RU2085275C1 - Hydrocavitation mixer-disperser for suspensions - Google Patents

Hydrocavitation mixer-disperser for suspensions Download PDF

Info

Publication number
RU2085275C1
RU2085275C1 RU93039074A RU93039074A RU2085275C1 RU 2085275 C1 RU2085275 C1 RU 2085275C1 RU 93039074 A RU93039074 A RU 93039074A RU 93039074 A RU93039074 A RU 93039074A RU 2085275 C1 RU2085275 C1 RU 2085275C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
mixer
diameter
screw
rotor
Prior art date
Application number
RU93039074A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93039074A (en
Inventor
А.К. Кузнецов
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Диапазон"
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 Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Диапазон" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Диапазон"
Priority to RU93039074A priority Critical patent/RU2085275C1/en
Publication of RU93039074A publication Critical patent/RU93039074A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2085275C1 publication Critical patent/RU2085275C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

FIELD: dispersers. SUBSTANCE: hydrocavitation mixer-disperser for suspensions has cylindrical chamber 1 with tapered bottom 3 and electric drive 11 with coupling 15 of the shaft of rotor 12. The chamber is closed with cover 8 having feed pipes 6. Fastened in cantilever to the lower part of rotor 12 is supercavitation causing screw 29. The drain arrangement of the disperser is provided with valves 31 with power cylinder 39. The suspension flow separator is made in the form of lower enclosure 9, upper enclosure 13 and pylons 10. The rotor shaft is made up of two parts: lower cantilever part 22 and upper part 13 seated in ball bearings 14. These parts are coupled with the use of flexible universal joint. The front bubble forming part of screw 23 is made of hard alloy plate 25. EFFECT: high efficiency. 6 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к механизмам и машинам, используемым для смешения и диспергации суспензий, содержащих мелкие частицы твердых водонерастворимых минеральных веществ, например, для активации водоцементной смеси в производстве бетона, а также для диспергации предварительно измельченных биологических веществ, главным образом растительного происхождения для их дальнейшего измельчения с целью увеличения удельного выхода из диспергированной массы извлекаемого в последующем техпроцессе полезного продукта. Например, масла из семян, сахара, крахмала, лекарственных веществ и т.п. Кроме того, устройство может быть применено для приготовления из исходных компонентов суспензий, например, молока, питательных смесей и т.п. The invention relates to mechanisms and machines used for mixing and dispersing suspensions containing small particles of solid water-insoluble mineral substances, for example, for activating a water-cement mixture in concrete production, as well as for dispersing pre-ground biological substances, mainly of plant origin, for further grinding with the purpose of increasing the specific yield from the dispersed mass of the useful product recovered in the subsequent manufacturing process. For example, oils from seeds, sugar, starch, drugs, etc. In addition, the device can be used for the preparation of suspensions from the starting components, for example, milk, nutritional mixtures, etc.

Загрузка в этих случаях может иметь как циклический характер, так и непрерывный. Download in these cases can be either cyclical or continuous.

Широко известны устройства для приготовления смесей из цемента с водой. В нем происходит загрузка компонентов в камеру смешения, имеющую форму вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем, внутри которого размещена мешалка с приводом [1, 2]
Известна конструкция смесителя, в котором происходит измельчение и активация смеси с целью получения требуемых ее свойств, например, установкой в камере ультразвуковых излучателей [3]
Недостатком известной конструкции является малая производительность и длительный период приготовления активированной водометной суспензии, поэтому встраивание этого участка в действующее производство приводит к снижению производительности.
Widely known devices for the preparation of mixtures of cement with water. It is where the components are loaded into the mixing chamber, which has the form of a vertical cylindrical body with a conical bottom, inside which a stirrer with a drive is located [1, 2]
Known design of the mixer, in which the grinding and activation of the mixture in order to obtain its desired properties, for example, by installing ultrasonic emitters in the chamber [3]
A disadvantage of the known design is the low productivity and the long period of preparation of the activated water-jet suspension, therefore, the integration of this section into the existing production leads to a decrease in productivity.

