RU2686143C1

RU2686143C1 - Mixing device

Info

Publication number: RU2686143C1
Application number: RU2018100228A
Authority: RU
Inventors: Александр Андреевич Никитин
Original assignee: Александр Андреевич Никитин
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2019-04-24

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to chemical, biological and oil refining industry, as well as for mixing liquids or liquids with solid phase in various agitators for laboratory and industrial purposes. Mixing device comprises a tank with a bottom, an engine, a screen, a body, a rod with a mixer made in the form of blades. In the housing there is additionally installed a second screen made in the form of a wave tubular coupling, the driven generator of which is interconnected with the stirrer shaft and is installed coaxially with the driving generator connected to the motor, dividing the first and the second screen into two external and two internal partitions of screens installed on their binding elastically deformable tube of wave tubular coupling, and hermetically connected to housing and supports of driving and driven generators, wherein inner tight cavity between screens is filled with control fluid or gas.EFFECT: invention improves reliability of sealing and durability of the device.1 cl, 1 tbl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для непрерывного получения эмульсии и суспензии в химической, нефтеперерабатывающей, лакокрасочной промышленностях, а также для перемешивания жидкостей или жидкостей с твердой фазой в различных мешалках лабораторного и промышленного назначения.The present invention relates to devices for continuous production of emulsions and suspensions in the chemical, oil refining, paint and varnish industries, as well as for mixing liquids or liquids with a solid phase in various agitators for laboratory and industrial use.

Известно устройство для передачи вращения от нижнего привода к мешалке (см. а.с. СССР №497037 «Устройство для передачи вращения от нижнего привода к мешалке» М. кл. BO1F 13/04, BO1F 15/00).A device is known for transmitting rotation from the lower drive to the mixer (see AS USSR No. 497037 “Device for transmitting rotation from the lower drive to the mixer” M. CL. BO1F 13/04, BO1F 15/00).

Устройство состоит из корпуса, вала с торцевым уплотнением, бортклапана, седла и гидроцилиндра для подъема и опускания бортклапана. Гидроцилиндр расположен внутри корпуса соосно с валом с возможностью перемещения вдоль последнего, а бортклапан на торцевой стороне гидроцилиндра.The device consists of a housing, a shaft with a mechanical seal, a side valve, a seat, and a hydraulic cylinder for raising and lowering the side valve. The hydraulic cylinder is located inside the housing coaxially with the shaft so that it can move along the latter, and the rear valve is located on the front side of the hydraulic cylinder.

При работе аппарата бортклапан поднимают над седлом перемещением гидроцилиндра, при этом торцевое уплотнение препятствует вытеканию среды из аппарата.During the operation of the apparatus, the side valve is raised above the saddle by moving the hydraulic cylinder, while the mechanical seal prevents leakage of the medium from the apparatus.

Однако, такое устройство не обеспечивает необходимую герметичность передачи вращательного движения от верхнего привода валу с мешалками в герметизированный объем экстрактора некоторых рециркулирующих технологических процессов, нуждающихся в более надежной герметизации передачи не допускающей передачи газонатекания перемешивающей среды в окружающее пространство.However, such a device does not provide the necessary tightness for transmitting rotational motion from the top drive to the shaft with agitators in the sealed extractor volume of some recirculating technological processes that require more reliable sealing of the transmission preventing gas transfer of the mixing medium into the surrounding space.

Кроме того, известен также манипулятор, работающий в герметизированном объеме, по а.с. СССР №1274922 В25J 21/00, который снабжен вакуумной контролирующей аппаратурой и двумя наружными гибкими диафрагмами, расположенными параллельно друг другу, установленными со смещением относительно гибкой диафрагмы упруго-деформируемой трубы и герметично соединенными с ней и со стенкой герметизированного объема, образуя при этом компенсирующую герметичную полость сообщенную каналом, выполненным в стенке герметизированного объема, с вакуумной контролирующей аппаратурой.In addition, it is also known manipulator, working in a sealed volume, on and.with. USSR №1274922 B25J 21/00, which is equipped with vacuum control equipment and two external flexible diaphragms arranged parallel to each other, installed with an offset from the relatively flexible diaphragm of the elastically deformable pipe and hermetically connected with it and with the wall of the sealed volume forming a compensating hermetic a cavity communicated by a channel made in the wall of the sealed volume, with vacuum monitoring equipment.

