RU68356U1

RU68356U1 - DEVICE FOR MIXING LIQUID AND FLUSHING ITS SEDIMENTS IN THE RESERVOIR

Info

Publication number: RU68356U1
Application number: RU2007128850/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Георгиевич Хохряков; Сергей Иванович Бакалов; Виктор Васильевич Васильев; Геннадий Николаевич Селезнев; Елена Данииловна Писанко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью НПО "Сибирский Машиностроитель"
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2007-11-27

Abstract

Полезная модель относится к отраслям промышленности, использующим различные жидкости, хранящиеся в резервуарах и емкостях, и может быть использовано для перемешивания этих жидкостей и размыва их осадков.The utility model relates to industries using various liquids stored in tanks and containers, and can be used to mix these liquids and wash away their sediments.

Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание устройства для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре, обеспечивающего расширение зоны действия устройства при перемешивании жидкостей и размыве их осадков, вследствие появления возможности гребному винту двигаться по телесному пространственному углу, охватывая практически весь объем резервуара или емкости.The main task, which is claimed by the claimed utility model, is to create a device for mixing the liquid and erosion of its sediments in the tank, providing an extension of the coverage area of the device when mixing the liquids and erosion of their sediments, due to the possibility of the propeller to move along the solid spatial angle, covering practically the entire volume of the tank or tank.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре, содержит корпус, на котором смонтирован двигатель, соединенный с расположенным в корпусе редуктором, входной вал которого связан с валом, имеющем гребной винт на конце и снабженным элементами герметизации относительно резервуара. Вал, имеющий гребной винт на конце, установлен с возможностью вращения в гильзе, связанной с выходным валом редуктора и смонтированной в корпусе с возможностью вращения, при этом гильза с валом изогнуты под углом.This object is achieved in that the device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank contains a housing on which a motor is mounted, connected to a reducer located in the housing, the input shaft of which is connected to a shaft having a propeller at the end and equipped with sealing elements relative to the tank . A shaft having a propeller at the end is rotatably mounted in a sleeve associated with the output shaft of the gearbox and rotatably mounted in the housing, wherein the sleeve with the shaft is bent at an angle.

1 н.п.ф. 2 илл.1 n.p.f. 2 ill.

Description

Известно устройство для размыва донных отложений в резервуаре с нефтью и нефтепродуктами (описание к патенту РФ №2238795 С12 МКИ: 7 В01F 7\08) содержащее корпус, в котором расположен вал с винтовыми лопастями на конце, элементы герметичного присоединения вала в отверстии резервуара, механизм вращательного движения вала, а для углового движения вала в горизонтальной плоскости - одно- или многоступенчатый редуктор, установленный соосно на валу, и кривошипный механизм. Входное звено редуктора соединено с валом, а выходное - с кривошипным механизмом, шарнирно присоединенным к резервуару. Кривошипный механизм содержит установленный соосно валу кривошип, шатун в виде надетого на кривошип наклонно к оси вращения кривошипа и опирающегося на подшипник обода и выступающего из него пальца. Палец шарнирно связан с одним концом шарнирно смонтированной на резервуаре тяги.A device for erosion of bottom sediments in a tank with oil and oil products (description of the patent of the Russian Federation No. 2238795 C12 MKI: 7 B01F 7 \ 08) containing a housing in which there is a shaft with screw blades at the end, elements of the tight connection of the shaft in the hole of the tank, mechanism rotational movement of the shaft, and for the angular movement of the shaft in the horizontal plane - a single or multi-stage gearbox mounted coaxially on the shaft, and a crank mechanism. The input link of the gearbox is connected to the shaft, and the output link with a crank mechanism pivotally attached to the tank. The crank mechanism comprises a crank mounted coaxially to the shaft, a connecting rod in the form of a crank mounted on the crank, inclined to the axis of rotation of the crank and resting on the bearing of the rim and a finger protruding from it. The finger is pivotally connected to one end of the rod pivotally mounted on the tank.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре (описание к патенту РФ №2220766 С1 МКИ 7 В01F 15\00, 7\00), содержащее опорный корпус с элементом присоединения устройства к стенке резервуара, вал, один конец The closest technical solution, selected as a prototype, is a device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank (description of the patent of the Russian Federation No. 2220766 C1 MKI 7 B01F 15 \ 00, 7 \ 00), containing a support housing with an element connecting the device to the wall reservoir, shaft, one end

