Изобретение относится к конструкции устройств для смешения двух или более ингредиентов, например жидкостей, сыпучих веществ или их комбинаций, в частности для производства теста, кремов, паст, а также для производства бетона. The invention relates to the design of devices for mixing two or more ingredients, for example liquids, solids or combinations thereof, in particular for the production of dough, creams, pastes, as well as for the production of concrete.
Известен рабочий орган смесителя, содержащий два вала, расположенные в вертикальной плоскости и отстоящие друг от друга на некотором расстоянии, на каждом из которых закреплена одна рамка. Причем на одном из валов нижняя сторона рамки повернута относительно верхней стороны на 90о вокруг оси вращения вала по часовой стрелке, а на другом валу против часовой стрелки. При этом боковые стороны рамок представляют собой пространственные винтовые линии, а верхние и нижние стороны рамок, равные по ширине, выполнены прямолинейными. Валы с рамками вращаются синхронно навстречу друг другу [1]
Недостаток этого рабочего органа заключается в невысокой эффективности смещения, выраженной в том, что недостаточно полно реализуются скоростные характеристики рабочего органа при повышенных скоростях вращения (n ≈ 5000-8000 об/мин), на которых работают современные смесители.Known working body of the mixer, containing two shafts located in a vertical plane and spaced from each other at a certain distance, each of which is fixed to one frame. And on one of the shafts of the bottom side frame is rotated relative to the upper side of the shaft 90 in a clockwise direction around the rotation axis, and the other shaft counterclockwise. In this case, the sides of the frames are spatial helical lines, and the upper and lower sides of the frames, equal in width, are made rectilinear. Shafts with frames rotate synchronously towards each other [1]
The disadvantage of this working body is the low displacement efficiency, expressed in that the speed characteristics of the working body are not fully implemented at elevated rotational speeds (n ≈ 5000-8000 rpm), on which modern mixers work.
Известен рабочий орган смесителя, содержащий два вала, расположенные в вертикальной плоскости и отстоящие на некотором расстоянии друг от друга, на каждом из которых закреплены две плоские рамки, ортогонально ориентированные друг к другу. Боковые стороны рамок в направлении вращения имеют заостренную кромку. Валы с рамками вращаются синхронно навстречу друг другу [2]
Недостатками этого рабочего органа смесителя являются низкая эффективность перемешивания обрабатываемых ингредиентов и повышенные затраты энергии и времени на перемешивание.Known working body of the mixer, containing two shafts located in a vertical plane and spaced at some distance from each other, on each of which are fixed two flat frames orthogonally oriented to each other. The sides of the frames in the direction of rotation have a pointed edge. Shafts with frames rotate synchronously towards each other [2]
The disadvantages of this working body of the mixer are the low efficiency of mixing the processed ingredients and the increased cost of energy and time for mixing.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности смешения ингредиентов и снижение энергозатрат. The task of the invention is to increase the efficiency of mixing the ingredients and reduce energy consumption.
Для этого рабочий орган смесителя содержит два параллельно расположенных вала, отстоящих на некотором расстоянии друг от друга, на каждом из которых закреплены две рамки, ортогонально ориентированные друг к другу. Верхние стороны рамок прямолинейные, а длина каждой из них меньше длины нижней стороны. For this, the working body of the mixer contains two parallel shafts spaced at some distance from each other, on each of which two frames are fixed, orthogonally oriented to each other. The upper sides of the frames are rectilinear, and the length of each of them is less than the length of the lower side.
Кроме того, в первом варианте каждая боковая и нижняя сторона рамок, закрепленных на одном валу, выполнена в виде двух оппозитно расположенных дуг, выпуклости которых направлены в разные стороны. При этом нижняя сторона каждой рамки повернута относительно ее верхней стороны на угол γ. Стороны рамок на втором валу являются зеркальным отображением сторон рамок на первом валу. При этом нижняя сторона каждой рамки повернута относительно ее верхней стороны на угол γ. In addition, in the first embodiment, each side and bottom side of the frames mounted on one shaft is made in the form of two opposed arcs, the convexities of which are directed in different directions. The lower side of each frame is rotated relative to its upper side by an angle γ. The sides of the frames on the second shaft are a mirror image of the sides of the frames on the first shaft. The lower side of each frame is rotated relative to its upper side by an angle γ.
