RU2056925C1

RU2056925C1 - Mixer working head

Info

Publication number: RU2056925C1
Application number: RU93040837A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Арутюнов; С.В. Котов
Original assignee: Арутюнов Юрий Артемович
Priority date: 1993-08-11
Filing date: 1993-08-11
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: chemical, construction industries. SUBSTANCE: mixer working head has two in parallel located crankshafts spaced by some distance from each other. In series alternating one after another frames are fixed on first crankshaft. Upper ends of right and left sides of frames are tightened by ring and are turned relatively to lower ends by an angle of 0 < α < 2π. On second crankshaft there are two frames, upper and lower sides of which are orthogonal to each other. Upper sides of frames are rectilinear and lower sides are bent. EFFECT: simplified design. 7 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям устройств для смешения двух или более ингредиентов, например жидкостей, сыпучих веществ или их комбинаций, в частности, для производства теста, кремов, паст и др. The invention relates to the construction of devices for mixing two or more ingredients, for example liquids, solids or combinations thereof, in particular for the production of dough, creams, pastes, etc.

Известен рабочий орган смесителя, содержащий два вала, расположенных в вертикальной плоскости и отстоящих 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 некоторый угол вокруг оси вращения вала по часовой стрелке, а на другом валу против часовой стрелки. Верхние и нижние стороны рамок, равные по ширине, выполнены прямолинейными [1]
Недостаток этого рабочего органа невысокая эффективность смешения, выраженная в том, что недостаточно полно реализуются скоростные характеристики рабочего органа при повышенных скоростях вращения.Known working body of the mixer, containing two shafts located in a vertical plane and spaced from each other at some distance, each of which is fixed to one frame, and on one of the shafts the lower side of the frame is rotated relative to the upper side by a certain angle around the axis of rotation of the shaft clockwise and counterclockwise on the other shaft. The upper and lower sides of the frames, equal in width, are made rectilinear [1]
The disadvantage of this working body is the low mixing efficiency, expressed in the fact that the speed characteristics of the working body are not fully implemented at elevated rotational speeds.

Известен рабочий орган смесителя, содержащий два вала, расположенных в вертикальной плоскости и отстоящих на некотором расстоянии друг от друга, на каждом из которых закреплены две тонкие рамки, ортогонально ориентированные друг к другу. Боковые стороны рамок в направлении вращения имеют заостренную кромку [2]
Недостатками такого рабочего органа смесителя являются низкая эффективность перемешивания обрабатываемых ингредиентов и повышение 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 thin frames, orthogonally oriented to each other. The sides of the frames in the direction of rotation have a pointed edge [2]
The disadvantages of such a working body of the mixer are the low efficiency of mixing the processed ingredients and the increased cost of energy and time for mixing.

Задача изобретения повышение эффективности смешения ингредиентов. The objective of the invention is to increase the efficiency of mixing the ingredients.

Задача решается тем, что рабочий орган смесителя содержит два параллельно расположенных вала, отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. На первом валу закреплены чередующиеся друг за другом рамки, имеющие вид

и

, состоящие из одной нижней и двух боковых сторон, при этом и нижняя сторона имеет форму сопряженных между собой дуг, выпуклости которых направлены в противоположные стороны, число рамок на валу нечетное. Кроме того, верхние концы боковых сторон рамок скреплены с ободом и повернуты относительно нижних концов на угол 0< α< 2 π, так как боковые стороны имеют вид пространственных винтовых линий. На втором валу закреплены две рамки, верхние и нижние стороны которых ортогонально ориентированы друг к другу. Верхние стороны рамок выполнены прямолинейными, а нижние стороны в виде фигуры

т. е. сопряженных между собой дуг, выпуклости которых направлены в противоположные стороны, причем длина верхних сторон меньше длины нижних сторон. Верхние стороны рамок повернуты относительно нижних сторон на угол 0< β< 2π так что боковые стороны рамок образуют пространственные винтовые линии, при этом вал с рамками расположен внутри рамок первого вала.The problem is solved in that the working body of the mixer contains two parallel shafts spaced at some distance from each other. On the first shaft fixed alternating frames having the form

and

, consisting of one lower and two lateral sides, while the lower side has the form of conjugated arcs, the convexities of which are directed in opposite directions, the number of frames on the shaft is odd. In addition, the upper ends of the sides of the frames are fastened to the rim and rotated relative to the lower ends by an angle of 0 <α <2 π, since the sides have the form of spatial helical lines. Two frames are fixed on the second shaft, the upper and lower sides of which are orthogonally oriented to each other. The upper sides of the frames are made rectilinear, and the lower sides in the form of a figure

i.e., conjugated arcs whose convexities are directed in opposite directions, the length of the upper sides being less than the length of the lower sides. The upper sides of the frames are rotated relative to the lower sides by an angle 0 <β <2π so that the sides of the frames form spatial helical lines, while the shaft with the frames is located inside the frames of the first shaft.