Известна конструкция гидрокавитационного смесителя-диспергатора суспензии о расположенную цилиндрическую камеру с коническим днищем, верхнюю крышку с загузочным патрубком и приводом установленного соосно камере вала ротора мешалки диспергатора с закрепленным консольно на его нижней части суперкавитирующим винтом, сливное устройство с клапаном, кинематически связанным с приводом, и монтажно-эксплуатационные узлы [4]
Недостатками известной конструкции, выявленными при опытных испытаниях являются:
недопустимо малая стойкость нижнего узла шарикоподшипника вала из-за попадания в него водоцементной суспензии, имеющей абразивные свойства и появления динамических автоколебательных поперечных нагрузок, действующих на суперкавитирующий винт при разбалтывании подшипников;
негерметичность клапана слива и недостаточная площадь его проходного сечения из-за малого хода тарели и ее наклоном при открытии;
устройство ввода воды и цемента, совмещенные в единый блок, не обеспечивают приемлемых значений времени ввода в камеру исходных компонентов, обусловленных образованием сгустков (комков), не успевающих разрушиться к моменту завершения процесса активации;
в смесительной камере отсутствует устройство стабилизации внутренних потоков, что ухудшает эксплуатационные характеристики,
конструкция винта мешалки по нагрузочной характеристике не согласована с моментной характеристикой электродвигателя, из-за чего асинхронный двигатель не набирает оборотов, соответствующих оптимальным значениям по скольжению вращающегося магнитного поля и перегревается до температуры срабатывания реле тепловой защиты;
время цикла приготовления активированной водоцементной суспензии в установке превышает время цикла работы бетоносмесителя из-за недопустимой длительности операций по заполнению смесительной камеры и сливу суспензии из нее.
A known design of a hydrocavitation mixer-dispersant of a suspension about an arranged cylindrical chamber with a conical bottom, a top cover with a filler pipe and a drive of a disperser mixer rotor shaft mounted coaxially to the camera with a super-cavitating screw fixed to a cantilever on its lower part, a drain device with a valve kinematically connected to the drive, and assembly and operational units [4]
The disadvantages of the known design identified in the pilot tests are:
unacceptably low resistance of the lower node of the ball bearing of the shaft due to the ingress of a water-cement suspension having abrasive properties and the appearance of dynamic self-oscillating transverse loads acting on a super-cavitating screw when the bearings are loose;
leakage of the drain valve and insufficient flow area due to the small stroke of the plate and its slope when opening;
water and cement input devices, combined into a single unit, do not provide acceptable values for the initial components entering the chamber due to the formation of clots (lumps) that do not have time to collapse by the time the activation process is completed;
in the mixing chamber there is no device for stabilizing internal flows, which degrades the operational characteristics,
the design of the agitator screw in terms of the load characteristic is not consistent with the torque characteristic of the electric motor, which is why the induction motor does not gain revolutions corresponding to the optimal values for the sliding of the rotating magnetic field and overheats to the temperature of operation of the thermal protection relay;
the cycle time for preparing the activated water-cement slurry in the installation exceeds the cycle time of the concrete mixer due to the unacceptable duration of operations to fill the mixing chamber and drain the suspension from it.

В предложенном техническом решении устранены указанные недостатки. Техническим результатом изобретения является улучшение функционально-эксплуатационных характеристик. The proposed technical solution eliminated these shortcomings. The technical result of the invention is to improve the functional and operational characteristics.

Указанная цель достигается тем, что в смесительной камере установлены разделители потока суспензии в виде двух оболочек в форме усеченных конусов, направленных вершинами в противоположные стороны, при этом нижняя оболочка закреплена на коническом днище с помощью пилонов-успокоителей, потока, при этом диаметр корпуса у ее основания меньше диаметра основания верхней оболочки, закрепленной на крышке, а в плане оболочки установлены с радиальным зазором, на боковой поверхности оболочек образованы технологические выемки, а на верхней дополнительно перфорация, вал ротора выполнен из двух сочлененных с помощью разъемной упругой карданной муфты частей, нижней консольной с суперкавитирующим винтом на свободном конце, и верхней, установленной в шарикоподшипниках с многоступенчатой дублированной системой защиты их от попадания суспензии, и передняя кавернообразующая часть лопасти винта выполнена из пристыкованной с торца со стороны набегающего потока твердосплавной пластины в форме трапеции, сужающейся от основания к концу лопасти, плоскость которой в плане закручена так, что ее угол установки к плоскости, перпендикулярной продольной оси винта, уменьшается при увеличении радиуса сечения, в центральной части камеры смещения в зоне расположения разъемной муфты выполнен монтажный люк, закрытый крышкой, и сливное устройство выполнено моноблочным, тарель его клапана кинематически связана со штоком с помощью сферической самоцентрирующей опоры и рычажно-параллелограмного механизма с возможностью плоско-параллельного перемещения штока сферической опоры, при этом внутренняя полость сливной трубы соединена дренажным патрубком с полостью смесительной камеры. This goal is achieved by the fact that in the mixing chamber there are installed separators for the suspension flow in the form of two shells in the form of truncated cones directed by the vertices in opposite directions, while the lower shell is fixed to the conical bottom using pylon dampers, flow, while the diameter of the housing the bases are smaller than the diameter of the base of the upper shell mounted on the lid, and in the plan of the shell are installed with a radial clearance, technological recesses are formed on the side surface of the shells, and on the top In particular, perforation, the rotor shaft is made of two parts articulated with a detachable elastic cardan coupling, the lower cantilever with a super-cavitating screw on the free end, and the upper one installed in ball bearings with a multi-stage duplicated system for protecting them from suspension, and the front cavernous part of the screw blade is made of docked at the end from the side of the incoming flow of the carbide plate in the form of a trapezoid, tapering from the base to the end of the blade, the plane of which is twisted in plan so about its installation angle to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the screw decreases with increasing radius of the cross section, in the central part of the displacement chamber in the area of the detachable sleeve, a mounting hatch is made, closed with a cover, and the drain device is made monoblock, its valve disc is kinematically connected to the stem using a spherical self-centering support and a lever-parallelogram mechanism with the possibility of plane-parallel movement of the spherical support rod, while the inner cavity of the drain pipe is connected to a pressure nozzle with a cavity of the mixing chamber.