Во втором варианте каждая боковая сторона рамок, закрепленных на одном валу, выполнена в виде дуги, а каждая нижняя в виде двух других дуг, оппозитно расположенных на одном валу, выпуклости которых направлены в разные стороны. При этом нижняя сторона каждой рамки повернута относительно ее верхней стороны на угол γ. Стороны рамок на втором валу являются зеркальным отображением сторон рамок на первом валу. При этом нижняя сторона каждой рамки повернута относительно ее верхней стороны на угол γ. In the second embodiment, each side of the frames fixed on one shaft is made in the form of an arc, and each lower side in the form of two other arcs, opposite located on one shaft, the convexities of which are directed in different directions. The lower side of each frame is rotated relative to its upper side by an angle γ. The sides of the frames on the second shaft are a mirror image of the sides of the frames on the first shaft. The lower side of each frame is rotated relative to its upper side by an angle γ.
На фиг. 1 показана конструктивная схема рабочего органа смесителя первого варианта; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 боковая сторона рамок 3 и 4; на фиг. 6 вид Г на фиг. 5; на фиг. 7 боковая сторона рамок 5 и 6; на фиг. 8 вид Д на фиг. 7; на фиг. 9 проекционный рисунок вала 1 с рамками 3 и 4; на фиг. 10 проекционный рисунок вала 2 с рамками 5 и 6; на фиг. 11 изображена схема работы рабочего органа смесителя; на фиг. 12 график вертикальной составляющей скорости по высоте рамок 3, 4 и 5, 6; на фиг. 13 механизм взаимодействия боковой стороны рамки с частицей ингредиента; на фиг. 14 конструктивная схема рабочего органа смесителя второго варианта; на фиг. 15 вид Е на фиг. 15; на фиг. 16 сечение Ж-Ж на фиг. 14; на фиг. 17 сечение И-И на фиг. 14; на фиг. 18 боковая сторона рамок 3 и 4; на фиг. 19 вид К на фиг. 18; на фиг. 20 боковая сторона рамок 5 и 6; на фиг. 21 вид Л на фиг. 20; на фиг. 22 проекционный рисунок вала 1 с рамками 3 и 4; на фиг. 23 проекционный рисунок вала 2 с рамками 5 и 6; на фиг. 24 схема работы рабочего органа смесителя; на фиг. 25 график вертикальной составляющей скорости по высоте рамок 3, 4 и 4, и 5, 6; на фиг. 26 механизм взаимодействия боковой стороны рамки с частицей ингредиента; на фиг. 27 другая конструктивная схема рабочего органа смесителя второго варианта; на фиг. 28 вид М на фиг. 27; на фиг. 29 сечение Н-Н на фиг. 27; на фиг. 30 сечение П-П на фиг. 27; на фиг. 31 боковая сторона рамок 3 и 4; на фиг. 32 вид Р на фиг. 31; на фиг. 33 боковая сторона рамок 5 и 6; на фиг. 34 вид С на фиг. 33; на фиг. 35 проекционный рисунок вала 1 с рамками 3 и 4; на фиг. 36 проекционный рисунок вала 2 с рамками 5 и 6; на фиг. 37 схема работы рабочего органа смесителя; на фиг. 38 график вертикальной составляющей скорости по высоте рамок 3, 4 и 5, 6; на фиг. 39 механизм взаимодействия боковой стороны рамки с частицей ингредиента. In FIG. 1 shows a structural diagram of the working body of the mixer of the first embodiment; in FIG. 2, view A in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4, section BB in FIG. 1; in FIG. 5 side of frames 3 and 4; in FIG. 6 is a view D in FIG. 5; in FIG. 7 side of frames 5 and 6; in FIG. 8 view D in FIG. 7; in FIG. 9 is a projection drawing of shaft 1 with frames 3 and 4; in FIG. 10 projection drawing of shaft 2 with frames 5 and 6; in FIG. 11 shows a diagram of the working body of the mixer; in FIG. 12 is a graph of the vertical component of speed along the height of the frames 3, 4 and 5, 6; in FIG. 13 mechanism of interaction of the side of the frame with a particle of ingredient; in FIG. 14 is a structural diagram of the working body of the mixer of the second embodiment; in FIG. 15 view E in FIG. fifteen; in FIG. 16 section FJ in FIG. fourteen; in FIG. 17 section II in FIG. fourteen; in FIG. 18 side of frames 3 and 4; in FIG. 19 is a view of K in FIG. eighteen; in FIG. 20 side of frames 5 and 6; in FIG. 21 is a view of A in FIG. 20; in FIG. 22 projection drawing of shaft 1 with frames 3 and 4; in FIG. 23 projection drawing of shaft 2 with frames 5 and 6; in FIG. 24 scheme of the working body of the mixer; in FIG. 25 is a graph of the vertical component of speed along the height of frames 3, 4 and 4, and 5, 6; in FIG. 26 mechanism for the interaction of the side of the frame with a particle of ingredient; in FIG. 27 another structural diagram of the working body of the mixer of the second option; in FIG. 28 is a view of M in FIG. 27; in FIG. 29 section HH in FIG. 27; in FIG. 30 section PP in FIG. 27; in FIG. 31 side of frames 3 and 4; in FIG. 32 is a view of P in FIG. 31; in FIG. 33 side of frames 5 and 6; in FIG. 34 view C in FIG. 33; in FIG. 35 is a projection drawing of shaft 1 with frames 3 and 4; in FIG. 36 projection drawing of shaft 2 with frames 5 and 6; in FIG. 37 scheme of the working body of the mixer; in FIG. 38 is a graph of the vertical component of speed along the height of the frames 3, 4 and 5, 6; in FIG. 39 mechanism of interaction of the side of the frame with a particle of ingredient.
