RU116069U1

RU116069U1 - MIXER

Info

Publication number: RU116069U1
Application number: RU2011150377/05U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Наталия Александровна Дулькина; Юлия Валерьевна Аристова; Валерий Васильевич Миняйло; Павел Павлович Ревин; Георгий Ильич Осауленко
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2012-05-20

Abstract

Смеситель, содержащий корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку, снабженную поплавком, выполненным в виде тора, жестко закрепленным в верхней ее части, и установленную соосно корпусу, и гидромуфту, ведомая полумуфта которой закреплена на лопастях тихоходной мешалки и выполнена в виде цилиндрического патрубка, установленного осесимметрично с валом, отличающийся тем, что патрубок дополнительно снабжен втулкой, состоящей из двух вкладышей, имеющих возможность осевого перемещения вдоль патрубка. A mixer containing a housing, a central high-speed mixer mounted on the drive shaft, a low-speed mixer equipped with a float made in the form of a torus, rigidly fixed in its upper part, and installed coaxially with the body, and a hydraulic coupling, the driven coupling half of which is fixed on the blades of the slow-speed mixer and is made in the form of a cylindrical pipe installed axisymmetrically with the shaft, characterized in that the pipe is additionally equipped with a bushing consisting of two bushings capable of axial movement along the pipe.

Description

Смеситель относится к устройствам для перемешивания материалов и может найти применение в химической, нефтехимической, биохимической, фармакологической, горноперерабатывающей и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки сточных вод и дисперсных жидких систем.The mixer belongs to devices for mixing materials and can be used in chemical, petrochemical, biochemical, pharmacological, mining and other industries, as well as in environmental processes of wastewater and dispersed liquid systems.

Известна конструкция перемешивающего устройства, состоящая из комбинации быстроходной и тихоходной мешалок, закрепленных на соосных валах, быстроходном и тихоходном соответственно. Каждый из валов получает вращение от своего привода.(Стренк Ф., «Перемешивание и аппараты с мешалками» Л. - Химия, 1975, стр.64)A known design of a mixing device, consisting of a combination of high-speed and low-speed mixers, mounted on coaxial shafts, high-speed and low-speed, respectively. Each of the shafts receives rotation from its drive. (Strenk F., “Stirring and apparatuses with stirrers” L. - Chemistry, 1975, p. 64)

К причинами препятствующим достижению заданного технического результата относится сложность конструкции, связанная с необходимостью установки двух соосных валов и двух приводов, а также сложность регулирования числа оборотов, требующая замены приводов.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the design complexity associated with the need to install two coaxial shafts and two drives, as well as the difficulty of controlling the speed, requiring replacement of the drives.

Известен смеситель для растворов и суспензий, содержащий корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку и гидромуфту, ведущая полумуфта которой закреплена на центральном валу, а ведомая на лопастях тихоходной мешалки, при этом тихоходная мешалка снабжена поплавком, выполненным в виде тора жестко закрепленным в верхней ее части, и установлена соосно корпусу (А.с. СССР №697167, B01F 13/00; В01F 7/18, 1979).A known mixer for solutions and suspensions containing a housing, a central high-speed mixer mounted on the drive shaft, a low-speed mixer and a hydraulic coupling, the leading coupling of which is mounted on the central shaft, and driven on the blades of a low-speed mixer, while the low-speed mixer is equipped with a float made in the form of a torus rigidly fixed in its upper part, and installed coaxially to the body (AS USSR No. 697167, B01F 13/00; B01F 7/18, 1979).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится сложность конструкции гидромуфты, связанная с установкой на быстроходном валу ведущей полумуфты в виде диска, а также сложностью регулирования гидромуфтой типа диск-диск числа оборотов тихоходной мешалки изменением уровня жидкости в аппарате.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the complexity of the design of the fluid coupling associated with the installation of a drive coupling half in the form of a disk on the high-speed shaft, as well as the difficulty of controlling the hydraulic coupling of the disk-disk type of the speed of the low-speed mixer by changing the liquid level in the apparatus.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и принятым за прототип является смеситель, содержащий корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку, снабженную поплавком, выполненным в виде тора, жестко закрепленным в верхней ее части и установленным соосно корпусу, и гидромуфту, ведомая полумуфта которой закреплена на лопатках тихоходной мешалки, при этом ведомая полумуфта выполнена в виде цилиндрического патрубка, установленного осесимметрично с валом, при этом отношение внутреннего диаметра патрубка к диаметру вала составляетThe closest technical solution for the totality of features and adopted for the prototype is a mixer comprising a housing, a central high-speed mixer mounted on the drive shaft, a low-speed mixer equipped with a torus made in the form of a torus, rigidly fixed in its upper part and mounted coaxially to the housing, and a fluid coupling , the driven coupling half of which is mounted on the blades of a low-speed mixer, while the driven coupling coupling is made in the form of a cylindrical nozzle mounted axisymmetrically with the shaft, while the ratio the inner diameter of the pipe to the diameter of the shaft is

