Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7401
(13) U
(46) 2011.06.30
(51) МПК
B 01F 7/24 (2006.01)
(54) РЕАКТОР-СМЕСИТЕЛЬ
(21) Номер заявки: u 20100937
(22) 2010.11.10
(71) Заявитель: Учреждение Белорусско-
го государственного университета
"Научно-исследовательский инсти-
тут физико-химических проблем"
(BY)
(72) Авторы: Гриншпан Дмитрий Давидо-
вич; Гончар Александр Николаевич;
Цыганкова Надежда Георгиевна; Мака-
ревич Светлана Евгеньевна; Куксенков
Василий Андреевич; Вовк Василий
Иосифович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение Бело-
русского государственного универси-
тета "Научно-исследовательский инс-
титут физико-химических проблем"
(BY)
(57)
Реактор-смеситель, включающий реактор - резервуар с герметично соединенной с ним
основной крышкой со штуцером для подключения вакуума и подачи сжатого газа, снаб-
женный теплообменной рубашкой с проточной циркуляцией теплового носителя для под-
держания температуры, с расположенным вдоль его оси шнеком, представляющим собой
BY7401U2011.06.30

2. BY 7401 U 2011.06.30
2
вал с лопастями, расположенными по винтовой линии, и приемный бункер, отделенный от
реактора запорным клапаном, отличающийся тем, что шнек, расположенный внутри ра-
бочей зоны, выполнен с зазором не более 5 мм между лопастями и внутренней стенкой, а
в нижней части резервуара выполнено сужение, к которому подведена отдельная цирку-
ляционная рубашка с возможностью проведения термостатирования автономно от основ-
ного объема резервуара.
(56)
1. Патент РФ 2011409. Реактор- смеситель. МПК B 01F7/16, B 01J 19/18, 1994.
2. Патент РФ 2150993. Смеситель для жидкостей. МПК B 01F7/24, 2000.
3. Patent US 6913379. Closed kneader. МПК B 01F7/02, В29В7/18, 2005.
4. Патент РФ 2091148, Смеситель влажной волокнистой массы. МПК B 01F7/16, 1997.
Полезная модель относится к перемешивающему устройству, предназначенному для
осуществления процессов перемешивания и диспергирования, тепло- и массообмена, про-
ведения химических реакций в гомогенных и гетерогенных системах, основным компо-
нентом которых является жидкость.
Данное устройство для перемешивания может быть использовано в химической и цел-
люлозно-бумажной промышленности для приготовления однородных суспензий, высоко-
вязких растворов полимеров, в том числе целлюлозы.
Реактор-смеситель служит для получения прядильных растворов, включающего рас-
творение полимеров или мономеров и их смешение с другими компонентами с образова-
нием вязких растворов.
Известен целый ряд устройств для смешивания, в том числе волокнистой массы с хи-
мическим реагентом, состоящих из вертикального или горизонтального корпуса с уста-
новленным в нем валом, на котором расположены перемешивающие и транспортирующие
элементы. В корпусе также имеются средства для ввода компонентов смеси и отвода по-
лученной смеси [1-3].
Недостатки известных устройств заключаются в неравномерном перемешивании, низ-
кой степени диспергирования, что сказывается на качестве технологических процессов
переработки материалов, в том числе целлюлозной массы. Такие устройства имеют низ-
кую производительность за счет необходимости длительного перемешивания и ограни-
ченные 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 химиче-
ского реагента и патрубком для отвода волокнистой массы после обработки [4].
При всех достоинствах существующий смеситель обладает недостаточной эффективно-
стью 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 дис-
пергирования материала и возможности перемешивания без мертвых зон в случае высоко-
вязких суспензий.
Задачей полезной модели является повышение эффективности устройства при одно-
временном улучшении качества получаемых в нем вязких растворов или суспензий.
Указанная задача достигается тем, что в реакторе-смесителе, состоящем из реактора-
резервуара с герметично соединенной с ним основной крышкой со штуцером для подклю-

3. BY 7401 U 2011.06.30
3
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 высо-
котемпературному воздействию. Реактор и приемный бункер имеет штуцер для подклю-
чения вакуума и подачи сжатого газа, что дает возможность осуществлять перемешивание
одновременно с вакуумированием. Реактор также снабжен смотровым техническим лю-
ком, позволяющим производить пробоотбор материала на отдельных стадиях его приго-
товления.
На приведенной фигуре представлен поперечный срез реактора-смесителя.
Реактор-смеситель имеет резервуар 1, шнек 2, приемный бункер 3, запорный клапан К0,
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 лопа-
стями и внутренней стенкой. Нижняя суженная часть резервуара 4 обеспечивается отдель-
ной теплообменной рубашкой и отделяется от приемного бункера 3 запорным клапаном К0.
Указанные элементы вместе с электродвигателем 5 плотно закрепляются на специальных
опорах 6.
Совокупность указанных элементов позволяет получить реактор-смеситель с повы-
шенной эффективностью при одновременном улучшении качества получаемых в нем вяз-
ких растворов или суспензий.
Реактор-смеситель работает следующим образом.
Каждый из компонентов, подлежащих смешиванию, загружается в резервуар 1, тем-
пература 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 ра-
бочие 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 теп-
лоноситель, нагретый до необходимой температуры. Затем открывают запорный клапан
К0 и подают через штуцер, расположенный на крышке резервуара 1, сжатый газ, в резуль-
тате чего готовая суспензия или раствор поступает в приемный бункер 3, где термостати-
руется до необходимой температуры.
Конкретные размеры и материалы отдельных элементов реактора-смесителя опреде-
ляются видом используемых материалов и технологическими условиями производства.
Испытания показали высокую эффективность и надежность реактора-смесителя. Реак-
тор-смеситель позволяет получать однородные дисперсии и гомогенные растворы с вязко-
стью до 10000 Па⋅с.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.