Рабочий орган смесителя по первому варианту (фиг. 1 и 2) состоит из двух валов с рамками из проволок. На валу 1 закреплена пара рамок 3 и 4, а на валу 2 пара рамок 5 и 6. Валы 1 и 2 имеют оси 7 и 8 соответственно, расстояние между которыми а. Рамки 3 и 4 развернуты относительно друг друга на ∠α1, а рамки 5, 6 на ∠α2, причем ∠α1= ∠α2 Рамки 5 и 6 повернуты относительно рамок 3 и 4 на ∠β, где ∠β ∠α1= α2 по отношению к вертикальной плоскости 9, совпадающей с плоскостью чертежа. Высота рамок 3, 4, 5 и 6 b, длина верхних сторон рамок с, а нижних с', причем выполняется условие > и с'>c. Верхние стороны рамок 3, 4, 5 и 6, приведенные в сечении Б-Б, выполнены прямолинейными. Нижние стороны рамок 3 и 4, приведенные в сечении В-В, выполнены в виде двух оппозитно расположенных дуг, направленных выпуклостями в разные стороны, а нижние стороны рамок 5 и 6, приведенные в том же сечении, являются их зеркальным отображением (фиг. 3 и 4). Верхние стороны рамок 3 и 4 соединены с их нижними сторонами боковыми. Каждая боковая сторона выполнена в виде двух оппозитно расположенных дуг, направленных выпуклостями в разные стороны криволинейной поверхности относительно линии m, проходящей через точку перегиба n (фиг. 5 и 6). Ширина стороны k определяет поворот по азимуту на ∠ γ относительно оси 7 нижних сторон рамок 3 и 4 в сечении В-В относительно сечения Б-Б. Верхние стороны рамок 5 и 6 соединены с их нижними сторонами боковыми. Каждая боковая сторона выполнена в виде двух оппозитно расположенных дуг, направленных выпуклостями в разные стороны по криволинейной поверхности относительно линии р, проходящей через точку перегиба q (фиг. 7 и 8). Ширина стороны k2 определяет поворот по азимуту на ∠γ относительно оси 8 нижних сторон рамок 5 и 6 в сечении В-В относительно сечения Б-Б. Причем значение k1=k2 для двух пар рамок. Таким образом, боковые стороны рамок 3, 4, 5 и 6 имеют пространственные винтоподобные линии правого и левого вращения (фиг. 9 и 10).The working body of the mixer according to the first embodiment (Fig. 1 and 2) consists of two shafts with wire frames. A pair of frames 3 and 4 is fixed on the shaft 1, and a pair of frames 5 and 6 on the shaft 2. The shafts 1 and 2 have axes 7 and 8, respectively, the distance between which a. Frames 3 and 4 are rotated relative to each other on ∠α 1 , and frames 5, 6 on ∠α 2 , and ∠α 1 = ∠α 2 Frames 5 and 6 are rotated relative to frames 3 and 4 on ∠β, where ∠β ∠α 1 = α 2 with respect to the vertical plane 9, coinciding with the plane of the drawing. The height of the frames 3, 4, 5 and 6 b, the length of the upper sides of the frames c, and the lower c ', and the condition > and c '> c. The upper sides of the frames 3, 4, 5 and 6, shown in section BB, are made rectilinear. The lower sides of frames 3 and 4, shown in section BB, are made in the form of two opposite arcs, directed by bulges in different directions, and the lower sides of frames 5 and 6, shown in the same section, are their mirror images (Fig. 3 and 4). The upper sides of the frames 3 and 4 are connected with their lower sides by the side. Each side is made in the form of two opposed arcs, directed by the bulges in different directions of the curved surface relative to the line m passing through the inflection point n (Fig. 5 and 6). The width of the side k determines the azimuthal rotation by ∠ γ relative to the axis 7 of the lower sides of the frames 3 and 4 in section BB in relation to section BB. The upper sides of the frames 5 and 6 are connected with their lower sides by the side. Each side is made in the form of two opposite arcs, directed by bulges in different directions along a curved surface relative to the line p passing through the inflection point q (Fig. 7 and 8). The width of the side k 2 determines the azimuthal rotation by ∠γ relative to the axis 8 of the lower sides of the frames 5 and 6 in section BB in relation to section BB. Moreover, the value of k 1 = k 2 for two pairs of frames. Thus, the sides of the frames 3, 4, 5, and 6 have spatial helical lines of right and left rotation (Figs. 9 and 10).