где D и d - соответственно внутренний диаметр патрубка и диаметр вала. (Патент на полезную модель РФ №109010, B01F 7/16, 2011)where D and d are respectively the inner diameter of the nozzle and the diameter of the shaft. (Patent for utility model of the Russian Federation No. 109010, B01F 7/16, 2011)

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится сложность регулирования числа оборотов тихоходной мешалки при изменении вязкости перемешиваемой среды, что усложняет эксплуатацию смесителя.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the difficulty of regulating the number of revolutions of the low-speed mixer when the viscosity of the mixed medium changes, which complicates the operation of the mixer.

Техническим результатом предлагаемой конструкции является упрощение эксплуатации за счет возможности регулирования числа оборотов тихоходной мешалки при изменении вязкости, состава или температуры перемешиваемой среды.The technical result of the proposed design is to simplify operation due to the ability to control the number of revolutions of a low-speed mixer with a change in viscosity, composition or temperature of the mixed medium.

Поставленный технический результат достигается тем, что в смесителе, содержащем корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку, снабженную поплавком, выполненным в виде тора, жестко закрепленным в верхней ее части, и установленную соосно корпусу, и гидромуфту, ведомая полумуфта которой закреплена на лопастях тихоходной мешалки и выполнена в виде цилиндрического патрубка, установленного осесимметрично с валом, при этом патрубок дополнительно снабжен втулкой, состоящей из двух вкладышей, имеющих возможность осевого перемещения вдоль патрубка.The technical result is achieved by the fact that in the mixer containing the housing, a central high-speed mixer mounted on the drive shaft, a low-speed mixer equipped with a float made in the form of a torus, rigidly fixed in its upper part, and mounted coaxially to the housing, and a fluid coupling driven by the coupling half which is mounted on the blades of a low-speed mixer and is made in the form of a cylindrical nozzle mounted axisymmetrically with the shaft, while the nozzle is additionally equipped with a sleeve consisting of two liners, having their possibility of axial movement along the nozzle.

Дополнительное снабжение патрубка втулкой, состоящей из двух вкладышей, имеющих возможность осевого перемещения, позволяет легко заменять втулку и устанавливать ее внутри патрубка, что упрощает эксплуатацию смесителя.Additional supply of the nozzle with a sleeve, consisting of two liners with the possibility of axial movement, makes it easy to replace the sleeve and install it inside the nozzle, which simplifies the operation of the mixer.

Выбор внутреннего диаметра втулки D и ее длины l позволяет обеспечивать необходимую скорость вращения тихоходной мешалки в зависимости от вязкости, консистентности, температуры или состава перемешиваемой среды.The choice of the inner diameter of the sleeve D and its length l allows you to provide the necessary speed of rotation of the low-speed mixer, depending on the viscosity, consistency, temperature or composition of the mixed medium.

