RU2585637C1

RU2585637C1 - Mixing device

Info

Publication number: RU2585637C1
Application number: RU2014150126/05A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Приходько; Анатолий Игоревич Смелягин
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-05-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to mixing devices. It can be used in chemical, construction, food industry as device required for intensification of mass exchange processes, for alignment of concentrations and temperature in entire volume of liquid. Mixing device consists of engine, working elements and actuating mechanism, which is installed on housing cover. Actuating mechanism consists of crank-and-rocker mechanism, rocker on shaft of which is fixed central gear, which in its turn is connected with peripheral sprockets via chain with tension roller. Arrangement of sprockets is determined by technological process and shape of reactor. Working elements are connected to shafts of sprockets.

EFFECT: higher efficiency and intensity of heat-mass transfer in different volumes of industrial reactors.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение принадлежит области машиностроения и относится к перемешивающим устройствам. Оно может быть применено в химической, строительной, пищевой промышленности как устройство, необходимое для интенсификации тепломассообменных процессов, для выравнивания концентраций и температур во всем объеме жидкости.The invention belongs to the field of mechanical engineering and relates to mixing devices. It can be used in the chemical, construction, food industry as a device necessary for the intensification of heat and mass transfer processes, for equalizing concentrations and temperatures in the entire liquid volume.

Известно устройство для перемешивания (Патент на изобретение № RU 2067535, кл. В28С 5/16), содержащее емкость, внутри которой находится съемный рабочий орган, а его привод выполнен в виде кривошипа, который через вращательную кинематическую пару соединен с камнем кулисы, причем ось вращения образованной кинематической пары параллельна оси вращения кулисы и перпендикулярна оси коромысла. Во время работы глубина опускания и горизонтальное перемещение изменяются дважды за цикл.A device for mixing is known (Patent for the invention No. RU 2067535, class B28C 5/16), containing a container inside which is a removable working body, and its drive is made in the form of a crank, which is connected through the rotational kinematic pair to the rocker, and the axis The rotation of the formed kinematic pair is parallel to the axis of rotation of the wings and perpendicular to the axis of the rocker. During operation, the lowering depth and horizontal movement are changed twice per cycle.

Однако указанному устройству присущи следующие недостатки. КПД данного устройства очень низкий вследствие применения винтового механизма. Кроме того, указанное устройство имеет один рабочий орган, что приводит к снижению интенсивности перемешивания и невозможности использования в большом объеме промышленных реакторов.However, the specified device has the following disadvantages. The efficiency of this device is very low due to the use of a screw mechanism. In addition, the specified device has one working body, which leads to a decrease in the intensity of mixing and the inability to use a large volume of industrial reactors.

Кроме того, известно устройство для перемешивания (Смелягин А.И. Синтез и исследование машин и механизмов с электромагнитным приводом. - Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1991. - с. 16-17), содержащее корпус, реактор, рабочий орган, электромагнитный привод и блок управления.In addition, it is known a device for mixing (Smelyagin AI Synthesis and study of machines and mechanisms with an electromagnetic drive. - Novosibirsk: Publishing house Novosib. Un-that, 1991. - S. 16-17), containing a housing, a reactor, working body, electromagnetic drive and control unit.

Однако указанному устройству для перемешивания присущи следующие недостатки. Электромагнитный двигатель имеет низкий КПД. У этого устройства присутствует также такой недостаток, как наличие лишь одного рабочего органа и маленький угол поворота, что приводит к низкой интенсивности перемешивания и невозможности использования в большом объеме промышленных реакторов.However, the specified device for mixing inherent in the following disadvantages. The electromagnetic motor has low efficiency. This device also has such a disadvantage as the presence of only one working body and a small angle of rotation, which leads to low mixing intensity and the inability to use a large volume of industrial reactors.

Известно устройство для перемешивания (Патент на изобретение № RU 2528843 C1, кл. B01F 7/18), являющееся прототипом предлагаемого изобретения и содержащее двигатель, рабочие органы и исполнительный механизм, который находится в отдельном корпусе. Исполнительный механизм состоит из кривошипно-коромыслового механизма, на коромысле которого закреплено центральное зубчатое колесо, которое в свою очередь зацеплено с периферийными зубчатыми колесами. Центральное зубчатое колесо установлено на крышке корпуса реактора с возможностью вращения и соединено с двигателем через кривошипно-коромысловый механизм, состоящий из кривошипа, шатуна и коромысла, а рабочие органы соединены с валами зубчатых колес. Рабочие органы могут быть выполнены в виде лопастей с отверстиями.A device for mixing (Patent for the invention No. RU 2528843 C1, class B01F 7/18) is known, which is a prototype of the invention and contains an engine, working bodies and an actuator, which is located in a separate housing. The actuator consists of a crank-beam mechanism, on the beam of which a central gear wheel is fixed, which in turn is engaged with peripheral gears. The central gear wheel is rotatably mounted on the cover of the reactor vessel and connected to the engine through a crank mechanism consisting of a crank, connecting rod and rocker arm, and the working bodies are connected to the gear shafts. The working bodies can be made in the form of blades with holes.

Однако в указанном устройстве особенности кинематики и размеров зубчатой передачи ограничивают область применения исполнительного механизма, не позволяют использовать устройство в большом объеме промышленных реакторов.However, in the specified device, the features of the kinematics and sizes of the gear limit the scope of the actuator, do not allow the device to be used in a large volume of industrial reactors.

