RU2752563C1

RU2752563C1 - Stirrer

Info

Publication number: RU2752563C1
Application number: RU2020125120A
Authority: RU
Inventors: Олег Алексеевич Мамаев; Сергей Анатольевич Панов; Константин Александрович Манченко; Юрий Лазаревич Брейтер
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2021-07-29

Abstract

FIELD: engineering.SUBSTANCE: invention relates to capacitive-type apparatuses intended for conducting various heat and mass transfer processes of chemical technology requiring to create a homogeneous concentration and temperature field throughout the entire volume of the stirred medium, and can be used in the chemical, food, construction and other branches of industry. The stirrer consists of a vertical shaft, a rotor with radial spokes, attached at the ends whereof are confusers with inlet expanding holes oriented in the direction of rotation, wherein the confusers are installed on the spokes in pairs coaxially relative to each other and are interconnected by longitudinal ribs. The vertical shaft therein has a thread in one direction for half of the length thereof, and in the opposite direction for the other half of the length, wherein rotors with 2 to 5 radial spokes installed thereon are mounted by the threads thereof on each thread, configured to rotate in different directions from each other. The vertical shaft is also rigidly fixed on a bevel gear engaging with another bevel gear fixed on the shaft of the reducer rotated by the shaft of a horizontally located reversible engine.EFFECT: increased homogeneity of the composition of the mixed liquids, reduced mixing time and increased labour efficiency.3 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 незначительных затратах энергии и может быть использовано в химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.The invention relates to devices of a capacitive type, intended for carrying out various heat and mass transfer processes of chemical technology, in which it is required to create a homogeneous field of concentrations and temperatures throughout the volume of the mixed medium with low energy consumption and can be used in chemical, food, construction and other industries industry.

Известно перемешивающее устройство (патент RU № 2106188 опубл. 10.03.1998 г.), содержащее корпус, приводной вертикальный вал, на котором установлен рабочий орган в виде многорядных конфузоров прямоугольной формы в сечении, изогнутых вдоль их оси симметрии, входными расширяющимися отверстиями, образованными в сторону вращения.Known mixing device (patent RU No. 2106188 publ. 03/10/1998), containing a housing, a drive vertical shaft, on which a working body is installed in the form of multi-row rectangular convergers in cross-section, bent along their axis of symmetry, inlet expanding holes formed in side of rotation.

Основным недостатком этого перемешивающего устройства является низкая эффективность перемешивания, подаваемых для смешения жидкостей разных концентраций.The main disadvantage of this mixing device is the low mixing efficiency, supplied for mixing liquids of different concentrations.

Известна также мешалка (патент RU № 2396108 опуб. 10.08.2010 г. бюл. № 22), содержащая ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры с входными расширяющими отверстиями, обращенными в сторону вращения.There is also known a stirrer (patent RU No. 2396108 publ. 08/10/2010, bul. No. 22), containing a rotor with radial spokes, at the ends of which convergers are fixed with inlet expansion holes facing the direction of rotation.

К недостаткам мешалки можно отнести сложность конструктивного исполнения и значительные гидравлические сопротивления предложенных конфузоров, что не позволяет добиться качества смешения, предотвратить выпадение имеющихся в смешивающихся жидкостях крупных частиц компонентов на дно мешалки.The disadvantages of the mixer can be attributed to the complexity of the design and significant hydraulic resistance of the proposed converters, which does not allow to achieve the quality of mixing, to prevent the loss of large particles of components present in the mixing liquids to the bottom of the mixer.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату - прототипом является мешалка (см. патент RU № 2578156 опуб. 20.03.2016 г. Бюл № 8), содержащая ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры с входными расширяющимися отверстиями, обращенными в сторону вращения, при этом конфузоры установлены на спицах парами коаксиально по отношению друг к другу и соединены между собой продольными ребрами.The closest in technical essence and the achieved technical result - the prototype is a mixer (see patent RU No. 2578156 publ. 03/20/2016 Bulletin No. 8), containing a rotor with radial spokes, at the ends of which convergers are fixed with inlet expanding openings facing the direction of rotation, while the confusers are installed on the spokes in pairs coaxially with respect to each other and are interconnected by longitudinal ribs.