Рабочий орган смесителя по второму варианту (фиг. 14 и 15) состоит из двух валов с рамками из проволок. На валу 1 закреплена пара рамок 3 и 4, а на валу 2 пара рамок 5 и 6. Валы имеют оси 7 и 8 соответственно, расстояние между которыми а. Рамки 3 и 4 развернуты относительно друг друга на ∠α1, а рамки 5, 6 на ∠α2 по отношению к вертикальной плоскости 9, совпадающей с плоскостью чертежа. Высота рамок 3, 4, 5 и 6 b, длина верхних сторон рамок с, а нижних с', причем выполняется условие > и с'>c. Верхние стороны рамок 3, 4, 5 и 6, приведенные в сечении Ж-Ж, выполнены прямолинейными. Каждая нижняя сторона рамок 3 и 4, приведенная в сечении И-И, выполнена в виде двух оппозитно расположенных дуг, направленных выпуклостями в разные стороны, а нижние стороны рамок 5 и 6, приведенные в том же сечении, являются их зеркальным отображением (фиг. 16 и 17). Верхние стороны рамок 3 и 4 соединены с их нижними сторонами боковыми. Каждая боковая сторона выполнена в виде дуги, которая выгнута по криволинейной поверхности относительно линии m, проходящей через середину боковой стороны (фиг. 18 и 19) на расстоянии от ее концов, где k1 ширина стороны, определяющей поворот по азимуту на ∠ -γ относительно оси 7 нижних сторон рамок 3 и 4 в сечении И-И относительно сечения Ж-Ж. Верхние стороны рамок 5 и 6 соединены с их нижними сторонами боковыми сторонами. Каждая боковая сторона выполнена в виде дуги, которая выгнута по криволинейной поверхности относительно линии р, проходящей через середину боковой стороны (фиг. 20 и 21), на расстоянии от ее концов, ширина стороны k2 определяет поворот по азимуту на ∠γ относительно оси 8 нижних сторон рамок 5 и 6 в сечении И-И относительно сечения Ж-Ж. Причем значение k1= k2 для двух пар рамок. Таким образом, боковые стороны рамок 3, 4, 5 и 6 имеют пространственные винтоподобные линии правого и левого вращения (фиг. 22 и 23).The working body of the mixer according to the second embodiment (Figs. 14 and 15) consists of two shafts with wire frames. A pair of frames 3 and 4 is fixed on the shaft 1, and a pair of frames 5 and 6 on the shaft 2. The shafts have axes 7 and 8, respectively, the distance between which a. Frames 3 and 4 are deployed relative to each other on ∠α 1 , and frames 5, 6 on ∠α 2 with respect to the vertical plane 9, coinciding with the plane of the drawing. The height of the frames 3, 4, 5 and 6 b, the length of the upper sides of the frames c, and the lower c ', and the condition > and c '> c. The upper sides of the frames 3, 4, 5 and 6, shown in section F, made rectilinear. Each lower side of frames 3 and 4, shown in section II, is made in the form of two opposite arcs, directed by bulges in different directions, and the lower sides of frames 5 and 6, shown in the same section, are their mirror images (Fig. 16 and 17). The upper sides of the frames 3 and 4 are connected with their lower sides by the side. Each side is made in the form of an arc, which is curved along a curved surface relative to the line m passing through the middle of the side (Figs. 18 and 19) at a distance from its ends, where k 1 is the width of the side that determines the azimuthal rotation by ∠ -γ relative to the axis 7 of the lower sides of frames 3 and 4 in section II, relative to section Ж-Ж. The upper sides of the frames 5 and 6 are connected with their lower sides by the lateral sides. Each side is made in the form of an arc, which is curved along a curved surface relative to the line p passing through the middle of the side (Figs. 20 and 21), at a distance from its ends, the width of the side k 2 determines the azimuthal rotation by ∠γ relative to the axis 8 of the lower sides of the frames 5 and 6 in the section II with respect to the section Ж-Ж. Moreover, the value of k 1 = k 2 for two pairs of frames. Thus, the sides of the frames 3, 4, 5, and 6 have spatial helical lines of right and left rotation (Figs. 22 and 23).