Задачей изобретения является создание перемешивающего устройства с рациональным расположением рабочих органов по всему объему реакторов различных размеров и формы.The objective of the invention is the creation of a mixing device with a rational arrangement of the working bodies throughout the volume of reactors of various sizes and shapes.

Техническим результатом является обеспечение высокой производительности и интенсивности тепломассопереноса в различных объемах промышленных реакторов.The technical result is the provision of high productivity and intensity of heat and mass transfer in various volumes of industrial reactors.

Это достигается тем, что перемешивающее устройство состоит из двигателя, рабочих органов и исполнительного механизма, который установлен на крышке корпуса. Исполнительный механизм состоит из кривошипно-коромыслового механизма, на валу коромысла которого закреплена центральная звездочка, которая в свою очередь связана с периферийными звездочками посредством цепи с натяжным роликом. Расположение звездочек определяется технологическим процессом и формой реактора. Рабочие органы соединены с валами звездочек.This is achieved by the fact that the mixing device consists of an engine, working bodies and an actuator, which is mounted on the housing cover. The actuator consists of a crank-rocker mechanism, on the shaft of the rocker arm of which a central sprocket is fixed, which in turn is connected to the peripheral sprockets via a chain with a tension roller. The location of the stars is determined by the process and the shape of the reactor. The working bodies are connected to the shafts of the sprockets.

Предлагаемое устройство для перемешивания обладает таким преимуществом, как передача движения от центральной звездочки к периферийным посредством цепной передачи, что позволяет использовать устройство в различных объемах промышленных реакторов, а также в реакторах различной формы и конфигурации. Также перемешивающее возвратно-вращательное движение рабочих органов с изменяющимися значениями угловой скорости за цикл получено благодаря применению кривошипно-коромыслового механизма. При таком движении скорость рабочих органов, а соответственно и жидкости постоянно меняет свое направление, что приводит к увеличению градиента скоростей, что соответственно позволяет повысить интенсивность перемешивания и производительность.The proposed device for mixing has the advantage of transmitting movement from the central sprocket to peripheral by means of a chain transmission, which allows the device to be used in various volumes of industrial reactors, as well as in reactors of various shapes and configurations. Also, the stirring reciprocating movement of the working bodies with varying values of the angular velocity per cycle is obtained through the use of a crank-rocker mechanism. With this movement, the speed of the working bodies, and, accordingly, of the fluid, constantly changes its direction, which leads to an increase in the velocity gradient, which accordingly allows to increase the mixing intensity and productivity.

На фиг. 1 изображена схема разреза предлагаемого устройства по А-А, на фиг. 2 и фиг. 3 изображены схемы разреза по Б-Б для различных по форме реакторов.In FIG. 1 shows a sectional diagram of the proposed device according to AA, in FIG. 2 and FIG. 3 shows section diagrams along BB for various reactors in shape.

Предлагаемое устройство содержит реактор 1, двигатель 2, крышку 3, на которой в отдельном корпусе 4 установлен исполнительный механизм перемешивающего устройства, выполненный в виде кривошипно-коромыслового механизма, содержащего кривошип 5, шатун 6 и коромысло 7, соединенное с центральной звездочкой 8. Звездочка 8 находится в зацеплении с периферийными звездочками 9 с помощью цепи 10. Для регулирования натяжения цепи применен натяжной ролик 11. Все звездочки жестко связаны с валами 12, а к ним крепятся рабочие органы 13.The proposed device comprises a reactor 1, an engine 2, a cover 3, on which an actuator of a mixing device is installed in a separate housing 4, made in the form of a crank-rocker mechanism containing a crank 5, a connecting rod 6 and a rocker 7 connected to the central sprocket 8. Asterisk 8 is engaged with peripheral sprockets 9 using chain 10. To adjust the chain tension, a tension roller 11 is applied. All sprockets are rigidly connected to shafts 12, and working bodies 13 are attached to them.

Исполнительный механизм работает следующим образом. Двигатель 2 вращает кривошип 5, который посредством шатуна 6 приводит в движение коромысло 7, на котором закреплена звездочка 8, совершающая возвратно-вращательное движение. Звездочка 8 посредством цепи 10 с натяжным роликом 11 вращает звездочки 9, параметры движения которых определяются передаточным числом. Движения от всех звездочек передаются на валы 12 и соответственно на рабочие органы 13. Так как звездочка 8 совершает возвратно-вращательное движение, то движение всех рабочих органов тоже будет возвратно-вращательным, что приводит к перемешиванию рабочей среды.The actuator operates as follows. The engine 2 rotates the crank 5, which, by means of the connecting rod 6, drives the beam 7, on which the sprocket 8 is fixed, which makes a reverse-rotational movement. The sprocket 8 through the chain 10 with the tension roller 11 rotates the sprocket 9, the motion parameters of which are determined by the gear ratio. The movements from all the sprockets are transmitted to the shafts 12 and, accordingly, to the working bodies 13. Since the sprocket 8 makes a reciprocating movement, the movement of all working bodies will also be reciprocating, which leads to mixing of the working medium.

Claims

A mixing device containing an engine and working bodies, the actuator of which is mounted on the cover of the reactor vessel, made in the form of a crank-rocker mechanism, including a crank, connecting rod and rocker, characterized in that a central sprocket is located on the rocker shaft and is connected to peripheral sprockets installed rationally throughout the volume of the reactor, through a chain with a tension roller, and the working bodies are connected to the shafts of the sprockets.