RU2681639C1

RU2681639C1 - Mixer

Info

Publication number: RU2681639C1
Application number: RU2018111809A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Николаевич Сидоров; Павел Андреевич Яковлев
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2018-04-02
Publication date: 2019-03-11

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to capacitive devices, intended for various heat and mass exchange processes of chemical technology, in which creation of homogeneous concentration and temperature field is required in the entire volume of the mixed medium at rational power consumption. Mixer contains a vertical drive shaft, a rotor with radial spokes, on the ends of which there are confusors fixed in pairs in each other, made in the form of circular hollow truncated cones, facing large bases in the direction of rotation. Confusors have the same height, the smaller bases of the confusors are made in the form of ellipses, the planes of which are inclined at an angle of 40…60 degrees to the axes of symmetry confusion. Confusor are installed in each other out of line. Large bases of the internal confusors are installed with an axial displacement in the direction of rotation with respect to the large bases of the external confusors by the magnitude of the radii of their large bases. Each pair of confusors is rigidly interconnected by smaller ones forming cones of internal confusors and large ones forming cones of external confusors.EFFECT: invention ensures higher efficiency of mixing and dispersion of fluids.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам емкостного типа, предназначенным для проведения различных тепло- и массообменных процессов химической технологии, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме перемешиваемой среды при рациональных затратах мощности.The invention relates to apparatuses of a capacitive type, designed to carry out various heat and mass transfer processes of chemical technology, which require the creation of a uniform field of concentrations and temperatures in the entire volume of the mixed medium with rational expenditure of power.

Известны мешалки ViscoJet(ООО «ЕТ-Сервис» www.viscojet.ru), содержащие приводной вертикальный вал, ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры, выполненные в виде круговых полых усеченных конусов, обращенных большими основаниями в сторону вращения. Основным недостатком таких мешалок является то, что они, в основном, обеспечивают перемешивание жидких компонентов только вне конфузоров.Known ViscoJet mixers (ET-Service LLC www.viscojet.ru), containing a vertical drive shaft, a rotor with radial spokes, at the ends of which confusers are made, made in the form of circular hollow truncated cones facing large bases in the direction of rotation. The main disadvantage of such mixers is that they mainly provide mixing of the liquid components only outside the confusers.

Известно перемешивающее устройство (Патент РФ №2396108, 2010, С1), содержащее приводной вертикальный вал, ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры, выполненные в виде круговых полых усеченных конусов, обращенных большими основаниями в сторону вращения. Основным недостатком данного перемешивающего устройства является низкая эффективность перемешивания.A mixing device is known (RF Patent No. 2396108, 2010, C1), comprising a vertical drive shaft, a rotor with radial spokes, at the ends of which confusers are made, made in the form of circular hollow truncated cones facing large bases in the direction of rotation. The main disadvantage of this mixing device is the low mixing efficiency.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предполагаемому изобретению является мешалка (Патент РФ №2578156, 2016, С1), прототип, содержащая приводной вертикальный вал, ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены парами друг в друге конфузоры, выполненные в виде круговых полых усеченных конусов, обращенных большими основаниями в сторону вращения. К основным недостаткам мешалки можно отнести то, что потоки жидких компонентов смеси, разогнанные в конфузорах, взаимодействуют друг с другом только после выхода их из конфузоров.The closest in design to the proposed invention is a stirrer (RF Patent No. 2578156, 2016, C1), a prototype comprising a vertical drive shaft, a rotor with radial spokes, at the ends of which confusers are made in pairs, made in the form of circular hollow truncated cones facing large bases in the direction of rotation. The main disadvantages of the mixer include the fact that the flows of the liquid components of the mixture, dispersed in confusers, interact with each other only after they exit the confusers.

Задачей предполагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности процессов перемешивания и диспергирования жидких материалов.The objective of the proposed invention is to remedy these disadvantages, increase the efficiency of the processes of mixing and dispersion of liquid materials.

Решение указанной задачи достигается тем, что конфузоры изготовлены одинаковой высоты, меньшие основания конфузоров выполнены в виде эллипсов, плоскости которых наклонены под углом 40…60 градусов к осям симметрии конфузоров, конфузоры установлены друг в друге несоосно, большие основания внутренних конфузоров установлены со смещением в осевом направлении в сторону вращения по отношению к большим основаниям внешних конфузоров на величину радиусов их больших оснований, каждая пара конфузоров жестко соединена между собой меньшими образующими конусов внутренних конфузоров и большими образующими конусов внешних конфузоров.The solution to this problem is achieved by the fact that the confusers are made of the same height, the smaller bases of the confusers are made in the form of ellipses, the planes of which are inclined at an angle of 40 ... 60 degrees to the symmetry axes of the confusers, the confusers are not aligned in each other, the large bases of the internal confusers are axially offset direction of rotation relative to the large bases of the external confusers by the value of the radii of their large bases, each pair of confusers is rigidly connected to each other by a smaller image conductive cones convergers internal and external cones forming large convergers.

На фиг. 1 изображена мешалка, общий вид; на фиг. 2 - установка конфузоров мешалки друг в друге.In FIG. 1 shows a stirrer, general view; in FIG. 2 - installation of confusers mixers in each other.

