RU127325U1 - Смеситель - Google Patents

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 выполнена в виде патрубка, закрепленного на лопастях тихоходной мешалки и установленного осесимметрично с валом, а ведущая полумуфта жестко закреплена на валу, отличающийся тем, что внутренняя поверхность патрубка и внешняя поверхность ведущей полумуфты имеют коническую форму с одинаковым углом конусности α, составляющим 80-120°.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к комбинированным устройствам для перемешивания высоковязких неньютоновских жидкостей и растворов, эмульсий и суспензий и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой, медицинской, горнодобывающей и других отраслях промышленности.

Известен смеситель для растворов и суспензий, содержащий корпус, центральную быстроходную мешалку и гидромуфту типа «диск-диск», ведущая полумуфта которой закреплена на центральном валу, а ведомая на лопастях тихоходной мешалки, тихоходная мешалка снабжена поплавком, выполненным в виде тора, жестко закрепленным в верхней ее части, и установлена соосно корпусу, при этом диски ведущей и ведомой полумуфты выполнены овальными и ведущая полумуфта закреплена под углом 5-20° к оси вала (А.С. СССР №1736589, B01F 7/018, 1992).

К причинам препятствующим достижению заданного технического результата относится низкий крутящий момент, передаваемый муфтой типа «диск-диск» от быстроходной к тихоходной мешалке, что приводит к малой скорости вращения тихоходной мешалки. Это снижает эффективность перемешивания, особенно высоковязких неньютоновских жидкостей, растворов, эмульсий и суспензий.

Известен 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, при этом ведомая полумуфта выполнена в виде цилиндрического патрубка, установленного осесимметрично с валом, а отношение внутреннего диаметра которого к диаметру вала составляет:

,

где D и d - соответственно внутренний диаметр патрубка и диаметр вала (Патент на полезную модель РФ №109010, B01F 7/16, 2011).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится недостаточная эффективность перемешивания высоковязких неньютоновских жидкостей, растворов, эмульсий и суспензий в зоне работы тихоходной мешалки из-за постоянной скорости ее вращения и невозможности ее регулирования.

Известен 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. (Патент на полезную модель РФ №116069, B01F 13/00, 2012).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится недостаточная эффективность перемешивания высоковязких неньютоновских жидкостей, растворов, эмульсий и суспензий в зоне работы тихоходной мешалки из-за постоянной скорости ее вращения и сложности ее регулирования, требующая замены обоих вкладыщей.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому 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 установленную соосно корпусу, и гидромуфту с ведомой полумуфтой, выполненной в виде патрубка, который закреплен на лопастях тихоходной мешалки и установлен осесимметрично с валом, отличающийся тем, что на валу жестко закреплена ведущая полумуфта, при этом ведущая полумуфта и отверстие в патрубке имеют овальную форму, а отношение длины малой оси овала в отверстии патрубка к длине большой оси овала ведущей полумуфты составляет:

где L и l - соответственно длина малой оси овала в отверстии патрубка и большой оси овала ведущей полумуфты (Патент на полезную модель РФ №119640 B01F 7/16, 2012).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится недостаточная эффективность перемешивания высоковязких неньютоновских жидкостей, растворов, эмульсий и суспензий в зоне работы тихоходной мешалки из-за сложности ее регулирования, требующая замены формы и геометрических размеров ведущей полумуфты и патрубка и отверстия в нем.

Техническим результатом предлагаемой конструкции смесителя является увеличение эффективности перемешивания высоковязких неньютоновских жидкостей, растворов, эмульсий и суспензий в зоне работы тихоходной мешалки за счет регулирования рабочего зазора между стенками патрубка и ведущей полумуфты.

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 выполнена в виде патрубка, закрепленного на лопастях тихоходной мешалки и установленного осесимметрично с валом, а ведущая полумуфта жестко закреплена на валу, при этом внутренняя поверхность патрубка и внешняя поверхность ведущей полумуфты имеют коническую форму с одинаковым углом конусности α, составляющим (80-120)°.

Выполнение внутренней поверхности патрубка и внешней поверхности ведущей полумуфты в виде конуса позволяет легко регулировать рабочий зазор между этими поверхностями путем небольшого увеличения или уменьшения уровня перемешиваемой среды в смесителе, так как уменьшение этого зазора приводит к увеличению скорости вращения тихоходной мешалки, а его увеличение - к уменьшению скорости ее вращения. Одинаковый угол конусности внутренней поверхности патрубка и внешней поверхности ведущей полумуфты позволяет создавать одинаковый рабочий зазор между этими поверхностями, что обеспечивает устойчивость работы смесителя и высокую эффективность перемешивания.

Уменьшение угла конусности α ниже заявленного предела 80° не позволяет значительно изменять скорость вращения тихоходной мешалки при незначительном изменении уровня перемешиваемой среды в смесителе.