Известно, что число оборотов тихоходной мешалки при перемешивании вязкой жидкости определяется уравнениемIt is known that the number of revolutions of a low-speed mixer when mixing a viscous liquid is determined by the equation

[С.Мидлман. Течение полимеров. - М.: Мир, 1971, стр.29-30], где n₁ и n₂ - соответственно числа оборотов быстроходной и тихоходной мешалок, 1/с; М - момент сопротивления перемешиваемой среды при вращении тихоходной мешалки, Н·м; µ - вязкость перемешиваемой среды, Па·с; l - длина втулки, м; d и D - соответственно диаметр вала и внутренний диаметр втулки, м.[S. Middleman. The flow of polymers. - M .: Mir, 1971, p.29-30], where n ₁ and n ₂ - respectively, the number of revolutions of high-speed and low-speed mixers, 1 / s; M is the moment of resistance of the mixed medium during the rotation of a low-speed mixer, N · m; µ is the viscosity of the mixed medium, Pa · s; l is the length of the sleeve, m; d and D are the shaft diameter and the inner diameter of the sleeve, respectively.

Как видно из уравнения (2) число оборотов тихоходной мешалки в наибольшей степени зависит от внутреннего диаметра втулки D и в меньшей от ее длины l. Таким образом, при известном моменте сопротивления М тихоходной мешалки, зависящем от диаметра лопастей, их ширины и длины, а также вязкости или консистентности перемешиваемой среды, варьируя внутренний диаметр втулки D и ее длину l, можно подобрать для данной перемешиваемой среды, ее температуры, вязкости или консистентности и состава оптимальное число оборотов тихоходной мешалки n₂, при котором интенсивность и эффективность перемешивания будут соответствовать требуемым величинам.As can be seen from equation (2), the number of revolutions of the low-speed mixer depends to a large extent on the inner diameter of the sleeve D and to a lesser extent on its length l. Thus, for a known moment of resistance M of a low-speed mixer, depending on the diameter of the blades, their width and length, as well as the viscosity or consistency of the mixed medium, varying the inner diameter of the sleeve D and its length l can be chosen for this mixed medium, its temperature, viscosity or consistency and composition, the optimal number of revolutions of a low-speed mixer is n ₂ , at which the intensity and efficiency of mixing will correspond to the required values.

На фиг.1 представлена схема предлагаемой конструкции смесителя, на фиг.2 вид сверху по сечению А-А.Figure 1 presents a diagram of the proposed design of the mixer, figure 2 is a top view along section AA.

Смеситель содержит пропеллерную или турбинную мешалку 1 для центрального быстрого перемешивания, закрепленную на валу 2 привода (на фиг. не показан) и рамную или якорную мешалку 3, установленную соосно корпусу 4 для периферийного медленного перемешивания, к лопастям которой в верхней части прикреплен поплавок 5, выполняющий роль опоры тихоходной мешалки 3 и выполненный, например, в виде пустотелого тора, и ведомая полумуфта, выполненная в виде цилиндрического патрубка 6, установленного осесимметрично с валом 2. Патрубок 6 снабжен втулкой 7, состоящей из двух вкладышей с внутренним диаметром D и длиной l, имеющих возможность осевого перемещения вдоль патрубка 6, обеспечивающих необходимую скорость вращения тихоходной мешалки.The mixer contains a propeller or turbine mixer 1 for central quick mixing, mounted on the drive shaft 2 (not shown in Fig.) And a frame or anchor mixer 3, mounted coaxially to the housing 4 for peripheral slow mixing, to the blades of which a float 5 is attached at the top, acting as a support for a low-speed mixer 3 and made, for example, in the form of a hollow torus, and a driven half-coupling made in the form of a cylindrical pipe 6 mounted axisymmetrically with the shaft 2. The pipe 6 is equipped with a sleeve 7, with toyaschey two inserts with inner diameter D and a length l, having the possibility of axial movement along the tube 6 ensuring the desired speed low-speed mixer.