Многоступенчатая дублированная система защиты подшипников выполнена в виде резинометаллических манжет, центробежного импеллера на нижнем конце вала, размещенного в корпусной части узла нижнего подшипника, средства поддува полости между импеллером и расширяющейся частью ротора с помощью двух последовательно соединенных жиклеров дросселя воздушной магистрали, и магистрали безрасходного поддува замкнутой внутренней полости ротора между подшипниками, соединенной с дросселем. В карданной муфте упругий элемент выполнен в форме круглой плоской пластины из пружинной стали с четырьмя осесимметричными отверстиями в ней и четырьмя радиальными разрезами по ним, которая сочленена с карданными вилками валов с помощью четырех прижимных сегментов, стянутых невыпадающими болтами, при этом на консольной части вала образован технический буртик. The multi-stage duplicated bearing protection system is made in the form of rubber-metal cuffs, a centrifugal impeller on the lower end of the shaft, located in the body of the lower bearing assembly, means for blowing the cavity between the impeller and the expanding part of the rotor using two series-connected nozzles of the air duct throttle, and the closed-loop blower the inner cavity of the rotor between the bearings connected to the throttle. In the cardan coupling, the elastic element is made in the form of a round flat plate of spring steel with four axisymmetric holes in it and four radial cuts along them, which are articulated with cardan forks of the shafts using four clamping segments, tightened by captive bolts, while on the cantilever part of the shaft is formed technical bead.

Лопасти суперкавитационного винта удовлетворяют соотношению:

Figure 00000002

где: R1; R2 радиусы лопастей винта у основания и на конце;
b1; b2 ширина кавернообразующей плоскости лопасти у основания и на конце;
Q объем смесительной камеры;
Z число лопастей;
K 0,0015 0,0025 комплексный параметр,
Figure 00000003

В седле клапана и тарели установлены уплотнительные кольца, при этом угол конусности седла клапана и тарели составляет 55o 165o к продольной оси, ход тарели составляет 0,35 0,4 диаметра седла в свету, а площадь проходного сечения клапана в узком сечении в нормали к линиям тока составляет 0,03 0,04 площади цилиндрической части камеры по венутреннему диаметру.The blades of the supercavitation screw satisfy the ratio:
Figure 00000002

where: R 1 ; R 2 radii of the rotor blades at the base and at the end;
b 1 ; b 2 the width of the caverning plane of the blade at the base and at the end;
Q volume of the mixing chamber;
Z is the number of blades;
K 0.0015 0.0025 complex parameter,
Figure 00000003

O-rings are installed in the valve seat and the seat, while the taper angle of the valve seat and the seat is 55 o 165 o to the longitudinal axis, the stroke of the plate is 0.35 0.4 of the diameter of the seat in the light, and the passage area of the valve in a narrow section is normal to the current lines is 0.03 0.04 square of the cylindrical part of the chamber along the diameter of the heart.

Относительные размеры конических разделителей потоков суспензии в камере составляют: для верхней перфорированной оболочки по меньшему диаметру (0,3 - 0,45) диаметра D цилиндрической части камеры, больший диаметр оболочки равен (0,7 0,8)D, относительная суммарная площадь отверстий перфорации составляет 0,3 0,4 величины полной поверхности оболочки, для нижней оболочки больший диаметр составляет (0,6 0,7)D, меньший диаметр равен (1,1- 1,15) диаметра винта, при этом расстояние между двумя оболочками по высоте равно (0,03 - 0,08)D. The relative dimensions of the conical separators of the suspension flows in the chamber are: for the upper perforated shell with a smaller diameter (0.3 - 0.45) of the diameter D of the cylindrical part of the chamber, a larger shell diameter is (0.7 0.8) D, the relative total area of the holes perforation is 0.3 0.4 the magnitude of the full surface of the shell, for the lower shell, the larger diameter is (0.6 0.7) D, the smaller diameter is (1.1-1.15) the diameter of the screw, while the distance between the two shells in height is (0.03 - 0.08) D.

