196320. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés heterogén közegek keverésére
1 196 320 2 A találmány tárgya heterogén közegek keverésére vonatkozó eljárás, amelynek során a heterogén közeget felkavarjuk és periodikus mechanikus rezgésre kényszerűjük, valamint a találmány tárgya továbbá fenti eljárást megvalósító berendezés, amelynek tartálya, azt lezáró, beömlőcsonkot és kiömlőcsonkot tartalmazó tartályfedele, a tartályban elrendezett, kevcrőelemckkcl ellátott legalább egy rúdja van, és amelynél a rúd tarlályba való bevezetési szakaszán tömítőegység van kiképezve, továbbá amelynek a tartályfedelén felszerelt elektromágneses vibrátora van tekerccsel és fegyverzettel, ahol a fegyverzet az említett rúddal merev kapcsolatban áll és azt a tartályfedél és a tartály hossztengelyével párhuzamosan mozgatni képes. A találmány szerinti eljárás, valamint berendezés a vegyipar területén, például a műtrágyagyártásban, a mikrobiológiai iparágban fermentált preparátumok előállításánál vagy például a kőolajipar, a gyógyszergyártás vagy más hasonló iparág területén alkalmazható előnyösen. Heterogén közegek átkeverésére a gyakorlatban számos berendezés ismeri, mini például azok a keverő berendezések, amelyeket F. Sterng: „Keverés és keverőberendezések” című könyve (Leningrad, 1975. „Kémia” Kiadó, 384. old.) ismertet. Egy ilyen jól ismert keverőberendezés tartályfedelén beömlőcsonk van kiképezve a keverendő közeg be- és elvezetésére, a tartályban pedig egy abba bevezetett tengelyen keverőszerkezet van kialakítva. A tengely hajtóművön keresztül villamos hajtómotorral áll kapcsolatban. A nevezett tengely tartályba való bevezetési szakaszán szimmeringgyűrfís tömítés vagy tömszelence van elhelyezve. A keverőszerkezetet hajtó tengelyt a hajtómotor hajlóművön keresztül tartja forgásban. A berendezés segítségével a beadagolt heterogén közeg átkeverése, valamint a bejuttatott fázisok határfelületi hő- és anyagszállítási folyamata gyorsítható fel. Ezek az ismert keverőberendezések a heterogén közegekben lejátszódó hő- és anyagtranszport technológiailag szükséges sebességét nem képesek biztosítani, amellett energiaigényesek. A nem kielégítő műveleti sebesség miatt az ismertetett keverőberendezések fajlagos teljesítménye is alacsonynak mondható. Az ilyen berendezésekben megtalálható, meghibásodásra hajlamos szerkezeti egységek és alkatrészek, mint például a hajtómű, a szimmeringgyűrfík, illetve töms/elcncék bizonytalanná (eszik a berendezések üzemét. További hiányosság, hogy a berendezések nem biztosítják a műveletek tömített és steril elvégzését, ami alkalmazhatóságukat az ipar bizonyos területein lehetetlenné teszi. Az 508 400 számú SU szerzői tanúsítvány heterogén közegek átkeverésére vonatkozó eljárást ismertet, amelynek során a heterogén közeget előbb felkavarják, majd különböző frekvenciájú periodikus mechanikus rezgésnek vetik alá. Ennek az eljárásnak is az a hátránya, hogy nem biztosít kielégítően nagy sebességet a közeghatár felületek hő- és anyagszállításához, és a keverés igen nagy energiát igényel. A 697 139 számú SU szerzői tanúsítvány olyan vibrációs kiválasztó berendezést ismertet, amelynek házában beömlőcsonkok és kiömlőcsonkok vannak kiképezve a kezelendő közeg számára, amely a házon belül kiképzett tartályban helyezkedik el, és a tartályba tárcsákkal ellátott rúd nyúlik bele, amely rezgető hajtóművel áll kapcsolatban és diszpergátorra! van ellátva. Az említett tárcsás rúd a rezgető hajtómű segítségével ide-oda mozgást végez, miáltal átkeveri a tartályban levő heterogén közeget. Mivel ennél a berendezésnél az összes tárcsa egyetlen rúdon van rögzítve, a rezgőmozgást a keverendő heterogén közegre a tárcsák egyetlen fázisban viszik át. Ezért a vibrációs kiválasztóberendezés házára a kevert heterogén közeg révén jelentős dinamikus erők hatnak, melyek magát a berendezést is erős rezgésbe hozzák. Két szomszédos tárcsa közötti térben e heterogén közegben egy túlnyomásos és egy depressziós zóna alakult ki, melyek egymást kölcsönösen gyengítik, valamint a heterogén közeg hő- és anyagszállítás' sebességét csökkentik. A 40! 385 számú SU szerzői tanúsítvány heterogén közegek keverésére szolgáló olyan berendezést ismertei, amelynek házán beömlőcsonkok és kiömlőcsonkok vannak kialakítva a heterogén közeg számára, és a berendezés tartályában keverőelemeket tartalmazó rúd van elrendezve, melynek a berendezés házába való bevezetései helyén tömítőegység van kialakítva. Az említett keverőelemek domború-homorú profillal rendelkező rudak alakjában vannak kiképezve, és a berendezés házán elektromágneses vibrátor van felszerelve, amelynek tekercse és fegyverzete van, mely utóbbi a berendezés házába, tartályába benyúló rúddal merev összeköttetésben áll és azt a ház hossztengelyével párhuzamosan mozgatja. Ez az ismert berendezés a következőképpen működik: A fegyverzet és ebből fakadóan a vele mereven összekötött rúd a keverőelemekkel a tekercsben átvezetett árain Itatására kialakuló váltakozó elektromágneses tér hatására ide-oda mozgást végez, adott frekvenciával. A keverőelemek ide-oda mozgása a heterogén közeg feikavarását okozza és egyetlen fázisban periodikus mechanikus rezgéseket kényszerít a közegre. A legutoljára ismertetett berendezéssel megvalósított eljárás kis sebességű hő- és anyagszállítása a közegre kdnyszerített rezgések egyetlen fázisban történő megvalósításával magyarázható. További hátrányként merül fel az a gond, hogy a berendezés nem teremt kedvező feltételeket a bevezetett heterogén közeg homogenizálására, és nem eiőnyös a berendezés üzem közbeni erős, káros vibrációja sem. A berendezésben kialakított tömítőegység sajnálatos módon nem védi az elektromágneses vibrátor belső terét a heterogén közegből kilépő gázoktól és gőzöktől sem. A találmánnyal célunk olyan eljárás, valamint berendezés létrehozása heterogén közegek keverésére, amellyel megfelelő feltételek hozhatók létre a bevezetett közeg felkavarására, majd periodikus, mechanikus berezgelésére, valamint amellyel járulékos elemek elektromágneses vibrátorban való megfelelő elrendezése révén felgyorsíthatjuk a kevert heterogén közeg hő- és anyagszállítási folyamatát, valamint lényegesen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 80 65 2