Мешалка содержит приводной вертикальный вал 1 ротор с радиальными спицами 2, на концах которых закреплены парами друг в друге внутренние 3 и внешние 4 конфузоры, выполненные в виде круговых полых усеченных конусов, обращенных большими основаниями в сторону вращения. Конфузоры 3,4 изготовлены одинаковой высоты. Меньшие основания конфузоров 3,4 выполнены в виде эллипсов, плоскости которых наклонены под углом альфа составляющим от 40 до 60 градусов к осям симметрии конфузоров. Конфузоры 3,4 установлены друг в друге несоосно с помощью ребер 5. Большие основания внутренних конфузоров 3 установлены со смещением в осевом направлении в сторону вращения по отношению к большим основаниям внутренних конфузоров 4 на величину радиусов их больших оснований. Каждая пара конфузоров жестко соединена между собой меньшими образующими конусов внутренних конфузоров 3 и большими образующими конусов внешних конфузоров 4.The mixer comprises a vertical drive shaft 1 rotor with radial spokes 2, at the ends of which internal 3 and external 4 confusers are fixed in pairs in each other, made in the form of circular hollow truncated cones facing large bases in the direction of rotation. The confusers 3.4 are made of the same height. Smaller bases of confusers 3.4 are made in the form of ellipses, the planes of which are inclined at an angle alpha of 40 to 60 degrees to the symmetry axes of the confusers. The confusers 3,4 are installed in each other misaligned with the ribs 5. The large bases of the internal confusers 3 are mounted axially displaced in the direction of rotation with respect to the large bases of the internal confusers 4 by the radii of their large bases. Each pair of confusers is rigidly interconnected by smaller generators of the cones of the internal confusers 3 and large generators of the cones of the external confusers 4.

Мешалка работает следующим образом.The mixer works as follows.

Компоненты смеси загружаются в корпус аппарата. При вращении ротора мешалки конфузоры 3,4 подхватывают жидкость. Скорости движения потоков жидкости в конфузорах многократно возрастают и они взаимодействуют между собой сначала внутри внешнего конфузора и затем ударяются о жидкость, находящуюся вне рабочего органа ротора. Совокупность таких воздействий (удар, кавитация) на смесь (дисперсию или эмульсию), приводит к интенсивному диспергированию и смешению компонентов с образованием гомогенной структуры.The components of the mixture are loaded into the body of the device. When the rotor of the mixer rotates, confusers 3.4 pick up liquid. The velocities of the fluid flows in the confusers increase many times and they interact with each other first inside the external confuser and then hit a liquid that is outside the working body of the rotor. The combination of such effects (shock, cavitation) on the mixture (dispersion or emulsion) leads to intense dispersion and mixing of the components with the formation of a homogeneous structure.

Указанные преимущества предлагаемой мешалки, по сравнению с известными, обеспечиваются новой совокупностью конструктивных элементов.The indicated advantages of the proposed mixer, in comparison with the known ones, are provided by a new set of structural elements.

С целью интенсификации процессов перемешивания и диспергирования компонентов смеси взаимодействие разогнанных потоков жидкости осуществляется уже внутри конфузоров, для этого они выполнены определенных размеров и конфигурации.In order to intensify the processes of mixing and dispersing the components of the mixture, the interaction of dispersed fluid flows is already carried out inside the confusers, for this they are made of certain sizes and configurations.

Путем изготовления конфузоров одинаковой высоты, с меньшими основаниями, выполнеными в виде эллипсов и изготовленных под углом к осям симметрии конфузоров, установленных несоосно и со смещением обеспечивается свободный объем (между меньшими основаниями конфузоров), в котором потоки жидкости могут несколько раз изменять направление движения. Опытным путем установлено, что угол наклона плоскостей меньших оснований конфузоров зависит от взаимного расположения больших оснований конфузоров в осевом направлении и при их смещении на величину радиуса большего основания внешнего конфузора угол наклона меньших оснований конфузоров целесообразно выбрать в пределах 40…60 градусов.By manufacturing confusers of the same height, with smaller bases made in the form of ellipses and made at an angle to the symmetry axes of the confusers, mounted misaligned and offset, a free volume is provided (between the smaller bases of the confusers), in which the fluid flows can change the direction of movement several times. It has been experimentally established that the angle of inclination of the planes of the smaller bases of the confusers depends on the relative position of the large bases of the confusers in the axial direction, and when they are shifted by the radius of the larger base of the external confuser, it is advisable to choose the angle of inclination of the smaller bases of the confusers within 40 ... 60 degrees.

Таким образом повышается эффективность процессов перемешивания и диспергирования жидких материалов.Thus, the efficiency of the processes of mixing and dispersing liquid materials is increased.

Claims

An agitator containing a vertical drive shaft, a rotor with radial spokes, at the ends of which confusers are fixed in pairs, made in the form of circular hollow truncated cones facing with large bases in the direction of rotation, characterized in that the confusers are made of the same height, smaller bases of the confusers are made in the form of ellipses, the planes of which are inclined at an angle of 40 ... 60 degrees to the symmetry axes of the confusers, the confusers are not aligned in each other, the large bases of the internal confusers about offset axially in the direction of rotation relative to the large base of the outer radii of the magnitude convergers their large bases, each pair convergers rigidly connected between a lower forming cones convergers internal and external cones forming large convergers.