На фиг. 1 дана схема технического решения; на фиг. 2 роторная часть устройства; на фиг. 3 вид сверху на упругий элемент муфты; на фиг. 4 - смесительная камера; на фиг. 5 компоновка клапана слива; на фиг. 6 винт мешалки кавитатора; на фиг. 7 винт в поперечном сечении. In FIG. 1 is a diagram of a technical solution; in FIG. 2 rotary part of the device; in FIG. 3 is a top view of an elastic coupling member; in FIG. 4 - mixing chamber; in FIG. 5 layout of the drain valve; in FIG. 6 screw of the cavitator mixer; in FIG. 7 screw in cross section.

Гидрокавитационный смеситель-диспергатор содержит вертикально расположенную цилиндрическую камеру 1 с коническим днищем 3, верхнюю крышку 5 с загрузочными патрубками 6 и электроприводом 11, ротора 12. Вал ротора установлен соосно камере и имеет закрепленный консольно на его нижней части суперкавитирующий винт, сливное устройство имеет клапан 31, кинематически связанный с его приводом от пневмоцилиндра двойного действия 39. The hydrocavitation mixer-dispersant comprises a vertically arranged cylindrical chamber 1 with a conical bottom 3, a top cover 5 with loading nozzles 6 and an electric drive 11, of the rotor 12. The rotor shaft is installed coaxially to the chamber and has a super-cavitating screw fixed to the lower part of the rotor; kinematically connected with its drive from a double-acting pneumatic cylinder 39.

В предложенном техническом решении установлен разделитель потока суспензии в виде двух оболочек в форме усеченных конусов нижней 9 и верхней 7. Нижняя оболочка закреплена на коническом днище 3 с помощью пилонов 10. На боковой поверхности оболочек образованы технологические выемки, а на верхней дополнительно перфорация 8. Вал ротора выполнен из двух сочлененных с помощью разъемной карданной упругой муфты 24 частей, нижней консольной 22 и верхней 13, установленной в шарикоподшипниках 14 и соединенной с муфтой 15, сочленяющей валы ротора и электропривода. Передняя кавернообразующая часть винта 23 выполнена из пристыкованной твердоспланой пластины 30. В центральной части камеры в зоне расположения разъемной муфты 24 образован монтажный люк 2 закрытый крышкой. Сливное устройство выполнено моноблочным, тарель 33 его клапана кинематически связана со штоком 34 с помощью сферической опоры 35 и рычажно-параллелограммного механизма 36, с возможностью плоско-параллельного перемещения штока сферической опоры 35. Цапфы механизма загерметизированы сильфонными рукавами 38. Полость сливной трубы 4, сообщенной с бетоносмесителем, соединена дренажным патрубком 37 с полостью смесительной камеры. В седле клапана и тарели установлены уплотнительные кольца 40. In the proposed technical solution, a slurry flow separator is installed in the form of two shells in the form of truncated cones of the lower 9 and upper 7. The lower shell is fixed on the conical bottom 3 using pylons 10. Technological recesses are formed on the side surface of the shells, and an additional perforation 8. On the top the rotor is made of two parts articulated by means of a detachable cardan elastic coupling 24, a lower cantilever 22 and an upper 13 mounted in ball bearings 14 and connected to a clutch 15 connecting the rotor shafts and electric rivoda. The front cover-forming part of the screw 23 is made of a docked hard-wafer plate 30. In the central part of the chamber, in the area of the split sleeve 24, a mounting hatch 2 is formed, which is closed by a cover. The drain device is made monoblock, its valve plate 33 is kinematically connected to the stem 34 using a spherical support 35 and a lever-parallelogram mechanism 36, with the possibility of plane-parallel movement of the spherical support rod 35. The trunnion trunnions are sealed with bellows 38. The cavity of the drain pipe 4, communicated with a concrete mixer, connected by a drainage pipe 37 with the cavity of the mixing chamber. O-rings 40 are installed in the valve seat and poppet.

Многоступенчатая дублированная система защиты нижнего подшипника вала 13 от попадания в него суспензии выполнена в виде резинометаллических манжет 16, установленных соосно с подшипником 14 в корпусе ротора 12, центробежного импеллера 17 на нижнем конце вала 13 средства поддува "воздушного колокола", образуемого в процессе функционирования между импеллером 17 и расширяющейся частью ротора с помощью двух последовательных жиклеров 18 и 19 дросселя воздушной магистрали питания 20 и магистрали 21 безрасходного поддува замкнутой внутренней полости ротора между подшипниками, соединенной с дросселем. The multi-stage duplicated system for protecting the lower bearing of the shaft 13 from getting into the suspension is made in the form of rubber-metal cuffs 16 mounted coaxially with the bearing 14 in the rotor housing 12, of a centrifugal impeller 17 at the lower end of the shaft 13 of the “air bell” blowing means, which is formed between the impeller 17 and the expanding part of the rotor with the help of two consecutive jets 18 and 19 of the throttle of the air supply line 20 and the line 21 of the wasteless blowing of the closed internal cavity p torus between the bearings connected to the throttle.

