Перемешивание в горизонтальных автоклавах применяется главным образом при обработке слеживающегося или гранулированного материала, а также для тяжелых твердых частиц, которые могут быть лучше перемешаны подниманием загруженного материала лопастями мешалки и падением его. При горизонтальном положении увеличивается также поверхность жидкости, что важно для испарения и газовой абсорбции. Для горизонтальных автоклавов применяют обычно лопастные мешалки (рис. 40), но имеются автоклавы и с турбинными и пропеллерными мешалками.
Рис. 40. Горизонтальный автоклав с мешалкой и газовым обогревом.
I—манометр; 2—шкив; 3—вентиль для впуска и выпуска газа; 4— холодильник для выпускаемого продукта; 5—карман для термометра; 6—выпускной вентиль; 7—вентиль для взятия проб; 8 —манометр; 9— выпускной вентиль; 10— холодильник для выпускаемого продукта; 11—вентиль для впуска и выпуска газа; 13—газовая горелка.
Рис. 41. Автоклав с мешалкой, электромотор к которой целиком помещен в зону высокого давления.
Мешалки с приводом, помещенным внутри автоклава. Чтобы избежать сальников, существуют конструкции автоклавов с мешалками, в которых электромотор помещен в зону высокого давления (рис. 41). Известно применение довольно крупных аппаратов аналогичной конструкции с электромоторами мощностью в несколько десятков киловатт, работающих под давлением до 1500 ат.
Еще в прошлом столетии трудами проф. Доливо-Добровольского была установлена практическая возможность работы короткозамкнутого асинхронного мотора при большом зазоре между статором и ротором. В изготовленной им модели, хранящейся сейчас в Ленинградском Доме Техники, сплошной ротор вращается магнитным потоком, проникающим через толстое зеркальное стекло.
По этому принципу работают автоклавы с мешалкой системы Н. Е. Вишневского (рис. 42). Магнитный поток статора, расположенного снаружи автоклава, вращает ротор, помещенный внутри корпуса из немагнитной хромоникелевой стали типа ЭЯ1Т. Такое устройство очень удобно при работе с агрессивными средами, а также при необходимости интенсивного пермешивания. Конструкция автоклава позволяет работать при давлении внутри автоклава до 500 ат, температуре 200—500° и числе оборотов пропеллерной мешалки до 3000. Коэфициент полезного действия электромотора падает при этом незначительно.
На рис. 43 схематически изображена лабораторная мешалка, работающая по принципу электромагнитного вибратора, предложенная Д. С. Циклисом [173]. Мешалка помещается внутрь аппарата, где надо осуществить размешивание. При пропускании переменного тока через обмотку катушки, благодаря намагничиванию и размагничиванию неподвижного сердечника, якорь то притягивается к нему, то оттягивается пружиной. Устанавливая регулировочным винтом оптимальное расстояние между якорем и сердечником, можно заставить спираль сильно вибрировать.
Рис. 42. Автоклав с мешалкой, статор электромотора которой помещен вне аппарата (система Н. Е. Вишневского).
Рис. 43. Мешалка с электромагнитным вибратором для лабораторных аппаратов.
1—катушка; 2—обмотка; 3—сердечник; 4—якорь; 5—регулирующий винт; 6 —перемешивающая спираль.
Смешение перемещением автоклавов производится в тех случаях, когда по тем или другим причинам хотят избежать применения мешалок. Мотивом для этого может служить очень высокое давление среды или сильно корродирующее действие ее на набивку сальника, а также боязнь загрязнить продукт смазкой, поступающей в сальник. При этих условиях перемешивание осуществляют в герметически закрытых, вращающихся, качающихся или сотрясающихся автоклавах. В автоклавы можно также помещать несколько небольших автоклавов или запаянных пробирок, в которых проводится одновременно несколько испытаний.
Рис. 44. Вращающийся лабораторный автоклав с газовым нагревом.
1—манометр; 2—вентиль; 3 —карман для термопары; 4—газовав горелка; 5 —шкив.
Вращающийся лабораторный автоклав с газовым нагревом показан на рис. 44.
Рис. 45. Качающийся автоклав на рабочее давление 1000 ат.
Рис. 46. „Трясучка” для перемешивания содержимого автоклава.
Автоклав приводится в движение круглым ремнем или цепной передачей, для чего на хвостовик корпуса насаживается шкив или зубчатое колесо.
При сильно корродирующих веществах их закрывают или запаивают в сосуды из стойких металлов, керамики или стекла, сосуды закрепляют в автоклаве и последний, если нужно, заполняют передающей тепло жидкостью.
На рис. 45 изображен качающийся автоклав, работающий при давлении 1000 ат [73]. К автоклаву подведена гибкая спиральная трубка, позволяющая ему качаться при неподвижном втором конце трубки, через который можно отбирать пробу, не останавливая автоклава.
Для перемешивания содержимого автоклава в лабораториях иногда применяют так называемые «трясучки» (рис. 46). При этом автоклав помещается на подвешенную площадку, которая получает возвратно-поступательное движение от кривошипного механизма.