Рабочий орган смесителя по другому выполнению второго варианта (фиг. 27 и 28) состоит из двух валов с рамками из проволок. На валу 1 закреплена пара рамок 3 и 4, а на валу 2 пара рамок 5 и 6. Валы 1 и 2 имеют оси 7 и 8 соответственно, расстояние между которыми а. Рамки 3 и 4 развернуты относительно друг друга на ∠α1, а рамки 5, 6 на ∠α2, причем ∠α1=∠α2. Рамки 5 и 6 повернуты относительно рамок 3 и 4 на ∠β, где ∠β ∠α1= ∠α2, по отношению к вертикальной плоскости 9, совпадающей с плоскостью чертежа. Высота рамок 3, 4, 5 и 6 b, длина верхних сторон рамок с, а нижних с', причем выполняется условие > и с'>с.The working body of the mixer according to another embodiment of the second embodiment (Figs. 27 and 28) consists of two shafts with wire frames. A pair of frames 3 and 4 is fixed on the shaft 1, and a pair of frames 5 and 6 on the shaft 2. The shafts 1 and 2 have axes 7 and 8, respectively, the distance between which a. Frames 3 and 4 are rotated relative to each other on ∠α 1 , and frames 5, 6 on ∠α 2 , and ∠α 1 = ∠α 2 . Frames 5 and 6 are rotated relative to frames 3 and 4 by ∠β, where ∠β ∠α 1 = ∠α 2 , with respect to the vertical plane 9, coinciding with the plane of the drawing. The height of the frames 3, 4, 5 and 6 b, the length of the upper sides of the frames c, and the lower c ', and the condition > and c '> c.
Верхние стороны рамок 3, 4, 5 и 6, приведенные в сечение Н-Н, выполнены прямолинейными. Нижние стороны рамок 3 и 4, приведенные в сечении П-П, выполнены в виде двух оппозитно расположенных дуг, направленных выпуклостями в разные стороны, а нижние стороны рамок 5 и 6, приведенные в том же сечении, являются их зеркальными отображением (фиг. 29 и 30). Верхние стороны рамок 3 и 4 соединены с их нижними сторонами боковыми. Каждая боковая стороны выполнена в виде дуги, которая выгнута по криволинейной поверхности относительно линии m, проходящей через середину боковой стороны (фиг. 31 и 32), на расстоянии от ее концов, где k1 ширина стороны, определяющей поворот по азимуту на ∠ -γ относительно оси 7 нижних сторон рамок 3 и 4 в сечении П-П относительно сечения Н-Н. Верхние стороны рамок 5 и 6 соединены с их нижними сторонами боковыми. Каждая боковая сторона рамки выполнена в виде дуги, выгнутой по криволинейной поверхности относительно линии р, проходящей через середину боковой стороны (фиг. 33 и 34), на расстоянии от ее концов, где ширина стороны k2 определяет поворот по азимуту на ∠γ относительно оси 8 нижних сторон рамок 5 и 6 в сечении П-П относительно сечения Н-Н. Причем значение k1-k2 для двух пар рамок. Таким образом, боковые стороны рамок 3, 4, 5 и 6 имеют пространственные винтоподобные линии правого и левого вращения (фиг. 35 и 36).The upper sides of the frames 3, 4, 5, and 6, shown in section H — H, are made rectilinear. The lower sides of frames 3 and 4, shown in section PP, are made in the form of two opposite arcs, directed by bulges in different directions, and the lower sides of frames 5 and 6, shown in the same section, are their mirror images (Fig. 29 and 30). The upper sides of the frames 3 and 4 are connected with their lower sides by the side. Each side is made in the form of an arc, which is curved along a curved surface relative to the line m passing through the middle of the side (Figs. 31 and 32), at a distance from its ends, where k 1 is the width of the side that determines the azimuthal rotation by ∠ -γ relative to the axis 7 of the lower sides of frames 3 and 4 in the section П-П relative to the section Н-Н. The upper sides of the frames 5 and 6 are connected with their lower sides by the side. Each side of the frame is made in the form of an arc curved along a curved surface relative to the line p passing through the middle of the side (Figs. 33 and 34), at a distance from its ends, where the width of the side k 2 determines the azimuthal rotation by ∠γ relative to the axis 8 of the lower sides of the frames 5 and 6 in the section П-П relative to the section Н-Н. Moreover, the value of k 1 -k 2 for two pairs of frames. Thus, the sides of the frames 3, 4, 5, and 6 have spatial helical lines of right and left rotation (Figs. 35 and 36).
Работа органа смесителя по первому варианту заключается в следующем. The work of the mixer body in the first embodiment is as follows.