В карданной муфте 24 упругий элемент 25 выполнен в форме круглой из пружинной стали пластины с четырьмя осесимметричными отверстиями 41 и четырьмя радиальными разрезами 42 по ним, которая сочленена с карданными вилками 26 и 27 валов с помощью четырех пружинных сегментов 28, стянутых невыпадающими болтами. In the cardan coupling 24, the elastic element 25 is made in the form of a plate made of spring steel with four axisymmetric openings 41 and four radial cuts 42 thereon, which are articulated with cardan forks 26 and 27 of the shafts using four spring segments 28 tightened by captive bolts.

Устройство работает в циклическом режиме следующим образом. The device operates in a cyclic mode as follows.

Через загрузочный патрубок 6 в камеру заливается полный объем воды, после чего включается электродвигатель 11. Спустя некоторое время (0,5 1 сек) как только в камере установится устойчивая циркуляция потока воды, через патрубок 6 в нее подается продукт, подлежащий диспергации, например, цемент, который увлекается закрученным относительно продольной оси потока движущейся вниз воды. Образуемая при попадании продукта в воду первичная смесь, движущаяся по периферии камеры, ускоряет свое движение, попадает в нижнюю часть камеры, где разворачивает свое направление и попадает на винт. Through the loading nozzle 6, the full volume of water is poured into the chamber, after which the electric motor 11 is turned on. After some time (0.5-1 sec), as soon as the steady circulation of the water flow is established in the chamber, the product to be dispersed is supplied through the nozzle 6, for example, cement, which is carried away by swirling relative to the longitudinal axis of the flow of water moving downward. The primary mixture formed when the product enters the water, moving along the periphery of the chamber, accelerates its movement, enters the lower part of the chamber, where it turns its direction and lands on the screw.

При выходе из зоны вращения винта смесь активно перемешивается и дробится за счет вибровоздействия на нее ударных волн, генерируемых в результате схлопывания искусственных каверн, формируемых лопастями вращающегося винта. Далее поток смеси разветвляется на части, одну проходящую через осевой зазор между оболочками 7 и 9, и другую часть, проходящую через перфорацию 8 в оболочке 7, которые в последующем объединяются в падающий вниз поток, увлекающий новые порции компонентов смеси, подаваемые в камеру. Дросселирование части потока, проходящего через перфорацию в оболочке 7, ламинизирует движение суспензии в верхней части камеры, гасит автоколебания величины расхода через винт, способствует ускорению процесса перемешивания на этапе образования суспензии. When leaving the zone of rotation of the screw, the mixture is actively mixed and crushed due to the vibration of shock waves generated by the collapse of artificial cavities formed by the blades of the rotating screw. Next, the mixture stream branches into parts, one passing through the axial clearance between the shells 7 and 9, and the other part passing through the perforation 8 in the shell 7, which are subsequently combined into a downward flow, entraining new portions of the mixture components supplied to the chamber. Throttling of the part of the stream passing through the perforation in the shell 7, laminates the movement of the suspension in the upper part of the chamber, suppresses self-oscillations of the flow rate through the screw, and helps to accelerate the mixing process at the stage of suspension formation.

После окончания процесса ввода измельчаемого продукта в камеру этап образования первичной суспензии завершается и в последующее время, многократно циркулируя через винт, суспензия проходит гидрокавитационную обработку в кавитационной камере, приобретая заданные свойства. After the process of introducing the crushed product into the chamber is completed, the stage of formation of the primary suspension is completed and subsequently, repeatedly circulating through the screw, the suspension undergoes hydro-cavitation treatment in the cavitation chamber, acquiring the desired properties.

В частности, для варианта ввода в смесительную камеру цемента это:
измельчение цементных зерен воздействием складывающих ударных нагрузок, обдирание с зерен гидратных пленок;
дегазация суспензии за счет процесса расширения, агломерации и всплытия воздуха, растворенного в воде, и расширения микропузырьков, прилипших к границам измельченных частиц (зерен) на границах каверны, где давление близко к вакууму.
In particular, for the option of introducing cement into the mixing chamber, these are:
grinding cement grains under the influence of folding shock loads, peeling hydrated films from grains;
degassing of the suspension due to the process of expansion, agglomeration and ascent of air dissolved in water, and the expansion of microbubbles adhering to the boundaries of crushed particles (grains) at the boundaries of the cavity, where the pressure is close to vacuum.

