RU190449U1 - Смеситель - Google Patents

Смеситель Download PDF

Info

Publication number
RU190449U1
RU190449U1 RU2019106062U RU2019106062U RU190449U1 RU 190449 U1 RU190449 U1 RU 190449U1 RU 2019106062 U RU2019106062 U RU 2019106062U RU 2019106062 U RU2019106062 U RU 2019106062U RU 190449 U1 RU190449 U1 RU 190449U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
low
speed
confuser
agitator
Prior art date
Application number
RU2019106062U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Борисович Голованчиков
Наталья Андреевна Прохоренко
Михаил Дмитриевич Романенко
Виктория Сергеевна Елфимова
Елизавета Дмитриевна Шушканова
Владимир Владимирович Клещук
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority to RU2019106062U priority Critical patent/RU190449U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU190449U1 publication Critical patent/RU190449U1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/91Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к конструкции механических мешалок для одновременного макро- и микроперемешивания высоковязких, неньютоновских и структурированных жидкостей, суспензий, эмульсий и может найти применение в химической, нефтехимической, лакокрасочной, фармакологической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах смешения жидких отходов как технологической операции их вторичной переработки.Техническим результатом предлагаемой конструкции перемешивающего устройства является увеличение производительности.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, с внешней стороны которого равномерно по окружности установлены бобышки из эластичного материала, а сами лопасти тихоходной мешалки выполнены в виде упругой пластины и имеют осесимметричный с валом поперечный разрез в нижней части, и гидромуфту с ведомой полумуфтой в виде конфузора, закрепленной на лопастях тихоходной мешалки и установленной осессимметрично с валом, отличающемся тем, что конфузор представляет собой эллипс, у которого отношение длины малой оси к диаметру лопастей мешалки.