В емкость 10 (фиг. 11) помещают смешиваемые ингредиенты 11 и в ней располагают рабочий орган смесителя. Рамки вращаются синхронно навстречу друг другу по направлению вращения (Н.В.) с угловыми скоростями [] и [- Под действием вращающихся пар рамок 3, 4 и 5, 6 смешиваемые ингредиенты 11 сначала образуют две локальные вращающиеся навстречу друг другу зоны 12 и 13 смешения, которые впоследствии инициируют за счет вязкости среды движение по всему объему емкости 10. За счет центробежных сил ингредиенты от осей 7 и 8 вращения рамок перемещаются на периферию зоны вращения рамок 3, 4 и 5, 6, т. е. образуется плоскопараллельное движение, перпендикулярное осям 7 и 8. Направление выпуклостей на нижних сторонах пар рамок 3, 4 и 5, 6 против вращения способствует некоторому торможению частиц в нижней зоне рамок, что приводит к возникновению локальных зон противотечения типа "сдвига" частиц ингредиентов, что также способствует процессу смешения. Боковые стороны l1-l8 рамок 3, 4 и 5, 6 от верхних до нижних сторон воздействуют на частицы ингредиентов, перемещая их не только в горизонтальной плоскости Sг, но и в вертикальной Sв вдоль рамок 3, 4 и 5, 6, а следовательно, и по высоте емкости 10, потому что геометрия боковых сторон в немалой степени определяет характер изменения вертикальной составляющей скорости Vвтечения смешиваемых ингредиентов (фиг. 12), и, кроме того, удлиняют время взаимодействия с рабочим органом, дополнительно измельчая и перемешивая ингредиенты 11 (фиг. 13). Так как по высоте рамок происходит приращение линейной скорости от верхней стороны к нижней из-за увеличения длины сторон рамок, то в среде организуется еще дополнительное вертикальное течение, направленное сверху вниз, что способствует еще более интенсивному перемешиванию. В межосевой зоне 14 происходит интенсивное перемешивание ингредиентов 11 за счет мощных локальных вихревых зон, которые образуются при вращении рамок 3, 4 и 5, 6. Пространственная винтоподобность боковых сторон рамок приводит к тому, что поток вдоль них будет закрученным. Сход закрученного потока смешиваемых ингредиентов 11 происходит с нижних сторон рамок, а подсос у верхних сторон рамок.Mixed ingredients 11 are placed in the container 10 (Fig. 11) and the working body of the mixer is placed in it. The frames rotate synchronously towards each other in the direction of rotation (N.V.) with angular velocities [ ] and [- Under the action of the rotating pairs of frames 3, 4 and 5, 6, the mixed ingredients 11 first form two local mixing zones 12 and 13 rotating towards each other, which subsequently initiate, due to the viscosity of the medium, the movement throughout the volume of the container 10. Due to centrifugal forces, the ingredients from the axes 7 and 8, the rotation of the frames moves to the periphery of the zone of rotation of the frames 3, 4 and 5, 6, i.e., a plane-parallel movement is formed perpendicular to the axes 7 and 8. The direction of the bulges on the lower sides of the pairs of frames 3, 4 and 5, 6 against rotation contributes some torus dix particles in the lower region framework, which leads to local zones countercurrent type "shift" particulate ingredients, which also contributes to the mixing process. The sides l 1 -l 8 of the frames 3, 4 and 5, 6 from the upper to the lower sides act on the particles of the ingredients, moving them not only in the horizontal plane S g , but also in the vertical S in along frames 3, 4 and 5, 6 and, therefore, the height of the tank 10, because the geometry of the sides determines to a large extent the nature of the change in the vertical component of the velocity V in the course of the mixed ingredients (Fig. 12), and, in addition, lengthen the time of interaction with the working body, further grinding and mixing the ingredients 11 (Fig. 13). Since the linear velocity increases from the height of the frames from the upper side to the lower due to the increase in the length of the sides of the frames, an additional vertical flow is organized in the medium, directed from top to bottom, which contributes to even more intensive mixing. Intensive mixing of the ingredients 11 takes place in the interaxal zone 14 due to powerful local vortex zones that are formed when the frames 3, 4 and 5, 6 rotate. The spatial screw-likeness of the sides of the frames causes the flow along them to be swirling. The descent of the swirling flow of mixed ingredients 11 occurs on the lower sides of the frames, and suction on the upper sides of the frames.
Работа органа смесителя по второму варианту заключается в следующем. The operation of the mixer body in the second embodiment is as follows.
