196320. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés heterogén közegek keverésére
3 106 320 4 csökkentetjük a berendezéshez szükséges energiamennyiséget a berendezésre káros vibrációs hatások egyidejű megszüntetésével. A kitűzött feladatot heterogén közegek keverésére vonatkozó eljárással oldottuk meg, amelynek során a heterogén közeget felkavarjuk, majd periodikus, mechanikus rezgésre kényszerítjük. Ezt az eljárást a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy a heterogén közeg periodikus, mechanikus rezgését két szomszédos rezgéskeltővel ellenfázisban, 0,5-10 mm tartományba eső amplitúdóval végezzük. Az intenzív mechanikus rezgések hatására a heterogén közegben a találmány szerinti eljárás során olyan fizikái hatás fedezhető fel, amelyet „folyadékok szórt részecskéi relatív mozgássebességének vibrációs növelése’’-ként neveztünk el. Ezt a hatást a találmány szerinti eljárás során optimálisan kihasználva elérhető, hogy a közeghatár felületekkel átmenő hő- és anyagszállítási folyamatok intenzívebben zajlanak le és a diszperz, szórt részecskék a berendezés belső terében egyenletesen oszlanak el. Az átkeverési folyamat intenzívvé tétele a kiindulási anyag teljesebb kihasználását, az előállított termék minőségének javulását, valamint a közben felhasznált energiamennyiség lényeges csökkentését vonja maga után. A találmány szerinti eljárás értelmében előnyös, ha az átkeverési művelet intenzívvé tételéhez a heterogén közeg felkavarását akkora közepes áramlási sebesség eléréséig végezzük, amely a közegben levő szórt részecskék leülepedési vagy felúszási sebességének egy-négyszerese. A kitűzött feladatot továbbá heterogén közegek keverésére alkalmas berendezéssel oldottuk meg, amelynek a heterogén közeg be- és kivezetésére szolgáló beömlőcsonkja és kiömiőcsonkja, tartályfedélként kiképzett háza, ahhoz csatlakozó tartálya van, amelybe keverő elemekkel ellátott legalább egy rúd nyúlik bele, melynek a berendezés házába való bevezetési helyén tömítőegység van kialakítva, továbbá amely berendezésnek a tartályfedélre felszerelt elektromágneses vibrátora van tekerccsel és fegyverzettel, mely utóbbi a tartályba benyúló rúddal merev kapcsolatban áll és azt a ház és a tartály hosszirányával párhuzamosan mozgatni képes. Ezt a berendezést a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy a tartályba még legalább egy, további keverőelemekkel rendelkező rúd nyúlik bele, és az elektromágneses vibrátor egy második tekerccsel és azzal együttműködő fegyverzettel rendelkezik, mely utóbbi a második rúddal áll merev kapcsolatban, és azt az első rúddal párhuzamosan, de azzal ellentétes irányban tudja mozgatni, ahol a tekercsek közös alaplapon, annak két ellentétes oldalán vannak felerősítve, és villamos szempontból azonos értelműén vannak bekötve. A találmány szerinti berendezés leírt szerkezeti kialakítása lehetővé teszi gyakorlatilag tetszőleges tezgéssebességek és gyorsulások megvalósítását, amelyek a technológiai eljárások intenzitásának növeléséhez szükségesek, úgy hogy az eddig feltétlenül fellépő, a betendez.ésre is káros rezgések teljes mértékben megszűrnek. A berendezés további előnye, hogy fajlagos teljesítménye lényegesen nagyobb, mint az ismert berendezéseké, üzeme megbízhatóbb, mivel nincs forgó, illetve súrlódó alkatrésze vagy részegysége. A keverési folyamat intenzívvé tétele érdekében a találmány szerinti előnyös kiviteli alak értelmében a berendezés tartályába két, egytengelyűén elrendezett rúd nyúlik bele, melyek közül az egyik tömör, míg a másik üreges vagy pedig három rúd nyúlik bele, melyek közül kettő az említett tartályban a harmadik rúd két oldalán helyezkedik el és a második fegyverzettel áll merev kapcsolatban. Habképződéssel járó műveletek elvégzésére a berendezés célszerűen a rudakon mereven rögzített baboldó tárcsákkal van ellátva. A találmány szerinti berendezés tartályának megbízható, légmentes lezárásának biztosítására ajánlatos a tartály fedélen elhelyezett tömítőegységbe legalább egy olyan rugalmas elemet beépíteni, amely előnyösen átmenő, ívelt, koncentrikusan elrendezett hasítékokkal rendelkező körlap, és amelyen olyan további nyílások vannak kiképezve, melyeken a berendezés tartályába nyúló rudak nyúlnak keresztül. A találmány szerinti berendezés egyik további előnyös kiviteli alakja értelmében a tartály megbízható légmentes lezárását nagy üzemi nyomások esetén a tömítőegységben elhelyezett két rugalmas elem biztosítja, amelyek oly módon elerendezett fent ismertetett körlapok, hogy hasítékai egymáshoz képest el vannak fordítva. A találmány szerinti berendezésben lezajló keverési folyamat intenzívvé tétele érdekében a keverőelem előnyösen olyan tárcsa, melynek síkjából több, csonkakúp alakú, átmenő furattal rendelkező betételem nyúlik ki kisebb átmérőjével kifelé. A heterogén közegek keverésére szolgáló találmány szerinti eljárás lényege abban áll, hogy a közeget optimális homogenizálási feltételek biztosítása érdekében a'aposan felkavarjuk, amelynek folyamán a közegben levő szilárd részecskék a folyamatos folyadékmozgásnak köszönhetően folyási állapotba kerülnek. Egyidejűleg a folyamatosan áramló folyadékra két szomszédos rezgéskcltővel periodikus mechanikus rezgéseket kényszerítünk ellenfázisba és 0,5 — 10 mm tartományba eső amplitúdóval, mely rezgések a folyadékrészecskéket rezgőmozgásba hozzák. A folyadék sűrűségétől eltérő sűrűségű szilárd részecskéket tartalmazó folyadék regzőmozgása során a szilárd részecskék meglevő tehetetlenségi ereje következtében a szilárd részecskék a folyadékhoz képest viszonylagos mozgást végeznek. A szilárd részecskék folyadékhoz viszonyított mozgása meggyorsítja a fázishatárfelületen át történő konvektiv diffúziót, azaz a hő- és anyagszállítási folyamatok intenzívebbé válnak. Turbulens áramlásban levő cseppek és buborékok rezgőmozgása az előbb leírtakhoz hasonlóan zajlik le. 0,5 mm-nél kisebb amplitúdójú rezgések nem járulnak hozzá kielégítő módon a heterogén közeg homogcnizálásához, 10 mm-nél nagyobb amplitúdójú rezgéseknél a berendezés energiaszükséglete az átkeverési folyamat csupán csekély felgyorsulása mellett aránytalanul megnő. A találmány szerinti eljárás során és a berendezés5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