которого соединен посредством передачи с двигателем, а другой с закрепленным на нем гребным винтом проходит в резервуар, элементы опоры и уплотнения вала относительно опорного корпуса, герметизирующую часть между опорным корпусом и полостью резервуара. Устройство может совершать автоматический, циклический угловой поворот вала в горизонтальной плоскости. Для этого оно содержит надетый на вал внутри опорного корпуса редуктор, входное звено которого соединено с валом, наружное звено зафиксировано от вращения вокруг оси вала, а на выходном звене установлена подшипниковая опора под углом к оси вала, равным максимальному углу поворота вала в горизонтальной плоскости, из наружной обоймы которой выступает палец, проходящий через паз в опорном корпусе, стержень, шарнирно соединенный с пальцем и с элементом присоединения к стенке резервуара.which is connected by means of a transmission to the engine, and the other with a propeller fixed to it, passes into the tank, the support elements and shaft seals relative to the support body, the sealing part between the support body and the cavity of the tank. The device can make an automatic, cyclic angular rotation of the shaft in the horizontal plane. To this end, it contains a gear mounted on the shaft inside the support housing, the input link of which is connected to the shaft, the external link is fixed from rotation around the shaft axis, and the bearing bracket is mounted on the output link at an angle to the shaft axis equal to the maximum angle of rotation of the shaft in the horizontal plane, the outer sleeve of which protrudes a finger passing through a groove in the support housing, a rod pivotally connected to the finger and with the element of attachment to the tank wall.

В этих устройствах для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре гребной винт совершает циклический поворот на определенный угол только в горизонтальной плоскости. По этой причине размыв и перемешивание жидкости происходит только в этой плоскости. При этом размыв осадков на стенках и перемешивание по всему объему не происходит, поскольку струя жидкости, создаваемая гребным винтом, движется в плоскости вдоль днища и имеет малую зону досягаемости. Во многих случаях требуется интенсивное перемешивание жидкости по всему объему резервуара, а также возможность размыва отложений по всему днищу и на стенках резервуаров и емкостей, что не обеспечивается известными устройствами.In these devices for mixing fluid and erosion of its sediment in the tank, the propeller rotates through a certain angle only in the horizontal plane. For this reason, erosion and mixing of the liquid occurs only in this plane. In this case, erosion of sediments on the walls and mixing throughout the volume does not occur, since the liquid jet created by the propeller moves in a plane along the bottom and has a small reach zone. In many cases, intensive mixing of the liquid throughout the entire volume of the tank is required, as well as the possibility of erosion of deposits all over the bottom and on the walls of the tanks and containers, which is not provided by known devices.

Недостатком этих устройств является то, что они имеют The disadvantage of these devices is that they have

ограниченную зону действия, из-за того, что гребной винт совершает циклический поворот на определенный угол только в горизонтальной плоскости.limited coverage, due to the fact that the propeller makes a cyclic rotation at a certain angle only in the horizontal plane.

Техническим результатом, который обеспечивается заявляемой полезной моделью, является расширение зоны действия устройства при перемешивании жидкостей и размыве их осадков.The technical result, which is provided by the claimed utility model, is to expand the coverage area of the device when mixing liquids and erosion of their sediments.

