PL233625B1 - Mieszadlo obrotowe do mieszania cieczy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mieszadło obrotowe przeznaczone do mieszania płynów do mieszania cieczy.

Mieszanie jest ważną operacją mechaniczną niezbędną w wielu procesach przemysłu chemicznego. W praktyce przemysłowej operację mieszania realizuje się w zbiornikach wyposażonych w mieszadło obrotowe. W eksploatacji jest wiele różnych rozwiązań konstrukcyjnych mieszalników wyposażonych w mieszadła mechaniczne pracujące w ruchu obrotowym. Dobór odpowiedniego rozwiązania uzależniony jest od wymagań procesowych oraz jakości otrzymywanego produktu. Dodatkowym kryterium oceny mechanicznych mieszadeł obrotowych jest ich energochłonność. Optymalne rozwiązanie mieszalnika polega na otrzymaniu akceptowalnego przez odbiorcę produktu przy minimalnych kosztach ponoszonych na nakłady energetyczne. Należy zaznaczyć, że obecne na rynku mieszadła obrotowe nie spełniają wspomnianych wymagań eksploatacyjnych. Wiąże się to z poszukiwaniem nowych rozwiązań konstrukcyjnych mieszadeł i mieszalników.

Znane z opisu patentowego US 126427 A1 mieszadło składa się z obrotowej piasty do której przymocowano ażurowe łopatki. Łopatki te wykonano w formie wygiętego profilu o przekroju trójkątnym tworzącym zamkniętą pętlę.

Znane z opisu patentowego SU1607918A1 mieszadło składa się z obrotowej piasty do której przymocowano płaskie łopatki oraz kierownicę, która ma mniejszą średnicę niż średnica łopatek. Kierownica, utworzona jest z dwóch stożków przeciwnie skierowanych wierzchołkami, ma za zadanie ukierunkować osiowy przepływ płynu pompowanego przez mieszadło w taki sposób, aby strugi nad i pod mieszadłem zostały przemieszczone odpowiednio pod i nad mieszadło.

W stosowanych rozwiązaniach konstrukcyjnych stosowane są mieszadła z łopatkami, których rozmieszczenie nie zapewnia efektywnej współpracy pomiędzy nimi. Odzwierciedla się to w wytworzeniu niekorzystnych warunków hydrodynamicznych w mieszanym płynie, przepływów niestabilnych oraz obszarów o różnym stopniu burzliwości. Taki stan hydrodynamiczny nie zapewnia jednolitej intensywności mieszania w całej objętości aparatu, co może niekorzystnie wpływać na intensywność przebiegu procesów kinetycznych.

Mieszadło obrotowe do mieszania cieczy, według wynalazku, zawierające piastę, łopatkę, charakteryzuje się tym, że łopatka ma kształt czworokąta, w którym wykonano otwór poprzez odgięcie trójkątnej powierzchni wzdłuż przyprostokątnej trójkąta równoległej do dłuższego boku czworokąta. Łopatki mogą być rozmieszczone na piaście co 180° lub co 90° lub co 60°. Łopatki są połączone z piastą pod kątem względem wzdłużnej osi piasty.

Łopatki przymocowane mogą być do piasty w różny sposób. W pierwszym wariancie odcięta przyprostokątna, równoległa do krótszego boku łopatki, znajduje się w pobliżu piasty mieszadła, natomiast krawędź odgięcia - przyprostokątna trójkąta równoległa do dłuższego boku czworokąta znajduje się u góry łopatki. W drugim wariancie odcięta przyprostokątna, równoległa do krótszego boku łopatki, znajduje się na przeciwległym do piasty końcu łopatki, a krawędź odgięcia - przyprostokątna trójkąta równoległa do dłuższego boku czworokąta znajduje się u dołu łopatki.

Specyficzny trójkątny otwór wraz z odgięciem oraz sposób zamocowania łopatek na piaście umożliwia wytwarzanie zadawalającego stopnia burzliwości mieszanego płynu. Odgięta trójkątna powierzchnia otworu w obrotowym ruchu mieszadła wytwarza cyrkulację osiową. Taki otwór w łopatkach mieszadła zapewnia wzajemne oddziaływanie hydrodynamiki obszarów płynu znajdujących się nad i pod mieszadłem. Podczas ruchu obrotowego mieszadła płyn zagarniany łopatką rozdzielany jest powierzchnią z otworem i odgięciem na odrębne strumienie o kierunkach przepływu promieniowym dla łopatki oraz osiowym dla strugi przepływającej przez otwór.