Description

Техническое решение относится к конструкции механических мешалок для одновременного макро- и микроперемешивания высоковязких, неньютоновских и структурированных жидкостей, суспензий, эмульсий и может найти применение в химической, нефтехимической, лакокрасочной, фармакологической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах смешения жидких отходов как технологической операции их вторичной переработки.
Известен аппарат для улучшения перемешивания больших объемов жидкости и организации направленного ее течения (при большом отношении высоты к диаметру аппарата),состоящий из корпус, вала, пропеллера и диффузора. Диффузор представляет собой короткий цилиндрический или конический стакан, внутри которого помещают мешалку (Касаткин А.Г. Процесы и аппараты химической технологии, Издание 8-е, переработанное. - М.: Химия, 1971, с. 209).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится жесткое крепление диффузора к стенкам корпуса, что препятствует образованию микровихрей и приводит к возникновению застойных зон у боковых стенок и днища корпуса, снижает интенсивность и эффективность перемешивания вблизи неподвижных стенок и днища корпуса, а также снаружи самого неподвижного диффузора, особенно при перемешивании структурированных высоковязких и неньютоновских жидкостей и приводит к снижению производительности.
Известен аппарат перемешивающего устройства для смесителя, включающее перфорированный диффузор и размещенную в нем пропеллерную мешалку, на концах лопастей которой закреплен перфорированный цилиндр, отличающейся тем, что диффузор состоит из двух частей: верхней, жестко закрепленной на крышке смесителя, и нижней, соединенной с верхней равномерно расположенными по их окружности вертикальными струнами (патент на полезную модель РФ №171493, B01F 7/22, 2016).
К причинам препятствующими достижению заданного технического результата относится, невысокая производительности из-за необходимости увеличения времени перемешивания.
Известна конструкция смесителя, содержащая 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, выполнена в виде цилиндрического патрубка и установлена осесимметрично с валом, и ведущей полумуфтой, имеющей форму цилиндра, жестко закрепленного на валу (патент на полезную модель РФ №109010, B01F 7/16, 2011).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная интенсивность перемешивания высоковязких, структурированных и неньютоновских жидкостей из-за постоянных скоростей вращения обеих мешалок, что требует увеличение времени перемешивания и снижает производительность.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является смеситель, содержащий корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку, снабженную поплавком, выполненным в виде тора, с внешней стороны которого равномерно по окружности установлены бобышки из эластичного материала, а сами лопасти тихоходной мешалки выполнены в виде упругой пластины и имеют осесимметричный с валом поперечный разрез в нижней части, и гидромуфту с ведомой полумуфтой в виде конфузора, закрепленной на лопастях тихоходной мешалки и установленной осессимметрично с валом (патент на полезную модель РФ №180150, B01F 7/22, B01F 7/16, 2018).
Недостатком известной конструкции смесителя является постоянство скорости вращения тихоходной мешалки, что снижает интенсивность перемешивания у стенок корпуса в зоне работы тихоходной мешалки, а значит требует увеличение времени перемешивания особенно высоковязких, неньютоновских и структурированных жидкостей, и снижает производительность.
Техническим результатом предлагаемой конструкции перемешивающего устройства является увеличение производительности.
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, с внешней стороны которого равномерно по окружности установлены бобышки из эластичного материала, а сами лопасти тихоходной мешалки выполнены в виде упругой пластины и имеют осесимметричный с валом поперечный разрез в нижней части, и гидромуфту с ведомой полумуфтой в виде конфузора, закрепленной на лопастях тихоходной мешалки и установленной осессимметрично с валом, отличающемся тем, что конфузор представляет собой эллипс, у которого отношение длины малой оси к диаметру лопастей мешалки, подчиняется условию:
Figure 00000001
где Dм - длина малой оси эллипса, м;
d - диаметр лопастей мешалки, м;
а отношение длины большой оси эллипса к длине малой оси эллипса подчиняется условию:
Figure 00000002
где Dб - длина большой оси эллипса, м.
Выполнение конфузора, который представляет собой эллипс, позволяет изменять крутящий момент от лопастей быстроходной мешалки, выполняющей роль ведущей гидромуфты через перемешивающую среду к поверхности конфузора, выполняющего роль ведомой гидромуфты за счет изменения величины зазора между лопастями мешалки и стенками конфузора. Это приводит к окружным колебаниям конфузора и лопастей тихоходной мешалки, то есть к интенсификации перемешивания и увеличению производительности.
Уменьшение нижнего предела условия (1) может привести при раскачивании лопастей тихоходной мешалки конфузора с лопастями быстроходной мешалки к механическому контакту и вызвать их механическое повреждение и необходимость ремонта, что приведет к снижению производительности.