Недостатками известного прототипа является недостаточная эффективность перемешивания из-за низкой циркуляции образующимся ламинарным течением смешиваемых жидкостей на всю глубину объема мешалки при вращении вертикального вала все время только в одну сторону, в результате чего создаются застойные мертвые зоны, где не происходит перемешивание компонентов жидкостей разной вязкости (растворов, эмульсий, суспензий), и не способность предотвратить седиментацию - выпадение крупных частиц перемешиваемых компонентов в жидкостях в осадок. Также невозможно в необходимой степени перемешать жидкости разного температурного состояния. Нагретая горячая жидкость при перемешивании будет наверху мешалки и остывать, а холодная жидкость находится внизу и не нагревается.The disadvantages of the known prototype is the insufficient mixing efficiency due to the low circulation of the resulting laminar flow of mixed liquids to the entire depth of the mixer volume when the vertical shaft rotates in one direction all the time, as a result of which stagnant dead zones are created where the components of liquids of different viscosities are not mixed ( solutions, emulsions, suspensions), and the inability to prevent sedimentation - the precipitation of large particles of the mixed components in liquids. It is also impossible to mix liquids of different temperature states to the required extent. The heated hot liquid, while stirring, will be on top of the mixer and cool down, while the cold liquid is at the bottom and does not heat up.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков за счет разгона потока жидкости до более высоких скоростей и закручивания потока в вертикальном направлении.The objective of the present invention is to eliminate these disadvantages by accelerating the fluid flow to higher speeds and swirling the flow in the vertical direction.

Техническим результатом будет повышение однородности состава перемешиваемых жидкостей, сокращение времени перемешивания и повышение производительности труда.The technical result will be an increase in the homogeneity of the composition of the mixed liquids, a reduction in the mixing time and an increase in labor productivity.

Технический результат достигается за счет того, что мешалка, содержания вертикальный вал, ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры с входными расширяющимися отверстиями, обращенными в сторону вращения, при этом конфузоры установлены на спицах парами коаксиально по отношению друг к другу и соединены между собой продольными ребрами, отличается тем, что вертикальный вал имеет на половину длины резьбу в одном направлении, а на другую половину длины в противоположном, причем на каждую резьбу с возможностью вращения в разную друг от друга сторону насажены на своих резьбах роторы, на которых устанавливается от 2 до 5 радиальных спиц.The technical result is achieved due to the fact that the mixer, the content is a vertical shaft, a rotor with radial spokes, at the ends of which convergers are fixed with inlet expanding holes facing the direction of rotation, while convergers are installed on the spokes in pairs coaxially with respect to each other and are connected between by longitudinal ribs, it differs in that the vertical shaft has a thread for half the length in one direction, and for the other half of the length in the opposite direction, and on each thread with the possibility of rotation in different directions from each other, rotors are mounted on their threads, on which rotors are installed from 2 to 5 radial spokes.

Вертикальный вал жестко установлен на конической шестерне, которая входит в зацепление с другой конической шестерней, закрепленной на валу редуктора, получающего вращение от вала горизонтально расположенного реверсивного двигателя.The vertical shaft is rigidly mounted on a bevel gear, which meshes with another bevel gear fixed on the shaft of the gearbox, which rotates from the shaft of a horizontally located reversible motor.

Сущность изобретения поясняется чертежами:The essence of the invention is illustrated by drawings:

На фиг. 1. - разрез мешалки,FIG. 1. - section of the mixer,

фиг. 2. - вид сверху мешалки.fig. 2. - top view of the mixer.

Мешалка (фиг. 1) выполнена в виде емкости 1, на крышке которой укреплен горизонтально расположенный реверсивный двигатель 2 (фиг. 2) соединенный своим валом с редуктором 3, а на валу редуктора 3 жестко закреплена коническая шестерня 4, входящая в зацепление с конической шестерней 5, на которой жестко установлен вертикальный вал 6, имеющий на половину длины резьбу 7 и на другую половину длины в противоположном направлении резьбу 8.The agitator (Fig. 1) is made in the form of a container 1, on the cover of which a horizontally located reversible motor 2 (Fig. 2) is mounted, connected by its shaft with a gearbox 3, and a bevel gear 4 is rigidly fixed on the shaft of the gearbox 3, which meshes with a bevel gear 5, on which a vertical shaft 6 is rigidly mounted, which has a thread 7 for half its length and a thread 8 for the other half of its length in the opposite direction.

