Реактор-смеситель

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение Белорусского государственного университета Научно-исследовательский институт физико-химических проблем(72) Авторы Гриншпан Дмитрий Давидович Гончар Александр Николаевич Цыганкова Надежда Георгиевна Макаревич Светлана Евгеньевна Куксенков Василий Андреевич Вовк Василий Иосифович(73) Патентообладатель Учреждение Белорусского государственного университета Научно-исследовательский институт физико-химических проблем(57) Реактор-смеситель, включающий реактор - резервуар с герметично соединенной с ним основной крышкой со штуцером для подключения вакуума и подачи сжатого газа, снабженный теплообменной рубашкой с проточной циркуляцией теплового носителя для поддержания температуры, с расположенным вдоль его оси шнеком, представляющим собой 74012011.06.30 вал с лопастями, расположенными по винтовой линии, и приемный бункер, отделенный от реактора запорным клапаном, отличающийся тем, что шнек, расположенный внутри рабочей зоны, выполнен с зазором не более 5 мм между лопастями и внутренней стенкой, а в нижней части резервуара выполнено сужение, к которому подведена отдельная циркуляционная рубашка с возможностью проведения термостатирования автономно от основного объема резервуара.(56) 1. Патент РФ 2011409. Реактор- смеситель. МПК 017/16,01 19/18, 1994. 2. Патент РФ 2150993. Смеситель для жидкостей. МПК 017/24, 2000. 3.6913379.. МПК 017/02, В 29 В 7/18, 2005. 4. Патент РФ 2091148, Смеситель влажной волокнистой массы. МПК 017/16, 1997. Полезная модель относится к перемешивающему устройству, предназначенному для осуществления процессов перемешивания и диспергирования, тепло- и массообмена, проведения химических реакций в гомогенных и гетерогенных системах, основным компонентом которых является жидкость. Данное устройство для перемешивания может быть использовано в химической и целлюлозно-бумажной промышленности для приготовления однородных суспензий, высоковязких растворов полимеров, в том числе целлюлозы. Реактор-смеситель служит для получения прядильных растворов, включающего растворение полимеров или мономеров и их смешение с другими компонентами с образованием вязких растворов. Известен целый ряд устройств для смешивания, в том числе волокнистой массы с химическим реагентом, состоящих из вертикального или горизонтального корпуса с установленным в нем валом, на котором расположены перемешивающие и транспортирующие элементы. В корпусе также имеются средства для ввода компонентов смеси и отвода полученной смеси 1-3. Недостатки известных устройств заключаются в неравномерном перемешивании, низкой степени диспергирования, что сказывается на качестве технологических процессов переработки материалов, в том числе целлюлозной массы. Такие устройства имеют низкую производительность за счет необходимости длительного перемешивания и ограниченные возможности в равномерности распределения частиц суспензии и регулировании температуры. Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков относится известный смеситель, включающий реактор-смеситель,снабженный приемным бункером, шнеком-диспергатором, соосно закрепленным на валу,устройством для отвода воздуха из волокнистой массы, отверстием для подвода химического реагента и патрубком для отвода волокнистой массы после обработки 4. При всех достоинствах существующий смеситель обладает недостаточной эффективностью при перемешивании высоковязких суспензий, что приводит к плохому диспергированию материала. Поэтому основным недостатком известного устройства является ограниченная область его применения из-за невозможности обеспечения равномерного и полного диспергирования материала и возможности перемешивания без мертвых зон в случае высоковязких суспензий. Задачей полезной модели является повышение эффективности устройства при одновременном улучшении качества получаемых в нем вязких растворов или суспензий. Указанная задача достигается тем, что в реакторе-смесителе, состоящем из реакторарезервуара с герметично соединенной с ним основной крышкой со штуцером для подклю 2 74012011.06.30 чения вакуума и подачи сжатого газа, снабженный теплообменной рубашкой с проточной циркуляцией теплового носителя для поддержания температуры, с расположенным вдоль его оси шнеком, представляющим собой вал с лопастями, расположенными по винтовой линии, и выполненным с зазором не более 5 мм между лопастями и внутренней стенкой,что обеспечивает равномерное перемешивание электрическим приводом высоковязких суспензий, и приемного бункера, отделенного от реактора запорным клапаном. В нижней части резервуара выполнено сужение, к которому подведена отдельная циркуляционная рубашка с возможностью проведения термостатирования автономно от основного объема резервуара. Нижняя суженная часть резервуара имеет малый объем, что позволяет быстро разогревать часть раствора или суспензии, тогда как основная часть не подвергается высокотемпературному воздействию. Реактор и приемный бункер имеет штуцер для подключения вакуума и подачи сжатого газа, что дает возможность осуществлять перемешивание одновременно с вакуумированием. Реактор также снабжен смотровым техническим люком, позволяющим производить пробоотбор материала на отдельных стадиях его приготовления. На приведенной фигуре представлен поперечный срез реактора-смесителя. Реактор-смеситель имеет резервуар 1, шнек 2, приемный бункер 3, запорный клапан К 0,сужение резервуара 4, снабженное отдельной жидкостной рубашкой. Шнек 2 соединен с электродвигателем 5. Корпус смесителя располагается на специальных опорах 6. Шнек 2 располагается внутри резервуара 1 с зазором не более 5 мм между его лопастями и внутренней стенкой. Нижняя суженная часть резервуара 4 обеспечивается отдельной теплообменной рубашкой и отделяется от приемного бункера 3 запорным клапаном К 0. Указанные элементы вместе с электродвигателем 5 плотно закрепляются на специальных опорах 6. Совокупность указанных элементов позволяет получить реактор-смеситель с повышенной эффективностью при одновременном улучшении качества получаемых в нем вязких растворов или суспензий. Реактор-смеситель работает следующим образом. Каждый из компонентов, подлежащих смешиванию, загружается в резервуар 1, температура внутри которого регулируется путем прокачки теплоносителя или хладагента через теплообменную рубашку. Шнек 2, расположенный внутри резервуара 1, приводят в движение с помощью электродвигателя 5. В процессе вращения шнека винтообразные рабочие органы перемещают смешиваемую массу по всему объему резервуара 1. При этом происходит качественное смешивание компонентов с получением окончательной смеси с высокой однородностью. Далее в жидкостную рубашку сужения резервуара 4 подают теплоноситель, нагретый до необходимой температуры. Затем открывают запорный клапан К 0 и подают через штуцер, расположенный на крышке резервуара 1, сжатый газ, в результате чего готовая суспензия или раствор поступает в приемный бункер 3, где термостатируется до необходимой температуры. Конкретные размеры и материалы отдельных элементов реактора-смесителя определяются видом используемых материалов и технологическими условиями производства. Испытания показали высокую эффективность и надежность реактора-смесителя. Реактор-смеситель позволяет получать однородные дисперсии и гомогенные растворы с вязкостью до 10000 Пас. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3