После завершения процесса измельчения частиц суспензии до требуемого уровня останавливают электродвигатель, открывают клапан сливного устройства и приготовленная суспензия под собственным весом сливается, а на ее место в камеру по дренажному трубопроводу поступает воздух. После слива суспензии клапан сливного устройства закрывается и цикл на этом завершается. After the process of grinding particles of the suspension to the required level is completed, the electric motor is stopped, the valve of the drain device is opened, and the prepared suspension is discharged under its own weight, and air enters its place in the chamber through the drainage pipeline. After draining the suspension, the drain valve closes and the cycle ends.

Применение предлагаемой технической установки, например, в промышленности по производству бетона вносит изменения в традиционную технологию. Отличительная особенность такой технологии состоит в подаче в бетоносмеситель к началу его работы воды и цемента (наряду с другими компонентами) не раздельно, а вместе, в виде приготовленной в предлагаемой установке водоцементной суспензии не как механической смеси, а как смеси, активированной гидрокавитационной обработкой с целью придания ее качественно новых полезных свойств. The application of the proposed technical installation, for example, in the concrete industry introduces changes in traditional technology. A distinctive feature of this technology is that water and cement (along with other components) are not supplied to the concrete mixer at the beginning of its operation, but together, in the form of a water-cement slurry prepared in the proposed installation, not as a mechanical mixture, but as a mixture activated by hydro-cavitation treatment in order to giving it a qualitatively new beneficial properties.

Опытные испытания на прототипе установки показали, что бетоносмеситель, изготовленная с применением активированной гидрокавитационной обработкой водоцементной суспензии имеет следующие улучшенные характеристики:
повышенная текучесть, которая улучшает схватывание бетоносмеси с ранее уложенным бетоном и с арматурой;
ускоряется процесс твердения бетонной смеси, что требует меньших энергозатрат на тепловлажностную обработку изделий;
существенно повышается плотность структуры и прочность цементного камня и бетона в целом, что позволяет уменьшить содержание цемента в бетоне при сохранении и некотором увеличении прочности.
Experimental tests on the prototype of the installation showed that a concrete mixer made using activated hydro-cavitation treatment of a water-cement suspension has the following improved characteristics:
increased fluidity, which improves the setting of the concrete mix with previously laid concrete and reinforcement;
the hardening process of the concrete mixture is accelerated, which requires less energy consumption for heat and moisture treatment of products;
the density of the structure and the strength of cement stone and concrete as a whole increases significantly, which allows to reduce the cement content in concrete while maintaining and some increase in strength.

Claims (6)