Недостатком такого технического решения является низкая надежность герметизации и долговечности устройств за счет того, что циклическое газонатекание в рабочее пространство оборудования, через тонкую внутреннюю часть гибкой диафрагмы (расположенной внутри упруго-деформируемой трубы и герметично соединенной с ней), на которую, кроме того, воздействует перепад давления рабочей и нерабочей полостей устройства.The disadvantage of this technical solution is the low reliability of the sealing and durability of the devices due to the fact that the cyclic gasing in the equipment workspace, through the thin inner part of the flexible diaphragm (located inside the elastic-deformable pipe and hermetically connected to it), which, moreover, affects pressure drop of the working and non-working cavities of the device.

При работе этого устройства в его герметизирующем элементе, выполненном в виде упруго-деформируемой трубы, образуется концентрация напряжений в узле сопряжения внутренней гибкой диафрагмы с упруго-деформируемой трубой, что ограничивает необходимое увеличение наработки цикличности устройства. Кроме того, эта часть устройства (внутренняя диафрагма, соединенная с упруго-деформируемой трубой) не имеет необходимую систему своевременного выявления его разгерметизации в случае усталостного разрушения внутренней части гибкой диафрагмы герметизирующего элемента.When this device operates in its sealing element, made in the form of an elastically deformable pipe, a stress concentration is formed in the junction of the internal flexible diaphragm with the elastically deformable pipe, which limits the required increase in the operating time of the device. In addition, this part of the device (internal diaphragm connected to an elastically deformable tube) does not have the necessary system for timely detection of its depressurization in case of fatigue failure of the internal part of the flexible diaphragm of the sealing element.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является перемешивающее устройство по а.с. СССР №741927 М. кл. BO1F 13/08).The closest technical solution (prototype) is a mixing device according to a.s. USSR №741927 M. class. BO1F 13/08).

Устройство содержит магнитопровод с обмоткой возбуждения магнитных полумуфт. Одна из магнитных полумуфт этого привода ведомая, несущая исполнительный орган перемешивания. Ведомая магнитная полумуфта установлена внутри ведущей магнитной полумуфты, последняя жестко закреплена на выходном валу электродвигателя, смонтированного на корпусе емкости. Магнитные полумуфты разделены экраном, отделяющим рабочий объем емкости от окружающего пространства.The device contains a magnetic circuit with an excitation winding of the magnetic coupling half. One of the magnetic coupling halves of this drive is driven, carrying the executive body of mixing. The driven magnetic coupling half is installed inside the leading magnetic coupling half, the latter is rigidly fixed to the output shaft of the electric motor mounted on the vessel body. Magnetic coupling halves are separated by a screen separating the working volume of the container from the surrounding space.

При вращении электродвигателем ведущей магнитной полумуфты, вращение передается ведомой магнитной полумуфте через экран далее исполнительному органу перемешивания. Перемешивание происходит за счет вращения лопастей.When the motor drives the leading magnetic half-coupling, the rotation is transmitted to the driven magnetic half-coupling through the screen and then to the executive body of mixing. Stirring occurs due to the rotation of the blades.

Однако, в известном устройстве при передаче крутящего момента отсутствует жесткая связь между ведущей и ведомой магнитными полумуфтами и возможность при увеличении нагрузки «расцепления» магнитов, что сказывается на ненадежности работы устройства, а также производительности.However, in the known device during the transmission of torque, there is no rigid connection between the master and the driven magnetic coupling halves and the possibility of increasing the “release” of the magnets, which affects the unreliability of the device, as well as performance.

Особенно это проявляется при изменении вязкости эмульсий проточной перемешиваемой среды.This is especially evident when changing the viscosity of the emulsions of the mixed flow medium.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности герметизации и долговечности устройства, обеспечивающего сложное движение исполнительного органа в герметизированном объеме оборудования при перемешивании жидкостей или жидкостей с твердой фазой в различных мешалках лабораторного и промышленного назначения.The aim of the present invention is to improve the reliability of the sealing and durability of the device, providing a complex movement of the executive body in a sealed volume of equipment when mixing liquids or liquids with a solid phase in various agitators for laboratory and industrial use.