Конкретная форма выполнения заявляемой полезной модели по второму пункту формулы позволяет получить дополнительный технический результат - уменьшение мощности, затрачиваемой на размыв, путем создания реактивной силы от гребного винта, создающей крутящий момент, прилагаемый к выходному валу редуктора.A specific embodiment of the claimed utility model according to the second claim allows to obtain an additional technical result - reducing the power spent on erosion by creating reactive force from the propeller, which creates the torque applied to the output shaft of the gearbox.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре, содержит корпус, на котором смонтирован двигатель, соединенный с расположенным в корпусе редуктором, входной вал которого связан с валом, имеющем гребной винт на конце и снабженным элементами герметизации относительно резервуара.This object is achieved in that the device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank contains a housing on which a motor is mounted, connected to a reducer located in the housing, the input shaft of which is connected to a shaft having a propeller at the end and equipped with sealing elements relative to the tank .

Новым является то, что вал, имеющий гребной винт на конце, установлен с возможностью вращения в гильзе, связанной с выходным What is new is that the shaft having a propeller at the end is rotatably mounted in a sleeve associated with the output

валом редуктора и смонтированной в корпусе с возможностью вращения, при этом гильза с валом изогнуты под углом.the gearbox shaft and mounted in the housing with the possibility of rotation, while the sleeve with the shaft is bent at an angle.

Оптимально, чтобы гильза с валом, имеющем гребной винт на конце, были дополнительно изогнуты в плоскости, смещенной относительно оси вращения выходного вала редуктора.It is optimal that the sleeve with the shaft having a propeller at the end is additionally bent in a plane offset from the axis of rotation of the output shaft of the gearbox.

Предлагаемое устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре обладает следующими преимуществами.The proposed device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank has the following advantages.

В предлагаемом устройстве гребной винт двигается не по плоскости, а по телесному пространственному углу, охватывая практически весь объем резервуара или емкости. Гребной винт, пространственно перемещаясь, создает струю жидкости, которая движется по пространственному телесному углу, т.е. по всей полости резервуара, обеспечивая интенсивное перемешивание жидкости по всему объему и размывая осадки не только на днище, но и на стенках резервуара.In the proposed device, the propeller does not move along the plane, but along the solid spatial angle, covering almost the entire volume of the tank or tank. The propeller, moving spatially, creates a stream of liquid that moves along the spatial solid angle, i.e. throughout the cavity of the tank, providing intensive mixing of the liquid throughout the volume and eroding sediments not only on the bottom, but also on the walls of the tank.

Дополнительный изгиб гильзы с валом, имеющем гребной винт на конце, в плоскости параллельной оси вращения редуктора позволяет создать плечо и направить реактивную силу от гребного винта перпендикулярно оси вращения выходного вала редуктора. За счет этого создается крутящий момент, прилагаемый к выходному валу редуктора. Этот момент обеспечивает рекуперацию энергии. За счет этого энергия на пространственное вращение гильзы с валом и гребным винтом практически не затрачивается. При отсутствии такого угла реактивная сила от гребного винта действовала на корпус устройства и воспринималась стенками резервуара. При этом могли возникать вибрации, которые могли постепенно разрушать сварные швы стенок резервуара. При реализации предлагаемого решения эта реактивная сила Additional bending of the sleeve with a shaft having a propeller at the end, in a plane parallel to the axis of rotation of the gearbox allows you to create a shoulder and direct the reactive force from the propeller perpendicular to the axis of rotation of the output shaft of the gearbox. This creates a torque applied to the output shaft of the gearbox. This moment provides energy recovery. Due to this, the energy for the spatial rotation of the sleeve with the shaft and the propeller is practically not expended. In the absence of such an angle, the reactive force from the propeller acted on the housing of the device and was perceived by the walls of the tank. In this case, vibrations could occur that could gradually destroy the welds of the walls of the tank. When implementing the proposed solution, this reactive force

раскладывается на две силы, одна из которых будет выполнять полезную работу.decomposed into two forces, one of which will perform useful work.

На фиг.1 представлена конструкция устройства для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре.Figure 1 shows the design of the device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank.

На фиг.2 - взаимное пространственное расположение изгибов гильзы с валом.Figure 2 - mutual spatial arrangement of the bends of the liner with the shaft.

Устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре (фиг.1) содержит корпус 1 со смонтированным на нем двигателем 2, вал которого соединен через муфту 3 с входным валом 4 редуктора 5 (волнового, планетарного и т.п.). Вал двигателя 2, помимо редуктора 5, одновременно соединен с валом 6, имеющем на конце гребной винт 7. От воздействия перемешиваемой жидкости, редуктор 5 и внутренние элементы устройства защищены элементами герметизации - манжетами 8 и 9. В корпусе 1 на подшипниках установлена гильза 10, в которой также на подшипниках смонтирован вал 6. Гильза 10 связана с выходным валом 11 редуктора 5 через муфту 12. Гильза 10, со смонтированным в ней выходным валом 11 редуктора 5, имеет изгиб относительно оси вращения под углом α. Этот изгиб может быть выполнен в виде углового фланцевого соединения 13 на корпусе гильзы 10 и карданного соединения 14 на валу 6 в месте изгиба. Такой изгиб может быть выполнен также и другими способами, например, путем выполнения корпуса гильзы 9 из двух частей с изгибом, соединенных радиусом, через который проходит торосионный (гибкий) вал 6. Вместо карданного соединения вала 6 может быть применен шарнир равных угловых скоростей.A device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank (Fig. 1) comprises a housing 1 with an engine 2 mounted on it, the shaft of which is connected through a coupling 3 to the input shaft 4 of the gearbox 5 (wave, planetary, etc.). The motor shaft 2, in addition to the gearbox 5, is simultaneously connected to the shaft 6, having a propeller 7 at the end. From the action of the fluid being mixed, the gearbox 5 and the internal elements of the device are protected by sealing elements - cuffs 8 and 9. A sleeve 10 is installed on the bearings in the housing 1, in which the shaft 6 is also mounted on the bearings. The sleeve 10 is connected to the output shaft 11 of the gearbox 5 through the coupling 12. The sleeve 10, with the output shaft 11 of the gearbox 5 mounted in it, has a bend relative to the axis of rotation at an angle α. This bend can be made in the form of an angular flange connection 13 on the sleeve body 10 and a cardan joint 14 on the shaft 6 at the bend. Such a bend can also be performed in other ways, for example, by making the sleeve body 9 of two parts with a bend connected by a radius through which the toric (flexible) shaft 6 passes. Instead of a cardan joint of the shaft 6, a joint of equal angular velocities can be used.

Устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре (фиг.2) имеет все элементы устройства, изображенного на фиг.1, A device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank (figure 2) has all the elements of the device shown in figure 1,

но дополнительно имеет звено 15. Это дополнительное звено 15, как продолжение гильзы 10 с валом 6, имеет изгиб под углом γ в плоскости I, проходящей через ось вращения гильзы 10 (выходного вала 11 редуктора 5). Плоскость II, смещена на величину h относительно оси вращения гильзы 10. С плоскостью II в точке А пересекается изогнутая под углом α, ось вращения гильзы 10. Дополнительный изгиб оси вращения гильзы 10 (выходного вала 11 редуктора 5) под углом γ лежит в плоскости II и начинается в точке А.but additionally has a link 15. This additional link 15, as a continuation of the sleeve 10 with the shaft 6, has a bend at an angle γ in the plane I passing through the axis of rotation of the sleeve 10 (output shaft 11 of the gearbox 5). The plane II is offset by an amount of h relative to the axis of rotation of the sleeve 10. The axis of rotation of the sleeve 10, bent at an angle α, intersects the plane II at the point A. An additional bend of the axis of rotation of the sleeve 10 (output shaft 11 of the gearbox 5) at an angle γ lies in plane II and starts at point A.

Устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре работает следующим образом.A device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank works as follows.