Увеличение верхнего предела условия (1) уменьшает величину крутящего момента, передаваемого от лопастей быстроходной мешалки к стенкам конфузора и лопастям тихоходной мешалки, что снижает скорость вращения последних и интенсивность перемешивания вблизи стенок корпуса в зоне работы тихоходной мешалки, а, значит, уменьшает производительность.
Уменьшение нижнего предела отношение длин большой и малой осей эллипса конфузора (2) снижает диапазон изменения крутящих моментов, передаваемых от лопастей быстроходной мешалки к конфузору, что снижает амплитуду колебаний, а значит интенсивность вибраций лопастей тихоходной мешалки и уменьшение эффективной вязкости неньютоновских и структурированных жидкостей. Это требует увеличения времени перемешивания и приводит к снижению производительности. Увеличение верхнего предела отношения длин большой и малой осей эллипса конфузора (2) может при вращении конфузора привести к разрыву сплошность перемешиваемой среды в эллиптическом кольцевом зазоре между лопастями мешалки и стенками конфузора. Это приводит, во-первых, к ухудшению перемешивания, лопастями быстроходной мешалке в центральной зоне, а во-вторых, к торможению вращения и уменьшению интенсивности перемешивания у стенок корпуса в зоне работы тихоходной мешалке, а значит способствует снижению производительности.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемой конструкции смесителя в разрезе, на фиг. 2 схема конфузора в разрезе.
Смеситель включает в себя корпус 1 с крышкой 2, привод (на чертеже не показан), соединенный с валом 3, на котором установлена пропеллерная быстроходная мешалка 4, выполняющая функцию ведущей полумуфты. Осесимметрично с пропеллерной мешалкой 4 установлена поперечная лопасть 5 рамной (например, якорной) мешалки, к которой прикрепленный конфузор 6. Поперечная лопасть 5 рамной мешалки соединяется с самой рамной тихоходной мешалкой 7, в верхней части которой находится поплавок 8, выполненный, в виде пустотелого тора и выполняющей роль плавающей опоры рамной тихоходной мешалки 7. Лопасти рамной (якорной) тихоходной мешалки 7, выполненные в виде упругой пластины (например, стали, титана, полимера), имеют в нижней части осесимметричный поперечный разрез 9. С внешней стороны поплавка 8 равномерно по его окружности установлены бобышки 10. Конфузор 6 имеет форму эллипса с соотношение длины малой оси Dм к диаметру d лопастей мешалки 4, подчиняющего условию (1), и отношение длины Dб большей оси эллипса конфузора 6 к длине Dм малой оси его эллипса, подчиняется условию (2).
Смеситель работает следующим образом. Включается привод, начинает вращаться вал 3 с пропеллерной быстроходной мешалкой 4, создающий зону перемешивания в центральной части корпуса 1. Крутящий момент, передающийся от вала 3 к рамной (якорной) тихоходной мешалкой 7 через конфузор 6, создающей зону перемешивание в периферийных (боковой и нижней) частей корпуса 1. Раскачивание лопастей тихоходной мешалки 7 интенсифицирует микросмешение, тем самым создает микровихри вблизи вращающих лопастей.
Так как конфузор 6 выполнен в виде эллипса с отношениями размеров длин большой Dб и малой Dм осей и диаметра d лопастей мешалки 4, подчиняющими условиями (1) и (2), а быстроходная мешалка 4 и тихоходная мешалка 7 вращаются с разными скоростями, то зазор между лопастями быстроходной мешалки 4 и стенки конфузора 6 становится то наибольший, когда горизонтальная ось лопастей быстроходной пропеллерной мешалки 4 совпадает с малой осью конфузора 6 (фиг. 2), то наименьшим, когда горизонтальная ось лопастей быстроходной мешалки 4 совпадает с большой осью конфузора 6. Это вызывает то увеличение, то уменьшение крутящего момента, передаваемого через этот зазор от лопастей быстроходной мешалки 4 к стенке конфузора 6 и от него к тихоходной мешалке 7, что приводит к круговым колебаниям 5 этой мешалки 7. Такие круговые колебания с высокой амплитудой способствуют уменьшение эффективной вязкости, разжижению и разрушению структуры неньютоновских жидкостей вблизи корпуса 1 в зоне работы тихоходной мешалки 7, что увеличивает скорость перемешивания и способствует росту производительности.
Таким образом, выполнение рамной (якорной) тихоходной мешалки 7 вместе с конфузором 6 позволяет получать вращение от быстроходной мешалки 4 за счет вращения перемешиваемой среды в зазоре между валом 3 с пропеллерном быстроходной мешалкой 4 и конфузором 6, закрепленном на рамной тихоходной мешалке 7, а установка бобышек 10 из упругого эластичного материала (например, резина или полимер) позволяет предупредить удар лопастей рамной мешалки 7 о стенки корпуса 1 аппарата.
Кроме того, выполнение конфузора в виде эллипса, заставляет рамную мешалку 7 совершать вращательные колебания с высокой амплитудой при выполнении размеров длин осей эллипса конфузора 6 и диаметра d лопастей быстроходной мешалки 4, подчиняющихся условиям (1) и (2), что приводит к разрушению структуры и уменьшение эффективной вязкости неньютоновских жидкостей, уменьшению времени перемешивания и, тем самым, к росту производительности.