Это достигается тем, что в перемешивающее устройство, содержащее емкость с днищем, двигатель, экран, корпус, стержень с мешалкой, выполненной в виде лопастей, в корпусе дополнительно установлен второй экран, выполненный в виде волновой трубчатой муфты, ведомый генератор которой взаимосвязан со стержнем мешалки и установлен соосно с ведущим генератором, связанным с двигателем, разделяющий первый и второй экран на две наружные и две внутренние перегородки экранов, установленных на связующей их упруго-деформируемой трубе волновой трубчатой муфты, и герметично связанных с корпусом и опорами ведущего и ведомого генераторов, причем внутренняя герметичная полость между экранами заполнена контролирующими жидкостью или газом.This is achieved by the fact that in a mixing device containing a tank with a bottom, an engine, a screen, a housing, a rod with a stirrer made in the form of blades, a second screen is additionally installed in the case, made in the form of a wave tube coupling, the driven generator of which is interconnected with the stirrer rod and installed coaxially with the leading generator connected with the engine, dividing the first and second screens into two external and two internal partitions of screens installed on the wave tubular tube connecting them to an elastically deformable tube sleeve and sealingly connected with the housing and supports the driving and driven generators, the inner sealed space between screens filled controlling fluid or gas.

Предложенное техническое решение отвечает критерию «существенные отличия» ввиду отсутствия указанных признаков в известных решениях.The proposed technical solution meets the criterion of "significant differences" due to the lack of these features in the known solutions.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение по А-А и Б-Б на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed device, a general view; in fig. 2 is a section along A-A and B-B in FIG. one.

Перемешивающее устройство содержит стержень с мешалкой 1, расположенный в нижней части корпуса 2 волновой трубчатой муфты, выполненной в виде ведущего генератора 3, ведомого генератора 4, установленных соосно внутри связующей их упруго-деформируемой трубы 5 с двумя наружными 6 и двумя внутренними 7 перегородками, герметично связанных с корпусом 2 и опорами генераторов 3 и 4.The mixing device contains a rod with a stirrer 1 located in the lower part of the body 2 of a wave tubular coupling made in the form of a leading generator 3, a slave generator 4 installed coaxially inside the connecting elastic-deformable pipe 5 with two external 6 and two internal 7 partitions, hermetically associated with the housing 2 and the supports of the generators 3 and 4.

Полость 8, образованная двумя наружными перегородками и двумя внутренними перегородками экранов, заполнена контролируемыми жидкостью или газом. Устройство помещено в емкость в днищем 9 и приводится в движение двигателем 10, установленным на опоре 11.The cavity 8 formed by two external partitions and two internal partitions of screens is filled with controlled liquid or gas. The device is placed in a container in the bottom 9 and is driven by the engine 10 mounted on the support 11.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Перемешивание происходит за счет вращения стержня с мешалкой 1, взаимодействующего с ведомым генератором 4, получающим крутящий момент от взаимодействующего с двигателем 10 ведущего генератора 3 через упруго-деформируемую трубу 5 герметизирующих экранов, закрепленную в корпусе 2 волновой муфты на разнесенных двух наружных 6 и двух внутренних 7 перегородках, отделяющих давление в рабочей и нерабочей полостях устройства. Перепад давлений в рабочей и нерабочей полостях компенсирует разрежение жидкости или газа в полостях 8 контролирующее герметизирующее устройство.Mixing occurs due to the rotation of the rod with a stirrer 1, interacting with the slave generator 4, receiving torque from the leading generator 3 interacting with the engine 10 through an elastically deformable pipe 5 of sealing screens fixed in the case 2 of the wave coupling on the spaced two outer 6 and two internal 7 partitions separating the pressure in the working and non-working cavities of the device. The pressure drop in the working and non-working cavities is compensated by the depression of the liquid or gas in the cavities 8, which controls the sealing device.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕTECHNICAL AND ECONOMIC JUSTIFICATION