На резьбы 7 и 8 с возможностью вращения в разные стороны насажены своей резьбой роторы 9 и 10 с радиальными спицами 11, на концах которых закреплены конфузоры 12. Для перемешивания в зависимости от вязкости жидкости на роторах 9 и 10 устанавливается от 2 до 5 радиальных спиц 11.Rotors 9 and 10 with radial spokes 11 are threaded onto threads 7 and 8 with the possibility of rotation in different directions, at the ends of which convergers are fixed 12. For mixing, depending on the viscosity of the liquid, on rotors 9 and 10, 2 to 5 radial spokes 11 are installed ...

На крышке в емкости 1 (фиг. 2) установлен патрубок 13 для подачи компонентов и перемешиваемых жидкостей и патрубок 14 для откачки готовой жидкости.On the lid in the container 1 (Fig. 2) there is a branch pipe 13 for supplying components and mixed liquids and a branch pipe 14 for pumping out the finished liquid.

Мешалка работает следующим образом.The stirrer works as follows.

В патрубок 12 подаются все необходимые компоненты и разной концентрации и температуры перемешиваемые жидкости, после чего включается горизонтально установленный на крышке мешалки 1 реверсивный двигатель 2, который через редуктор 3, конические шестерни 4 и 5 начинает вращать вертикальный вал 6.All the necessary components and mixed liquids of different concentrations and temperatures are supplied to the branch pipe 12, after which the reversible motor 2, horizontally installed on the cover of the mixer 1, is turned on, which, through the gearbox 3, bevel gears 4 and 5, starts to rotate the vertical shaft 6.

Насаженные на резьбу 7 и 8 роторы 9 и 10 с радиальными спицами 11, на концах которых закреплены конфузоры 12 начинают вращаться в разные стороны и одновременно вверх и вниз по резьбам 7 и 8, закручивая и изменяя направление потока, разгоняя его до высоких скоростей, и тем самым создавая турбулентность по всему объему мешалки 1, при этом уменьшаются и исчезают застойные зоны, обеспечивается диспергирование и смешивание компонентов, повышая однородность перемешиваемых жидкостей.Rotors 9 and 10 mounted on threads 7 and 8 with radial spokes 11, at the ends of which convergers 12 are fixed, begin to rotate in different directions and simultaneously up and down threads 7 and 8, twisting and changing the direction of the flow, accelerating it to high speeds, and thereby creating turbulence throughout the volume of the mixer 1, while stagnant zones decrease and disappear, dispersion and mixing of the components is ensured, increasing the homogeneity of the mixed liquids.

После перемешивания подготовленная жидкость откачивается через патрубок 14.After mixing, the prepared liquid is pumped out through the pipe 14.

Достигается тройной синергический эффект: полное перемешивание всех компонентов и жидкостей, сокращение времени перемешивания, предотвращение выпадения крупных частиц компонентов в осадок.A triple synergistic effect is achieved: complete mixing of all components and liquids, shortening the mixing time, preventing the precipitation of large particles of the components.

По предлагаемому изобретению проведены предварительные испытания перемешивания жидкостей в лабораторных условиях на модельной установке, по результатам которых определена его промышленная применимость.According to the proposed invention, preliminary tests were carried out for mixing liquids in laboratory conditions on a model installation, according to the results of which its industrial applicability was determined.

Claims

1. A mixer containing a vertical shaft, a rotor with radial spokes, at the ends of which convergers are fixed with inlet expanding holes facing in the direction of rotation, while the converters are installed on the spokes in pairs coaxially with respect to each other and are interconnected by longitudinal ribs, characterized in that that the vertical shaft has a thread for half the length in one direction, and for the other half of the length in the opposite direction, and rotors are threaded on each thread with the possibility of rotation in different directions from each other.

2. The mixer according to claim 1, characterized in that the vertical shaft is rigidly fixed on a bevel gear, which meshes with another bevel gear fixed on the shaft of the gearbox, which rotates from the shaft of the horizontally located reversible motor.

3. A mixer according to claim 1, characterized in that the rotors are equipped with 2 to 5 radial spokes.