Смеситель работает следующим образом. Вал 2 с быстроходной мешалкой 1, создающей зону перемешивания в центральной части корпуса 4, вращается от привода с числом оборотов n₁. Крутящий момент к тихоходной мешалке 3, создающей зону перемешивания в периферийной части корпуса 4 и вращающейся с числом оборотов n₂<n₁, передается через кольцевой зазор между внутренней поверхностью втулки 7 диаметром D и поверхностью вала 2, диаметром d, образующих гидромуфту типа цилиндр-цилиндр и использующей в качества рабочей жидкости саму перемешиваемую среду: раствор, суспензию или эмульсию. Так как поплавок 5 находится на поверхности перемешиваемой среды, то втулка 7 постоянно в нее погружена на всей длине l, и колебания уровня перемешиваемой среды не влияют на передаваемый крутящий момент от вала 2 к тихоходной мешалке 3.The mixer operates as follows. The shaft 2 with a high-speed mixer 1, which creates a mixing zone in the central part of the housing 4, rotates from the drive with a speed of n ₁ . The torque to the low-speed mixer 3, which creates a mixing zone in the peripheral part of the housing 4 and rotates with a speed of n ₂ <n ₁ , is transmitted through the annular gap between the inner surface of the sleeve 7 with a diameter D and the surface of the shaft 2, with a diameter d, forming a cylinder-type fluid coupling cylinder and using the fluid itself as the working fluid: solution, suspension or emulsion. Since the float 5 is located on the surface of the mixed medium, the sleeve 7 is constantly immersed in it over the entire length l, and fluctuations in the level of the mixed medium do not affect the transmitted torque from the shaft 2 to the low-speed mixer 3.

Изменение крутящего момента и числа оборотов n₂ тихоходной мешалки 3 согласно уравнению (2) можно производить, заменяя вкладыши втулки 7, варьируя в сменных втулках внутренний диаметр D и длину l. Так для увеличения числа оборотов n₂ тихоходной мешалки 3 необходимо в сменной втулке 7 уменьшить внутренний диаметр D и увеличить длину l.Changing the torque and speed n _{2 of the} low-speed mixer 3 according to equation (2) can be done by replacing the bushings of the bush 7, varying the internal diameter D and length l in the replaceable bushes. So to increase the number of revolutions n _{2 of the} low-speed mixer 3, it is necessary to reduce the inner diameter D in the removable sleeve 7 and increase the length l.

Таким образом, имея набор сменных втулок 7 с различными внутренними диаметрами D и длиной l можно изменить число оборотов тихоходной мешалки n₂, устанавливая их внутри патрубка 6. Такую замену несложно проводить, так как все втулки выполнены в виде двух вкладышей с возможностью осевого перемещения внутри патрубка 6, то есть смежные поверхности патрубка 6 и вкладышей втулки 7 выполнены, например, со скользящей посадкой.Thus, having a set of interchangeable sleeves 7 with different internal diameters D and length l, you can change the number of revolutions of the slow-moving mixer n ₂ by installing them inside the nozzle 6. Such a replacement is easy to carry out, since all the sleeves are made in the form of two inserts with the possibility of axial movement inside the pipe 6, that is, the adjacent surface of the pipe 6 and the liners of the sleeve 7 are made, for example, with a sliding fit.

Все вышесказанное упрощает эксплуатацию смесителя, его переналадку с переходом от одной перемешиваемой среды к другой, и позволяет регулировать число оборотов тихоходной мешалки при изменении вязкости, состава или температуры перемешиваемой среды.All of the above simplifies the operation of the mixer, its readjustment with the transition from one mixed medium to another, and allows you to adjust the speed of the low-speed mixer with a change in viscosity, composition or temperature of the mixed medium.

Claims

A mixer comprising a housing, a central high-speed mixer, mounted on the drive shaft, a low-speed mixer, equipped with a torus made in the form of a torus, rigidly fixed in its upper part, and mounted coaxially to the housing, and a hydraulic coupling, the driven coupling half of which is mounted on the blades of a slow-moving mixer and made in the form of a cylindrical nozzle mounted axisymmetrically with the shaft, characterized in that the nozzle is additionally equipped with a sleeve consisting of two liners having the possibility of axial movement along the pat ubka.