inri-International New Roofing Industries, Inc. | Mixer implement for liquids |
US4534657A (en) * | 1983-07-14 | 1985-08-13 | Crepaco, Inc. | Blending and emulsifying apparatus |
SE460178B (sv) * | 1987-04-10 | 1989-09-18 | Boerje Skaanberg | Anordning foer omroerning av en fluid |
US4893941A (en) * | 1987-07-06 | 1990-01-16 | Wayte Joseph M | Apparatus for mixing viscous liquid in a container |
CH675215A5 (ru) * | 1988-02-08 | 1990-09-14 | Kurt Walter Wyss | |
US5268020A (en) * | 1991-12-13 | 1993-12-07 | Claxton Raymond J | Dual impeller vortex system and method |
US5261745A (en) * | 1992-04-13 | 1993-11-16 | Watkins James R | Mixing apparatus with frusto-conically shaped impeller for mixing a liquid and a particulate solid |
US5785424A (en) * | 1993-04-30 | 1998-07-28 | Kansai Chemical Engineering Co. Ltd. | Agitator blade having agitators with open first and second ends and inner fabrics therein |
JP2516730B2 (ja) * | 1993-10-12 | 1996-07-24 | 三菱重工業株式会社 | 攪拌装置 |
US6325532B1 (en) * | 1995-12-05 | 2001-12-04 | Site-B Company | Method for mixing viscous fluids |
US6132080A (en) * | 1998-02-11 | 2000-10-17 | Gurth; Max I. | Rotary disc mixer apparatus |
US6971788B1 (en) * | 2000-08-11 | 2005-12-06 | Site-B Company | Fluid mixing device |
US20050047268A1 (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-03 | Chen Chun Yong | Stirrer |
-
2000
- 2000-01-11 AU AUPQ5039A patent/AUPQ503900A0/en not_active Abandoned
-
2001
- 2001-01-11 CA CA002396921A patent/CA2396921A1/en not_active Abandoned
- 2001-01-11 EP EP01901021A patent/EP1248673A4/en not_active Withdrawn
- 2001-01-11 JP JP2001551601A patent/JP2003519562A/ja not_active Withdrawn
- 2001-01-11 KR KR1020027008989A patent/KR20020066346A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-01-11 WO PCT/AU2001/000018 patent/WO2001051189A1/en not_active Application Discontinuation
- 2001-01-11 RU RU2002121495/15A patent/RU2264250C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-01-11 BR BR0107607-8A patent/BR0107607A/pt not_active Application Discontinuation
- 2001-01-11 US US10/169,950 patent/US20030107950A1/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-07-09 ZA ZA200205476A patent/ZA200205476B/xx unknown
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581087C2 (ru) * | 2011-02-28 | 2016-04-10 | Зульцер Микспэк Аг | Динамический смеситель |
US9656224B2 (en) | 2011-02-28 | 2017-05-23 | Sulzer Mixpac Ag | Dynamic mixer |
RU180146U1 (ru) * | 2018-01-18 | 2018-06-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания Хома" | Мешалка |
RU2801134C2 (ru) * | 2019-01-25 | 2023-08-02 | Экато Рюр- Унд Миштехник Гмбх | Устройство перемешивающей установки |
RU214623U1 (ru) * | 2022-02-25 | 2022-11-08 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Лопатка смесителя |
RU2781333C1 (ru) * | 2022-05-27 | 2022-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Реактор с многорядными мешалками |
RU2798142C1 (ru) * | 2023-03-09 | 2023-06-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Реактор с многорядными мешалками |
RU220675U1 (ru) * | 2023-04-24 | 2023-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Максам Русия" | Промышленный вертикальный миксер для изготовления эмульсионных взрывчатых составов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2001051189A1 (en) | 2001-07-19 |
AUPQ503900A0 (en) | 2000-02-03 |
JP2003519562A (ja) | 2003-06-24 |
EP1248673A1 (en) | 2002-10-16 |
US20030107950A1 (en) | 2003-06-12 |
BR0107607A (pt) | 2002-10-15 |
KR20020066346A (ko) | 2002-08-14 |
EP1248673A4 (en) | 2005-04-27 |
RU2002121495A (ru) | 2004-01-27 |
CA2396921A1 (en) | 2001-07-19 |
ZA200205476B (en) | 2004-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2264250C2 (ru) | Устройство для перемешивания | |
CA1272712A (en) | Mixing apparatus | |
US7794609B2 (en) | Centrifugal flow distribution clarifier feedwell and method of feeding influent to a clarifier thereby | |
CA2578135C (en) | Attrition scrubber apparatus and method | |
US4451155A (en) | Mixing device | |
EP2543432A1 (en) | Column type solid-liquid countercurrent contact apparatus, and apparatus and method for cleaning solid particles | |
US4378165A (en) | Draft tube apparatus | |
GB1584468A (en) | Apparatus for sparging gas into liquid | |
US9802169B2 (en) | Method and apparatus for mixing | |
CN111151211A (zh) | 一种反应器及其使用方法 | |
CA1186680A (en) | Draft tube apparatus | |
RU2216393C2 (ru) | Способ и устройство для смешивания | |
CN113213582B (zh) | 一种多管式微旋流-气浮耦合工艺装置 | |
CA1183523A (en) | Level seeking vertex free multilevel decantation draft tube mixer | |
AU778026B2 (en) | Apparatus for mixing | |
US20220241748A1 (en) | Reaction mixer | |
CN103189133B (zh) | 用于处理液体的装置和用于处理悬浮液的方法 | |
RU45302U1 (ru) | Смеситель турбинный | |
AU8722298A (en) | Method and apparatus for mixing | |
KR200314393Y1 (ko) | 액상분산기의 분산촉진 장치 와 여과장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070112 |