В сравнении с прототипом (см а.с. СССР №741927 М. кл. BO1F 13/08), применение предложенного перемешивающего устройства за счет того, что в перемешивающем устройстве дополнительно в корпусе установлен второй экран, выполненный в виде волновой трубчатой муфты, ведомый генератор которой взаимосвязан со стержнем мешалки и установлен соосно с ведущим генератором, связанным с двигателем, разделяющий первый и второй экран на две наружные и две внутренние перегородки экранов, установленных на связующей их упруго-деформируемой трубе волновой трубчатой муфты и герметично связанных с корпусом и опорами ведущего и ведомого генераторов, причем внутренняя герметичная полость между экранами заполнена контролируемыми жидкостью или газом, позволило осуществить жесткую связь привода с перемешивающим механизмом, что значительно увеличило эффективность производства, высвободило дорогостоящие цветные металлы магнитных муфт, а также сократило затраты на изготовление и потребляемую электроэнергию. Кроме того, установка второго дополнительного экрана и заполнение герметизирующей полости между экранами контролируемой жидкостью или газом значительно повысило надежность системы в целом. Сравнительные данные экономического эффекта заявляемого перемешивающего устройства и прототипа представлены в таблице 1.In comparison with the prototype (see AS USSR №741927 M. CL. BO1F 13/08), the use of the proposed mixing device due to the fact that in the mixing device additionally in the case there is a second screen, made in the form of a wave tubular coupling, driven the generator of which is interconnected with the stirrer bar and installed coaxially with the leading generator connected with the engine, separating the first and second screens into two external and two internal partitions of screens installed on a wave-tube tube that connects them to an elastically deformable tube Ufia and hermetically connected with the case and supports of the master and slave generators, and the internal hermetic cavity between the screens is filled with controlled liquid or gas, allowed for a rigid coupling of the drive with a mixing mechanism, which greatly increased the production efficiency, freed up expensive non-ferrous metals magnetic couplings, and also reduced the cost of manufacturing and consumed electricity. In addition, the installation of the second additional screen and the filling of the sealing cavity between the screens controlled by a liquid or gas significantly increased the reliability of the system as a whole. Comparative data of the economic effect of the proposed mixing device and the prototype are presented in table 1.

Годовой экономический эффект от использования предлагаемого перемешивающего устройства ведется по формуле:The annual economic effect from the use of the proposed mixing device is carried out according to the formula:

Где Ен - нормативный коэффициент, равный 0,15Where Yong - the normative coefficient equal to 0.15

коэффициент учета роста производительности, равный 1,0productivity growth factor of 1.0

коэффициент учета изменения срока службы предполагаемого объекта по сравнению с прототипом, равный 1,0factor accounting changes in the life of the proposed object compared with the prototype, equal to 1.0

P1, Р2 - коэффициент реновации, равный 0,17P1, P2 - the coefficient of renovation, equal to 0.17

Kl, К2 - сопутствующие капитальные вложения потребителя, в данном случае капитальные вложения одинаковые.Kl, K2 - associated capital investments of the consumer, in this case capital investments are the same.

Полученные данные показывают, что при использовании предлагаемого перемешивающего устройства может быть получен экономический эффект 20,3 тыс. руб. в год за счет уменьшения стоимости единицы изделия и снижения эксплуатационных издержек у потребителя.The data obtained show that when using the proposed mixing device, the economic effect of 20.3 thousand rubles can be obtained. per year by reducing the cost per unit of product and reducing the operating costs of the consumer.

Claims

A mixing device containing a container with a bottom, an engine, a screen, a housing, a rod with a stirrer made in the form of blades, characterized in that in order to improve the reliability of the sealing and durability of the device, a second shield is additionally installed in the housing, made in the form of a wave tubular coupling, driven the generator of which is interconnected with the stirrer bar and installed coaxially with the leading generator connected with the engine, dividing the first and second screens into two external and two internal partitions of screens, has been established nye binder on their elastically deformable tube wave of the tubular sleeve and sealingly connected with the housing and supports the driving and driven generators, the inner sealed space between screens filled controlling fluid or gas.