На фиг. 1 показана конструктивная схема рабочего органа смесителя; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 сечение В-В на фиг.2; на фиг.5 сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 сечение Д-Д на фиг.1; на фиг. 7 схема работы рабочего органа смесителя. In FIG. 1 shows a structural diagram of the working body of the mixer; figure 2 view a in figure 1; figure 3 section BB in figure 2; figure 4 section bb in figure 2; figure 5 section GG in figure 1; in Fig.6 section DD in Fig.1; in FIG. 7 scheme of the working body of the mixer.

Рабочий орган смесителя (фиг.1 и 2) состоит из двух параллельных валов 1 и 2 с рамками: на валу 1 закреплены чередующиеся друг за другом рамки 3 5 вида

и

с ободом 6 (число рамок нечетное),а на валу 2 рамки 7 и 8. Валы 1 и 2 имеют оси 9 и 10 соответственно, расстояние между которыми а. Верхние концы 12, 14, 16, 18, 20 и 22 боковых сторон рамок 3 5 вала 1 l₁, l₂. l₃, l₄, l₅, l₆ повернуты относительно нижних концов 11, 13, 15, 17, 19 и 21 на угол 0<α< 2π против часовой стрелки, где α= fπ (f действительное число f∈ 0; + ∞ [). Таким образом, боковые стороны рамок 3 5 являются винтообразными. Высота рамок 3 5 b. На валу 2 нижние ортогонально расположенные стороны рамок 7 и 8 повернуты относительно верхних ортогонально расположенных сторон на угол 0 < β< 2π где β= gπ (g действительное число g∈0; + ∞ [). Таким образом боковые стороны рамок 7 и 8 l₇, l₈, l₉, l₁₀ являются винтообразными. Высота рамок 7 и 8 с, притом с < b. В сечении Б-Б (фиг.3) приведена нижняя сторона рамок 3 и 5. В сечении В-В (фиг.4) изображена нижняя сторона рамки 4. Верхние прямолинейные стороны рамок 7 и 8 приведены в сечении Г-Г (фиг. 5), а нижние стороны рамок 7 и 8, имеющие вид

, изображены в сечении Д-Д (фиг.6).The working body of the mixer (figures 1 and 2) consists of two

parallel shafts

1 and 2 with frames: on the shaft 1 are fixed alternating frames 3 to 5 of a kind

and

with a rim 6 (the number of frames is odd), and on the shaft 2

frames

7 and 8.

Shafts

1 and 2 have

axes

9 and 10, respectively, the distance between which a. The upper ends 12, 14, 16, 18, 20 and 22 of the sides of the frames 3 5 of the shaft 1 l ₁ , l ₂ . l ₃ , l ₄ , l ₅ , l _{6 are} rotated relative to the lower ends 11, 13, 15, 17, 19 and 21 by an angle 0 <α <2π counterclockwise, where α = fπ (f is a real number f∈ 0; + ∞ [). Thus, the sides of the frames 3 5 are helical. Frame height 3 5 b. On shaft 2, the lower orthogonally located sides of

frames

7 and 8 are rotated relative to the upper orthogonally located sides by an angle 0 <β <2π where β = gπ (g is a real number g∈0; + ∞ [). Thus, the sides of the frames 7 and 8 l ₇ , l ₈ , l ₉ , l ₁₀ are helical. The height of the frames is 7 and 8 s, moreover, with <b. In section BB (FIG. 3), the lower side of

frames

3 and 5 is shown. In section BB (FIG. 4), the lower side of frame 4 is shown. The upper rectilinear sides of

frames

7 and 8 are shown in section G-D (FIG. 5), and the lower sides of the

frames

7 and 8, having the form

are depicted in cross section DD (Fig.6).

Рабочий орган смесителя функционирует следующим образом. The working body of the mixer operates as follows.