В емкость 10 (фиг. 24) помещают смешиваемые ингредиенты 11, и в ней располагают рабочий орган смесителя. Рамки вращаются синхронно навстречу друг другу по направлению вращения (Н.В.) с угловыми скоростями [] и [-] Под действием вращающихся рамок 3, 4 и 5, 6 смешиваемые ингредиенты 11 сначала образуют две локальные вращающиеся навстречу друг другу зоны 12 и 13 смешения, которые впоследствии инициируют за счет вязкости среды движение по всему объему емкости 10. За счет центробежных сил ингредиенты осей вращения рамок перемещаются на периферию зоны вращения рамок 3, 4 и 5, 6, т.е. образуется плоскопараллельное движение, перпендикулярное осям 7 и 8. Направление выпуклостей на нижних сторонах рамок 3, 4 и 5, 6 против вращения способствует некоторому торможению частиц в нижней зоне рамок, что приводит к возникновению локальных зон противотечения типа "сдвига" частиц ингредиентов, что также способствует процессу смешения. Боковые стороны l1-l8 рамок 3, 4 и 5, 6 от верхних до нижних сторон воздействуют на частицы ингредиентов, перемещая их не только в горизонтальной плоскости Sг, но и в вертикальной Sв вдоль рамок 3, 4 и 5, 6, а следовательно, и по высоте емкости 10, потому что геометрия боковых сторон в немалой степени определяет характер изменения вертикальной составляющей скорости Vв течения смешиваемых ингредиентов (фиг. 25), и, кроме того, удлиняют время взаимодействия с рабочим органом, дополнительно измельчая и перемешивая ингредиенты 11 (фиг. 26). Так как по высоте рамок происходит приращение линейной скорости от верхней стороны к нижней из-за увеличения длины сторон рамок, то в среде организуется еще дополнительное вертикальное течение, направленное сверху вниз, что способствует еще более интенсивному перемешиванию.The mixed ingredients 11 are placed in the container 10 (Fig. 24), and the working body of the mixer is placed in it. The frames rotate synchronously towards each other in the direction of rotation (N.V.) with angular velocities [ ] and [- ] Under the action of the rotating frames 3, 4 and 5, 6, the mixed ingredients 11 first form two local mixing zones 12 and 13 rotating towards each other, which subsequently initiate, due to the viscosity of the medium, the movement throughout the volume of the container 10. Due to the centrifugal forces, the ingredients of the axis of rotation frames move to the periphery of the rotation zone of frames 3, 4 and 5, 6, i.e. a plane-parallel motion is formed, perpendicular to the axes 7 and 8. The direction of the bulges on the lower sides of the frames 3, 4 and 5, 6 against rotation contributes to some inhibition of particles in the lower zone of the frames, which leads to the appearance of local countercurrent zones such as a “shift” of the particles of ingredients, which also contributes to the mixing process. The sides l 1 -l 8 of the frames 3, 4 and 5, 6 from the upper to the lower sides act on the particles of the ingredients, moving them not only in the horizontal plane S g , but also in the vertical S in along frames 3, 4 and 5, 6 and, therefore, the height of the tank 10, because the geometry of the sides determines to a large extent the nature of the change in the vertical component of the velocity V in the course of the mixed ingredients (Fig. 25), and, in addition, extend the time of interaction with the working body, further grinding and mixing the ingredients 11 (Fig. 26). Since the linear velocity increases from the height of the frames from the upper side to the lower due to the increase in the length of the sides of the frames, an additional vertical flow is organized in the medium, directed from top to bottom, which contributes to even more intensive mixing.
В межосевой зоне 14 происходит интенсивное перемешивание ингредиентов 11 за счет мощных локальных вихревых зон, которые образуются при вращении рамок 3, 4 и 5, 6. Пространственная винтоподобность боковых сторон рамок 3, 4 и 5, 6 приводит к тому, что поток вдоль них будет закрученным. Сход закрученного потока смешиваемых ингредиентов 11 происходит с нижних сторон рамок, а подсос у верхних сторон рамок. Intensive mixing of the ingredients 11 takes place in the interaxal zone 14 due to powerful local vortex zones, which are formed when the frames 3, 4 and 5, 6 rotate. Spatial screw-likeness of the sides of the frames 3, 4 and 5, 6 leads to the flow along them swirling. The descent of the swirling flow of mixed ingredients 11 occurs on the lower sides of the frames, and suction on the upper sides of the frames.
Работа органа смесителя по другому выполнению второго варианта заключается в следующем. The work of the mixer on another implementation of the second option is as follows.