Увеличение угла конусности α выше заявленного предела 120° может привести к слишком маленькой величине рабочего зазора между рабочими поверхностями гидромуфты даже при небольшом увеличении уровня перемешиваемой среды в смесителе или даже к контакту этих рабочих поверхностей, что нарушает нормальную работу смесителя.

Таким образом, при угле конусности α внутренней поверхности патрубка и внешней поверхности ведущей полумуфты, лежащем в пределах (80-120)°, можно легко регулировать число оборотов тихоходной мешалки путем небольшого изменения уровня перемешиваемой среды в смесителе, а значит увеличивать эффективность перемешивания высоковязких неньютоновских жидкостей, растворов, эмульсий и суспензий.

Кроме того, предлагаемая конструкция смесителя обладает эффектом саморегулирования числа оборотов тихоходной мешалки, а значит эффективность перемешивания при самопроизвольных колебаниях (флуктуациях) уровня перемешиваемой среды в смесителе. Увеличение уровня перемешиваемой среды, то есть ее объема в смесителе приводит к всплыванию тихоходной мешалки, уменьшению рабочего зазора между рабочими поверхностями гидромуфты и возрастанию числа оборотов тихоходной мешалки, и наоборот, уменьшение уровня перемешиваемой среды, то есть ее объема в смесителе приводит к опусканию тихоходной мешалки, увеличению рабочего зазора между рабочими поверхностями гидромуфты и значит уменьшению числа оборотов тихоходной мешалки. То есть число оборотов тихоходной мешалки находится в прямой зависимости от объема перемешиваемой среды в смесителе. Это также способствует повышению эффективности перемешивания высоковязких неньютоновских жидкостей, растворов, эмульсий и суспензий.

На фиг. представлена схема предлагаемой конструкции смесителя.

Смеситель содержит пропеллерную или турбинную быстроходную мешалку 1 для центрального перемешивания, закрепленную на валу 2 привода (на фиг. не показан) и рамную или якорную тихоходную мешалку 3, установленных 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 патрубка 6, установленного осесимметрично с валом 2 и имеющего коническую внутреннюю поверхность. На валу 2 в зоне установки ведомой полумуфты в виде патрубка 6 жестко закреплена ведущая полумуфта 7, внешняя поверхность которой имеет также коническую форму, причем угол конусности внутренней поверхности патрубка 6 и угол конусности α внешней поверхности ведущей полумуфты 7 одинаковые и лежат в пределах (80-120)°.

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 рабочий зазор между внутренней конической поверхностью патрубка 6 ведомой полумуфты и внешней конической поверхностью ведущей полумуфты 7, использующих в качестве рабочей жидкости саму перемешиваемую среду: раствор, суспензию или эмульсию. Так как поплавок 5 находится на поверхности перемешиваемой среды, то обе полумуфты: ведомая в виде патрубка 6 и ведущая 7 - постоянно погружены в перемешиваемую среду на всей высоте. Поэтому крутящий момент зависит от рабочего зазора между внутренней поверхности патрубка 6 и внешней поверхностью ведущей полумуфты 7. Небольшое увеличение уровня перемешиваемой среды уменьшает этот рабочий зазор, что приводит к увеличению крутящего момента передаваемого гидромуфтой к тихоходной мешалке 3, возрастанию числа ее оборотов n₃ и повышению эффективности смешения. И, наоборот, при необходимости снижения числа оборотов тихоходной мешалки 3 необходимо несколько снизить уровень перемешиваемой среды в смесителе, что приведет к увеличению рабочего зазора между рабочими коническими поверхностями патрубка 6 и ведущей полумуфты 7 и уменьшению крутящего момента, передаваемого к тихоходной мешалке 3.

Таким образом, установка ведомой полумуфты в виде патрубка 6 с конической внутренней поверхностью и ведущей полумуфты 7 с конической внешней поверхностью с одинаковым углом конусности α, составляющим (80-120)°, позволяет легко регулировать число оборотов тихоходной мешалки 3 путем небольшого изменения уровня перемешиваемой среды в зависимости от свойств перемешиваемой среды: раствора, суспензии или эмульсии - и необходимой интенсивности ее перемешивания, что повышает эффективность перемешивания в зоне работы тихоходной мешалки.

Внутренняя поверхность патрубка 6 и внешняя поверхность ведущей полумуфты 7 конической формы несложны в изготовлении, монтаже и эксплуатации, а регулирование уровня перемешиваемой среды в смесителе несложно осуществлять известными способами, например, открывая или закрывая вентиль на выходе из смесителя.

Claims (1)

1. 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 выполнена в виде патрубка, закрепленного на лопастях тихоходной мешалки и установленного осесимметрично с валом, а ведущая полумуфта жестко закреплена на валу, отличающийся тем, что внутренняя поверхность патрубка и внешняя поверхность ведущей полумуфты имеют коническую форму с одинаковым углом конусности α, составляющим 80-120°.

   

Images