В емкость 23 (фиг.7) помещают смешиваемые ингредиенты 24 и рабочий орган смесителя. Рамки вращаются вокруг осей 9 и 10 по направлению вращения (Н.В.) с угловыми скоростями ω и ω Под действием вращающихся рамок 3 5, закрепленных на валу 1, и рамок 7 и 8, закрепленных на валу 2, смешиваемые ингредиенты сначала образуют две локальные вращающиеся навстречу, вложенные одна в другую, зоны смешения 25 и 26, которые впоследствии инициируют за счет вязкости среды движения по всему объему емкости. За счет центробежных сил ингредиенты перемещаются от осей вращения рамок в стороны. Боковые стороны l₁, l₂, l₃, l₄, l₅, l₆ рамок 3 5 и l₇, l₈, l₉, l₁₀ рамок 7 и 8 воздействуют на частицы ингредиентов, перемещая их не только в горизонтальной плоскости, но и вертикальной как вниз вдоль рамок 7 и 8, так и вверх вдоль рамок 3 5, т.е. по высоте емкости 22. Геометрия боковых сторон в немалой степени определяет характер изменения вертикальной составляющей скорости течения смешиваемых ингредиентов и, кроме того, увеличивает длительность взаимодействия с рабочим органом, дополнительно измельчая и перемешивая ингредиенты. Но так как происходит приращение линейной скорости при движении от верхних сторон к нижним у рамок 7 и 8, вследствие геометрии, то в среде организуется дополнительное вертикальное течение, направленное сверху вниз, что также улучшает качество смешения. В зоне 27 происходит интенсивное перемешивание ингредиентов 24 за счет взаимодействия мощных локальных вихревых зон, которые образуются при вращении рамок 3 5 и 7, 8. Так как боковые стороны рамок винтообразные, то потоки, организуемые ими, будут закрученными. У рамок 3 5 забор будет происходить в зоне 28 у вала 1 и сходить в зоне 29, а у рамок 7 и 8 забор будет происходить в зоне 30 у вала 2, а сходить в зоне 31 у нижних сторон рамок.In the container 23 (Fig.7) placed the mixed ingredients 24 and the working body of the mixer. The frames rotate around the axes 9 and 10 in the direction of rotation (N.V.) with angular velocities ω and ω. Under the action of the rotating frames 3 5, mounted on the shaft 1, and frames 7 and 8, mounted on the shaft 2, the mixed ingredients first form two local rotating towards each other, nested one into another, mixing zones 25 and 26, which subsequently initiate due to the viscosity of the medium of movement throughout the volume of the tank. Due to centrifugal forces, the ingredients move from the axes of rotation of the frames to the sides. The sides l ₁ , l ₂ , l ₃ , l ₄ , l ₅ , l ₆ frames 3 5 and l ₇ , l ₈ , l ₉ , l ₁₀ frames 7 and 8 act on the particles of the ingredients, moving them not only in the horizontal plane , but also vertical both down along frames 7 and 8, and up along frames 3 5, i.e. the height of the tank 22. The geometry of the sides to a large extent determines the nature of the change in the vertical component of the flow rate of the mixed ingredients and, in addition, increases the duration of interaction with the working body, additionally grinding and mixing the ingredients. But since there is an increment in linear velocity when moving from the upper to the lower sides of frames 7 and 8, due to the geometry, an additional vertical flow is organized in the medium, directed from top to bottom, which also improves the quality of mixing. Intensive mixing of the ingredients 24 occurs in zone 27 due to the interaction of powerful local vortex zones, which are formed during the rotation of frames 3 5 and 7, 8. Since the sides of the frames are screw-shaped, the flows organized by them will be twisted. At frames 3–5, the fence will take place in zone 28 near shaft 1 and descend in zone 29, while at frames 7 and 8 the fence will take place in zone 30 near shaft 2, and descend in zone 31 at the lower sides of the frames.

Как следует из описания конструкции рабочего органа смесителя и его работы, предлагаемый рабочий орган позволяет эффективно смешивать различные по вязкости ингредиенты, уменьшая время смешения и повышая качество приготовляемой смеси. As follows from the description of the design of the working body of the mixer and its operation, the proposed working body allows you to effectively mix different viscosity ingredients, reducing mixing time and improving the quality of the prepared mixture.

Claims

WORKING BODY OF THE MIXER, containing two parallel shafts with frames, characterized in that alternating open frames are fixed on the first shaft, consisting of two lateral and one lower side, the lower side of one frame has the form of conjugated arcs located in a vertical planes whose bulges are directed in opposite directions, the lower side of the next frame has the form of conjugated arcs located in a vertical plane, the bulges of which are directed in opposite sides, and the convexities of the arcs of the lower sides of the alternating frames are directed in opposite directions, the upper ends of the sides of the frames are fastened by a rim and rotated relative to the lower ends by an angle 0 <α <2π, so that the sides form spatial helical lines, the number of frames is odd, on the second two frames are fixed to the shaft, the upper and lower sides of which are orthogonally oriented one to the other, the upper sides of the frames are made straight and the lower sides have the form of conjugated arcs, convex These are directed in opposite directions, the length of the upper sides is less than the length of the lower sides, the upper sides of the frames are rotated relative to the lower sides by an angle 0 <β <2π, <so that the sides form spatial helical lines, while the shaft with the frames is located inside the frames of the first shaft .