1. Гидрокавитационный смеситель-диспергатор суспензии для технологического измельчения минеральных и биологических веществ, содержащий вертикально расположенную цилиндрическую камеру с коническим днищем, верхнюю крышку с загрузочными патрубками и электроприводом установленного соосно камере вала ротора мешалки с закрепленным консольно на его нижней части суперкавитирующим винтом, сливное устройство с клапаном, кинематически связанным с его приводом от пневмоцилиндра двойного действия, и монтажно-эксплуатационные узлы, отличающийся тем, что он снабжен разделителями потока суспензии в виде двух оболочек в форме усеченных конусов, направленных меньшими основаниями в противоположные стороны, при этом нижняя оболочка закреплена на коническом днище с помощью пилонов-успокоителей, и диаметр большего основания ее конуса меньше диаметра большего основания конуса верхней оболочки, закрепленной на крышке и выполненной с перфорацией, вал ротора выполнен из двух сочлененных с помощью разъемной упругой карданной муфты частей, нижней консольной с суперкавитирующим винтом на свободном конце, и верхней, установленной в шарикоподшипниках с многоступенчатой дублированной системой защиты их от попадания суспензии, а передняя кавернообразующая часть лопасти винта выполнена из пристыкованной с торца со стороны набегающего потока твердосплавной пластины в форме трапеции, сужающейся от основания к концу лопасти, плоскость которой в плане закручена так, что ее угол установки к плоскости, перпендикулярной к продольной оси винта, уменьшается при увеличении радиуса сечения, в центральной части камеры смешения в зоне расположения разъемной муфты выполнен монтажный люк, закрытый крышкой, и сливное устройство выполнено моноблочным, тарель его клапана кинематически связана со штоком с помощью сферической самоцентрирующейся опоры и рычажно-параллелограммного механизма с возможностью плоскопараллельного перемещения штока сферической опоры, при этом внутренняя полость сливной трубы соединена дренажным патрубком с полостью смесительной камеры. 1. Hydrocavitation mixer-dispersant suspension for technological grinding of mineral and biological substances, containing a vertically arranged cylindrical chamber with a conical bottom, a top cover with loading nozzles and an electric drive of the mixer rotor shaft installed coaxially to the chamber with a super-cavitating screw fixed to a cantilever on its bottom, a drain device with a valve kinematically connected with its drive from a double-acting pneumatic cylinder, and assembly and operational units, distinguishing the fact that it is equipped with suspension flow dividers in the form of two shells in the form of truncated cones directed by smaller bases in opposite directions, while the lower shell is fixed on the conical bottom with pylon dampers, and the diameter of the larger base of its cone is less than the diameter of the larger base of the cone the upper shell mounted on the cover and made with perforation, the rotor shaft is made of two parts articulated with a detachable elastic cardan coupling, the lower cantilever with a super-cavitating screw on the free end, and the upper one installed in ball bearings with a multi-stage duplicated system for protecting them from suspension, and the front cover-forming part of the screw blade is made of a trapezoid-shaped carbide-welded from the end face from the incoming flow side, tapering from the base to the end of the blade, the plane of which in the plan is twisted so that its installation angle to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the screw decreases with increasing radius of the section in the central part of the mixing chamber in of the location of the detachable coupling, a mounting hatch is made, closed by a cover, and the drain device is made monoblock, its valve disc is kinematically connected to the stem using a spherical self-centering support and a lever-parallelogram mechanism with the possibility of plane-parallel movement of the spherical support rod, while the internal cavity of the drain pipe is connected by a drain a nozzle with a cavity of the mixing chamber. 2. Смеситель-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что многоступенчатая система защиты нижнего подшипника вала от попадания в него суспензии выполнена в виде резинометаллических манжет, центробежного импеллера на нижнем конце, средства поддува полости между импеллером и расширяющейся частью ротора с помощью двух последовательно соединенных жиклеров дросселя воздушной магистрали, и магистрали безрасходного поддува замкнутой внутренней полости ротора между подшипниками, соединенной с дросселем. 2. The dispersant mixer according to claim 1, characterized in that the multistage system for protecting the lower shaft bearing from getting into the suspension is made in the form of rubber-metal cuffs, a centrifugal impeller at the lower end, means for blowing the cavity between the impeller and the expanding part of the rotor using two in series the connected nozzles of the throttle of the air line, and the line of waste-free blowing of the closed internal cavity of the rotor between the bearings connected to the throttle. 3. Смеситель-диспергатор по п. 2, отличающийся тем, что упругий элемент наружной муфты соединения валов ротора мешалки выполнен в форме круглой пластины из пружинной стали с четырьмя осесимметричными отверстиями в ней и четырьмя радиальными разрезами по ним, которая сочленена с карданными вилками валов с помощью четырех прижимных сегментов, стянутых невыпадающими болтами. 3. The dispersant mixer according to claim 2, characterized in that the elastic element of the outer coupling of the mixer rotor shaft connection is made in the form of a round spring steel plate with four axisymmetric holes in it and four radial cuts along it, which are articulated with cardan shafts forks with using four pressure segments tightened with captive bolts. 4. Смеситель-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что в нем линейные размеры лопасти суперкавитирующего винта удовлетворяют соотношению
Figure 00000004

где R1, R2 радиусы лопастей винта у основания и на конце;
b1, b2 ширина кавернообразующей плоскости лопасти у основания и на конце;
Q объем смесительной камеры;
Z число лопастей;
К 0,0015 0,0025 комплексный параметр.
4. The mixer-dispersant according to claim 1, characterized in that in it the linear dimensions of the blade of the super-cavitating screw satisfy the ratio
Figure 00000004