В емкость 10 (фиг. 37) помещают смешиваемые ингредиенты 11 и в ней располагают рабочий орган смесителя. Рамки вращаются синхронно навстречу друг другу по направлению вращения (Н.В.) с угловыми скоростями [] и [-] Под действием вращающихся рамок 3, 4 и 5, 6 смешиваемые ингредиенты 11 сначала образуют две локальные вращающиеся навстречу друг другу зоны 12 и 13 смешения, которые впоследствии инициируют за счет вязкости среды движение по всему объему емкости 10. За счет центробежных сил ингредиенты от осей 7 и 8 вращения рамок перемещаются на периферию зоны вращения рамок 3, 4 и 5, 6 и т. е. образуется плоскопараллельное движение, перпендикулярное осям 7 и 8. Направление выпуклостей на нижних сторонах рамок 3, 4 и 5, 6 против вращения способствует некоторому торможению частиц в нижней зоне рамок, что приводит к возникновению локальных зон противотечения типа "сдвига" частиц ингредиентов, что также способствует процессу смешения. Боковые стороны l1-l8 рамок 3, 4 и 5, 6 от верхних до нижних сторон воздействуют на частицы ингредиентов, перемещая их не только в горизонтальной плоскости Sг, но и в вертикальной Sв вдоль рамок 3, 4 и 5, 6, а следовательно, и по высоте емкости 10, потому что геометрия боковых сторон в немалой степени определяет характер изменения вертикальной составляющей скорости Vвтечения смешиваемых ингредиентов (фиг. 38), и, кроме того, удлиняют время взаимодействия с рабочим органом, дополнительно измельчая и перемешивая ингредиенты 11 (фиг. 39). Так как по высоте рамок происходит приращение линейной скорости от верхней стороны к нижней из-за увеличения длины сторон рамок, то в среде организуется еще дополнительное вертикальное течение, направленное сверху вниз, что способствует еще более интенсивному перемешиванию. В межосевой зоне 14 происходит интенсивное перемешивание ингредиентов 11 за счет мощных локальных вихревых зон, которые образуются при вращении рамок 3, 4 и 5, 6. Пространственная винтоподобность боковых сторон рамок приводит к тому, что поток вдоль них будет закрученным. Сход закрученного потока смешиваемых ингредиентов 11 происходит с нижних сторон рамок, а подсос у верхних сторон.Mixed ingredients 11 are placed in the container 10 (Fig. 37) and the working body of the mixer is placed in it. The frames rotate synchronously towards each other in the direction of rotation (N.V.) with angular velocities [ ] and [- ] Under the action of the rotating frames 3, 4 and 5, 6, the mixed ingredients 11 first form two local mixing zones 12 and 13 rotating towards each other, which subsequently initiate, due to the viscosity of the medium, the movement throughout the volume of the container 10. Due to centrifugal forces, the ingredients from the axes 7 and 8, the rotations of the frames move to the periphery of the zone of rotation of the frames 3, 4 and 5, 6, and so on, a plane-parallel movement is formed perpendicular to the axes 7 and 8. The direction of the bulges on the lower sides of the frames 3, 4 and 5, 6 against rotation contributes to some inhibited w particles in the lower region framework, which leads to local zones countercurrent type "shift" particulate ingredients, which also contributes to the mixing process. The sides l 1 -l 8 of the frames 3, 4 and 5, 6 from the upper to the lower sides act on the particles of the ingredients, moving them not only in the horizontal plane S g , but also in the vertical S in along frames 3, 4 and 5, 6 and, therefore, the height of the tank 10, because the geometry of the sides determines to a large extent the nature of the change in the vertical component of the velocity V in the course of the mixed ingredients (Fig. 38), and, in addition, lengthen the time of interaction with the working body, further grinding and mixing the ingredients 11 (Fig. 39). Since the linear velocity increases from the height of the frames from the upper side to the lower due to the increase in the length of the sides of the frames, an additional vertical flow is organized in the medium, directed from top to bottom, which contributes to even more intensive mixing. Intensive mixing of the ingredients 11 takes place in the interaxal zone 14 due to powerful local vortex zones that are formed when the frames 3, 4 and 5, 6 rotate. The spatial screw-likeness of the sides of the frames causes the flow along them to be swirling. The descent of the swirling flow of the mixed ingredients 11 occurs on the lower sides of the frames, and the suction on the upper sides.
Предлагаемые рабочие органы позволяют эффективно смешивать различные по вязкости ингредиенты. The proposed working bodies allow you to effectively mix different viscosity ingredients.
Работа органов смесителя, основанная на использовании центробежного и пропеллерного принципов, приводит к уменьшению времени смешения и к уменьшению потребляемой электроэнергии, а также к получению смеси с более мелкодисперсной структурой, а значит, и более однородной по качеству. The work of the mixer organs, based on the use of centrifugal and propeller principles, leads to a reduction in mixing time and to a reduction in energy consumption, as well as to a mixture with a finer-dispersed structure, and hence more homogeneous in quality.
