184919. lajstromszámú szabadalom • Berendezés két vagy többfázisú folyékony anyagok keverésére, főleg folyékony diszperz rendszerek előállítására
3 184919 4 A találmány tárgya berendezés két- vagy többfázisú folyékony anyagok keverésére, főleg folyékony diszperz rendszerek előállítására. Folyékony diszperz rendszernek tekintjük azon kétvagy többfázisú rendszereket, amelyeknek legalább egy fázisa folyadék, ezen folyadékban a további fázis(ok) finoman el van(nak) oszlatva, és nyugalmi állapotban hosszabb idő elteltével sem ülepednek ki vagy válnak el attól jelentős mértékben. Az ilyen rendszereket változó szóhasználattal diszperzióknak, emulzióknak, szuszpenzióknak stb. nevezik. Folyékony anyagok keverésére, illetve folyékony diszperz rendszerek előállítására igen sokféle berendezés ismert (lap-, karos-, horgony-, impeller-, propeller-, turbina-, tárcsás turbina-, fogazott tárcsás- stb. keverő típusok, kolloidmalmok, nagynyomású homogenizálok, hengerszékek, speciális golyósmalmok stb.). A témakör szakirodalma igen bőséges. Példaképpen a következő szakkönyveket említjük : Fejes, G. : Ipari keverőberendezések, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1970; Perry, J. H. : Vegyészmérnökök kézikönyve, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1968 ; Kaszatkin, A. G. : Alapműveletek, gépek és készülékek a vegyiparban, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1976; Fejes, G., Tarján, G. : Vegyipari gépek és műveletek, Tankönyvkiadó, Budapest, 1979. Ismeretes, hogy a szokásos berendezésekkel csak igen magas fordulatszám (600 min-1 vagy több) mellett nyerhetők stabil diszperz rendszerek. A magas fordulatszámmal járó egyik lényeges hátrány az, hogy a teljesítményigény a fordulatszám harmadik hatványával nő. A másik nehézség az, hogy a fordulatszám növelésével a csapágyazási és rezgési problémák fokozott mértékben jelentkeznek. A tárcsás turbina keverővei ugyan erős nyíróhatás érhető el, ennek azonban kicsi a folyadékszállítása és nagy a teljesítményfelvétele. A találmány célja a fenti hiányosságok kiküszöbölése. A találmány feladata tehát olyan berendezés létrehozása, amely alacsonyabb fordulatszámon, kisebb teljesítmény-felvétel mellett képes két- vagy többfázisú folyékony anyagokból stabil folyékony diszperz rendszereket előállítani. A kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan berendezéssel oldottuk meg, amelynek két- vagy többfázisú folyékony anyagok keverésére, főleg folyékony diszperz rendszerek előállítására, keverőedénnyel és abban elrendezett, hajtóműhöz való kapcsolásra alkalmas tengellyel rendelkező keverőelemmel, amelynek legalább egy, célszerűen azonban kettőnél több keverőlapátja van, amely(ek) forgásirány szerinti hátulsó oldala fogazattal van ellátva, és amelynek az a lényege, hogy a keverőlapát(ok) forgásirány szerinti elülső oldala vágóéllel van ellátva, és a keverőlapát(ok) forgásirány szerinti hátulsó oldalán levő fogazatot alkotó fogak síkja a keverőlapát síkjával hegyesszöget zár be. A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a keverőlapát(ok) forgásirány szerinti elülső oldala teljes hosszában vágóéllel van ellátva. Egy másik előnyös kiviteli alaknál a keverőlapát(ok) forgásirány szerinti hátulsó oldala teljes hosszában fogazattal van ellátva. Egy további előnyös kiviteli alaknál a keverőlapát(ok) sugárírányúak. Előnyös, ha a fogazat egymástól bevágásokkal elválasztott fogakból áll. Előnyös továbbá, ha a fogak síkja a keverőlapát síkjával hegyesszöget zár be. Egy másik előnyös kiviteli alaknál a fogazat a keverőlapát anyagából kihajtogatott fogakból áll. Egy további előnyös kiviteli alaknál a fogazat a keverőlapátra erősített — célszerűen hegesztett — fogakból áll. Előnyös az is, ha a keverőIapát(ok) síkja a keverőelem tengelyével — célszerűen 45°-nál nagyobb — hegyesszöget zár be. Végül előnyös, ha a keverőelem tengelye irányában egymástól eltolva legalább két sor keverőlapát van elrendezve. A találmány szerinti berendezés a keverőelem forgatására fordított energiát oly módon alakítja át a kezelt anyaggal közölt kinetikus energiává, hogy megfelelő általános folyadékmozgás, azaz keveredés mellett nagy mértékű helyi turbulenciát, ezáltal nagy nyíróerőket, azaz őrlőhatást biztosít. A találmány szerinti berendezés lehetővé teszi, hogy egyetlen lépésben menjen végbe a folyadék-szilárd rendszerekben levő szemcsék diszpergálása, őrlése és a homogenizálást biztosító intenzív keverése, így különösen előnyösen alkalmazható folyadék-szilárd diszperz rendszerek készítésére. Alkalmas azonban általában folyadékok keverésére vagy folyadék-folyadék diszperz rendszerek, illetve többfázisú (legalább egy folyadék fázist tartalmazó) rendszerek előállítására is. A találmány szerinti berendezés tetszőleges méretben gyártható, a keverőelem méretének növelése nem rontja annak hatásosságát. A keverőlapátok, illetve azok fogazatai az igényeknek megfelelően különféleképpen alakíthatók ki, és különféle gyártástechnológiával készíthetők el. Igen lényeges előnye a találmány szerinti berendezésnek, hogy viszonylagos energiafelvétele kicsi, ezért alkalmazásával jelentős energiamegtakarítás érhető el. A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzokon vázolt kiviteli példák kapcsán ismertetjük. Az 1. ábra keverőelem felülnézete; a 2. ábra az 1. ábra szerinti keverőelem egyik keverőlapátja felülnézetben ; a 3. ábra a 2. ábrán jelölt III nyíl irányából vett nézet ; a 4. ábra a 2. ábrán jelölt IV nyíl irányából vett nézet ; az 5. ábra egy másik keverőelem felülnézete; a 6. ábra az 5. ábra szerinti keverőelem egyik keverőlapátja felülnézetben ; a 7. ábra a 6. ábrán jelölt VII nyíl irányából vett nézet ; a 8. ábra a 6. ábrán jelölt VIII nyíl irányából vett nézet; a 9. ábra az 1. ábra szerinti keverőelem keverőlapátjának egy másik kiviteli alakja felülnézetben ; végül a 10. ábra a 9. ábrán jelölt X nyíl irányából vett nézet. Az 1—4. ábrák szerinti keverőelem keverőedényben van elrendezve, és hajtóműhöz való kapcsolásra alkalmas tengelye van. Mivel a keverőedény, a hajtómű és a tengely szokásos kialakítású, ezeket nem ábrázoltuk. A bemutatott keverőelem 1 aggyal rendelkezik, amelyhez három sugárirányú 2 keverőlapát van erősítve. A 2 keverőlapátok egymástól 120—120° szögtávolságra vannak. Természetesen a 2 keverőlapátok száma háromtól különböző is lehet, célszerűen azonban nem 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