where R 1 , R 2 the radii of the rotor blades at the base and at the end;
b 1 , b 2 the width of the caverning plane of the blade at the base and at the end;
Q volume of the mixing chamber;
Z is the number of blades;
To 0.0015, 0.0025 is a complex parameter.
5. Смеситель-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что относительные размеры конических оболочек разделителей потоков суспензии в камере составляют для верхней перфорированной оболочки по меньшему диаметру 0,3 0,45 диаметра D цилиндрической части камеры, больший диаметр оболочки равен (0,7 0,8)D, относительная суммарная площадь отверстий перфорации составляет 0,3 0,4 величины полной поверхности оболочки, для нижней оболочки больший диаметр составляет (0,6 0,7) D, меньший диаметр равен 1,1-1,15 диаметра винта, при этом расстояние между двумя оболочками по высоте равно (0,03 0,08) D. 5. The dispersant mixer according to claim 1, characterized in that the relative sizes of the conical shells of the suspension flow separators in the chamber are for the upper perforated shell with a smaller diameter of 0.3 to 0.45 of the diameter D of the cylindrical part of the chamber, the larger diameter of the shell is (0, 7 0.8) D, the relative total area of the perforation holes is 0.3 0.4 the size of the full surface of the shell, for the lower shell the larger diameter is (0.6 0.7) D, the smaller diameter is 1.1-1.15 the diameter of the screw, while the distance between the two shells along height is (0.03 0.08) D. 6. Смеситель-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленными в седле клапана и тарели уплотнительными кольцами, при этом угол конусности седла клапана и тарели составляет 55 65o к продольной оси, ход тарели составляет 0,35 0,4 диаметра седла к свету, а площадь проходного сечения клапана в узком сечении в нормали к линиям тока составляет 0,03 0,04 площади цилиндрической части камеры по ее внутреннему диаметру.6. The mixer-dispersant according to claim 1, characterized in that it is equipped with sealing rings installed in the valve seat and the valve seat, while the taper angle of the valve seat and the valve plate is 55 65 o to the longitudinal axis, the plate stroke is 0.35 0.4 the diameter of the seat to the light, and the area of the valve’s orifice in a narrow section normal to the current lines is 0.03 0.04 square of the cylindrical part of the chamber according to its inner diameter.
RU93039074A 1993-07-29 1993-07-29 Hydrocavitation mixer-disperser for suspensions RU2085275C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93039074A RU2085275C1 (en) 1993-07-29 1993-07-29 Hydrocavitation mixer-disperser for suspensions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93039074A RU2085275C1 (en) 1993-07-29 1993-07-29 Hydrocavitation mixer-disperser for suspensions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93039074A RU93039074A (en) 1996-09-20
RU2085275C1 true RU2085275C1 (en) 1997-07-27

Family

ID=20145898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93039074A RU2085275C1 (en) 1993-07-29 1993-07-29 Hydrocavitation mixer-disperser for suspensions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2085275C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521571C2 (en) * 2008-12-17 2014-06-27 Машиненфабрик Густав Айрих Гмбх Унд Ко. Кг Mixer with mixing container
RU2604628C2 (en) * 2012-09-17 2016-12-10 НОВ КОНДОР ЭлЭлСи Method and design of mixer
CN116514257A (en) * 2023-07-03 2023-08-01 东营市清云石油技术有限责任公司 Chemical wastewater treatment equipment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1705094, кл. B 28 C 5/16, 1992. Авторское свидетельство СССР N 1572823, кл. B 28 C 5/16, 1990. Авторское свидетельство СССР N 1570922, кл. B 28 C 5/46, 1990. Установка для производства цементно-минеральных композиций. Черт. С8.33.00.00.000, разработки марта 1991 г. - ОКТБ НТТ АН УССР. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521571C2 (en) * 2008-12-17 2014-06-27 Машиненфабрик Густав Айрих Гмбх Унд Ко. Кг Mixer with mixing container
RU2604628C2 (en) * 2012-09-17 2016-12-10 НОВ КОНДОР ЭлЭлСи Method and design of mixer
CN116514257A (en) * 2023-07-03 2023-08-01 东营市清云石油技术有限责任公司 Chemical wastewater treatment equipment
CN116514257B (en) * 2023-07-03 2023-08-25 东营市清云石油技术有限责任公司 Chemical wastewater treatment equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4808004A (en) Mixing apparatus
US6481883B1 (en) Apparatus and method for mixing cementitious materials having a cyclonic disc mixer and weighing means
US6015225A (en) Vibration input to moving aqueous cementitious slurry
CN1011488B (en) Mixer for pulverous and liquid materials (essentially cement and water), or liquid-liquid materials
JP2022545177A (en) Cement premixer, apparatus for producing concrete mixture and method for producing cement suspension
US3820759A (en) Centrifugal mixing apparatus and method
RU2085275C1 (en) Hydrocavitation mixer-disperser for suspensions
US3948492A (en) Centrifugal mixing apparatus and method
US3326535A (en) Methods and equipment for preparing mortar or concrete
US3953552A (en) Agitation flotation cell for the preparation of minerals and coals
US3111059A (en) Apparatus for handling thixotropic material
US2787447A (en) Continuous mixer
CN108786505A (en) A kind of water-soluble granular mixing machine equipment
CN209190998U (en) Concrete mixer and concrete mixing plant
JPH0228376B2 (en)
CN1081723C (en) Reversible converier of direction of movement and device for displacing volumes using said converter
CN106669490A (en) Solid-liquid beater
CN209034444U (en) Colloid mill agitator tank discharging device
CN208841600U (en) A kind of stirring integrated machine of grinding for refractory wass production
RU2168486C1 (en) Method of preparation of concrete mix, mainly decorative mix and device for operation of this method
CN106311062B (en) A kind of graphene slurry preparation system and preparation method thereof
WO1989010247A1 (en) Apparatus for preparing foamed concrete or other foamed products
RU2285611C1 (en) Device for activating foam-concrete mixture
CN218422395U (en) Mixing equipment of high-efficient soybean peptone
SU1084147A1 (en) Mixer for preparing cellular concrete mixes