Claims (7)

  1. Смеситель, содержащий корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку, снабженную поплавком, выполненным в виде тора, с внешней стороны которого равномерно по окружности установлены бобышки из эластичного материала, а сами лопасти тихоходной мешалки выполнены в виде упругой пластины и имеют осесимметричный с валом поперечный разрез в нижней части, и гидромуфту с ведомой полумуфтой в виде конфузора, закрепленной на лопастях тихоходной мешалки и установленной осессимметрично с валом, отличающийся тем, что конфузор представляет собой эллипс, у которого отношение длины малой оси к диаметру лопастей мешалки, подчиняется условию:
  2. Figure 00000003
  3. где Dм - длина малой оси эллипса, м;
  4. d - диаметр лопастей мешалки, м;
  5. а отношение длины большой оси эллипса к длине малой оси эллипса подчиняется условию:
  6. Figure 00000004
  7. где Dб - длина большой оси эллипса, м.
RU2019106062U 2019-03-04 2019-03-04 Смеситель RU190449U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106062U RU190449U1 (ru) 2019-03-04 2019-03-04 Смеситель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106062U RU190449U1 (ru) 2019-03-04 2019-03-04 Смеситель

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU190449U1 true RU190449U1 (ru) 2019-07-01

Family

ID=67215940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106062U RU190449U1 (ru) 2019-03-04 2019-03-04 Смеситель

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU190449U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751476C1 (ru) * 2020-10-12 2021-07-14 Михаил Иванович Голубенко Гаситель энергии водного потока
RU209701U1 (ru) * 2021-11-10 2022-03-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ) Смеситель

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378165A (en) * 1980-12-30 1983-03-29 General Signal Corporation Draft tube apparatus
US5314076A (en) * 1991-02-04 1994-05-24 Gie Anjou-Recherche Installation for the mixing of two fluid phases by mechanical stirring, notably for the treatment of water by transfer of oxidizing gas, and use of such an installation
RU109010U1 (ru) * 2011-05-10 2011-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Смеситель
RU119640U1 (ru) * 2012-04-12 2012-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Смеситель
RU135535U1 (ru) * 2013-03-22 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Смеситель
RU171493U1 (ru) * 2016-07-18 2017-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Перемешивающее устройство для смесителя
RU180150U1 (ru) * 2017-12-25 2018-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Смеситель

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378165A (en) * 1980-12-30 1983-03-29 General Signal Corporation Draft tube apparatus
US5314076A (en) * 1991-02-04 1994-05-24 Gie Anjou-Recherche Installation for the mixing of two fluid phases by mechanical stirring, notably for the treatment of water by transfer of oxidizing gas, and use of such an installation
RU109010U1 (ru) * 2011-05-10 2011-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Смеситель
RU119640U1 (ru) * 2012-04-12 2012-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Смеситель
RU135535U1 (ru) * 2013-03-22 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Смеситель
RU171493U1 (ru) * 2016-07-18 2017-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Перемешивающее устройство для смесителя
RU180150U1 (ru) * 2017-12-25 2018-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Смеситель

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751476C1 (ru) * 2020-10-12 2021-07-14 Михаил Иванович Голубенко Гаситель энергии водного потока
RU209701U1 (ru) * 2021-11-10 2022-03-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ) Смеситель

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU190449U1 (ru) Смеситель
KR101002216B1 (ko) 배플을 이용한 교반용기 및 이를 포함하는 교반능력이 향상된 교반기
US3920227A (en) Adjustable mixing device
RU135535U1 (ru) Смеситель
CN111672390A (zh) 一种高粘度物料用搅拌装置
RU180150U1 (ru) Смеситель
RU167218U1 (ru) Аппарат для перемешивания жидких сред
RU109010U1 (ru) Смеситель
KR200441163Y1 (ko) 마그네틱 교반기용 임펠러
RU185535U1 (ru) Смеситель
RU152750U1 (ru) Смеситель
RU119640U1 (ru) Смеситель
JP4614913B2 (ja) 高粘度・非ニュートン流体用竪型攪拌装置を用いた攪拌方法
RU171493U1 (ru) Перемешивающее устройство для смесителя
CN212881967U (zh) 一种钼基油溶性润滑油添加剂的混合设备
RU176700U1 (ru) Смеситель
CN104353377B (zh) 一种具有搅拌板的搅拌装置
RU88286U1 (ru) Смеситель
RU155460U1 (ru) Механический смеситель с подвижным зернистым слоем
RU141491U1 (ru) Смеситель
CN210171366U (zh) 一种生化试剂生产用多物质混合磁力搅拌器
RU133756U1 (ru) Смеситель
KR101195892B1 (ko) 주 회전유동 방향에 평행한 배플을 이용한 교반용기 및 이를 포함하는 교반능력이 향상된 교반기
RU209701U1 (ru) Смеситель
KR101949947B1 (ko) 기체 유도관 및 이를 이용한 임펠러

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190618