Mieszadło według wynalazku przedstawione jest w przykładach wykonania oraz na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia łopatkę przymocowaną do piasty tak, że odcięta przyprostokątna znajduje się w pobliżu piasty mieszadła, natomiast krawędź odgięcia znajduje się u góry łopatki, fig. 2 przedstawia łopatkę przymocowaną do piasty tak, że odcięta przyprostokątna znajduje się na przeciwległym do piasty końcu łopatki, a krawędź odgięcia znajduje się u dołu łopatki, fig. 3 przedstawia mieszadło z czterema łopatkami.

P r z y k ł a d 1

Mieszadło składa się z piasty 1, do której zamocowano dwie łopatki 2. Każda łopatka 2 ma kształt czworokąta, w którym wykonano otwór 4 poprzez odgięcie trójkątnej powierzchni wzdłuż przyprostokątnej trójkąta równoległej do dłuższego boku czworokąta. Łopatki 2 mieszadła rozmieszczono co 180°

PL 233 625 B1 wokół osi piasty 1 i przymocowane do niej w taki sposób, że odcięta przyprostokątna, równoległa do krótszego boku łopatki 2, znajduje się w pobliżu piasty 1 mieszadła, natomiast krawędź odgięcia - przyprostokątna trójkąta równoległa do dłuższego boku czworokąta znajduje się u góry łopatki 2. Piasta 1 wraz z łopatkami 2 wykonuje ruch obrotowy, wskutek czego płyn przepływa osiowo przez otwór 4 w kierunku osiowym, natomiast łopatka 2 generuje promieniowy przepływ płynu. Otwór 4 w tym wariancie umożliwia zwiększenie osiowego przepływu przy paście mieszadła.

P r z y k ł a d 2

Mieszadło jak w przykładzie 1, z tym, że łopatki 2 zamocowane są do piasty 1 w taki sposób, że odcięta przyprostokątna, równoległa do krótszego boku łopatki 2, znajduje się na przeciwległym do piasty 1 końcu łopatki 2, a krawędź odgięcia - przyprostokątna trójkąta równoległa do dłuższego boku czworokąta znajduje się u dołu łopatki.

P r z y k ł a d 3

Mieszadło obrotowe ma cztery łopatki 2 o konstrukcji jak w przykładzie 1. Łopatki 2 są rozmieszczone co 90°. Dwie naprzeciwległe łopatki 2 przymocowane są do piasty 1 w taki sposób, że odcięta przyprostokątna, równoległa do krótszego boku łopatki 2, znajduje się w pobliżu piasty 1 mieszadła, natomiast krawędź odgięcia - przyprostokątna trójkąta równoległa do dłuższego boku czworokąta znajduje się u góry łopatki 2. Druga naprzeciwległa para łopatek 2 jest przymocowana do piasty 1 w taki sposób, że odcięta przyprostokątna, równoległa do krótszego boku łopatki 2, znajduje się na przeciwległym do piasty 1 końcu łopatki 2, a krawędź odgięcia - przyprostokątna trójkąta równoległa do dłuższego boku czworokąta znajduje się u dołu łopatki 2. Piasta 1 wraz z łopatkami 2 wykonuje ruch obrotowy, wskutek czego płyn przepływa osiowo przez otwór 4, w kierunku osiowym, natomiast łopatka 2 generuje promieniowy przepływ płynu. Otwór 4 w tym wariancie umożliwia zwiększenie osiowego przepływu zarówno przy piaście 1 jak i przy końcu łopatek 2.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mieszadło obrotowe do mieszania cieczy, zawierające piastę, łopatkę, znamienne tym, że łopatka (2) ma kształt czworokąta, w którym wykonany jest otwór (4) poprzez odgięcie trójkątnej powierzchni (3) wzdłuż przyprostokątnej trójkąta równoległej do dłuższego boku czworokąta.
2. 2. Mieszadło obrotowe według zastrz. 1, znamienne tym, że łopatki (2) są rozmieszczone na piaście (1) co 180° lub co 90° lub co 60°.
3. 3. Mieszadło obrotowe według zastrz. 1, znamienne tym, że łopatki (2) połączone są z piastą (1) pod kątem względem wzdłużnej osi piasty.