При вращении вала двигателя 2 (фиг.1), он передает вращение на вал 6, который в свою очередь вращает гребной винт 7 в направлении ω. Одновременно вал двигателя 2 вращает через муфту 3 входной вал 4 редуктора 5, который, понижая число оборотов и, повышая крутящий момент, вращает гильзу 10 в направлении ω₁. Изогнутая часть гильзы 10 вместе с изогнутым концом вала 6 и гребным винтом 7 при вращении описывают пространственный телесный угол β.When the shaft of the engine 2 is rotated (Fig. 1), it transfers the rotation to the shaft 6, which in turn rotates the propeller 7 in the direction ω. At the same time, the shaft of the engine 2 rotates through the coupling 3 the input shaft 4 of the gearbox 5, which, reducing the number of revolutions and increasing the torque, rotates the sleeve 10 in the direction of ω ₁ . The curved part of the sleeve 10 together with the curved end of the shaft 6 and the propeller 7 during rotation describe the spatial solid angle β.

При вращении гребной винт 7 создает направленную струю жидкости, которая размывает осадки на дне и стенках резервуара и перемешивает жидкость. Струя жидкости, создаваемая гребным винтом 7, перемещаясь по телесному углу β, достигает практически все зоны днища и стенок резервуара, размывает накопившиеся осадки и полностью перемешивает весь объем жидкости в резервуаре.During rotation, the propeller 7 creates a directional stream of fluid that blurs the sediment on the bottom and walls of the tank and mixes the fluid. The jet of fluid created by the propeller 7, moving along the solid angle β, reaches almost all the zones of the bottom and walls of the tank, erodes the accumulated sediments and completely mixes the entire volume of fluid in the tank.

Устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре по фиг.2 работает следующим образом.The device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank of figure 2 works as follows.

При вращении гребного винта 7 он создает струю жидкости, которую отбрасывает с усилием F. Эта сила F лежащая в плоскости II When the propeller 7 rotates, it creates a stream of liquid, which is discarded with a force F. This force F lying in plane II

раскладывается на силу F₁, действующую вдоль оси вращения гильзы 10 (выходного вала 11 редуктора 5) и силу F₂, действующую перпендикулярно этой же оси. Сила F₂, смещенная относительно оси вращения гильзы 10 (выходного вала 11 редуктора 5) на величину h, создает крутящий момент М=F₂h, и вращает гильзу 10 в направлении ω₁. Это направление совпадает с направлением вращения гильзы 10 и выходного вала 11 редуктора 5. Таким образом, выходной вал 11 редуктора 5 разгружается и на вращение гильзы 10 с валом 6 и гребным винтом 7 в направлении ω₁ практически не затрачивается мощность двигателя 2. При этом осевая реактивная сила F от гребного винта 7 раскладывается на две силы F₁ и F₂, за счет чего в меньшей мере воздействует на стенку резервуара, а в большей мере выполняет полезную работу.decomposed on the force F ₁ acting along the axis of rotation of the sleeve 10 (output shaft 11 of the gearbox 5) and the force F ₂ acting perpendicular to the same axis. The force F ₂ , shifted relative to the axis of rotation of the sleeve 10 (output shaft 11 of the gearbox 5) by the amount h, creates a torque M = F ₂ h, and rotates the sleeve 10 in the direction of ω ₁ . This direction coincides with the direction of rotation of the sleeve 10 and the output shaft 11 of the gearbox 5. Thus, the output shaft 11 of the gearbox 5 is unloaded and the engine power is practically not expended on the rotation of the sleeve 10 with the shaft 6 and the propeller 7 in the direction ω ₁ . the reactive force F from the propeller 7 is decomposed into two forces F ₁ and F ₂ , due to which it acts less on the tank wall, and to a greater extent does useful work.

Предлагаемая конструкция устройства для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре может быть использована для размыва осадков и перемешивания с нефти, нефтепродуктов, пищевых и химических продуктов в резервуарах и емкостях.The proposed design of a device for mixing liquid and erosion of its sediments in the tank can be used for erosion of sediments and mixing with oil, oil products, food and chemical products in tanks and containers.

Claims

1. A device for mixing the liquid and erosion of its sediment in the tank, comprising a housing on which a motor is mounted connected to a reducer located in the housing, the input shaft of which is connected to a shaft having a propeller at the end and provided with sealing elements relative to the reservoir, characterized in that the shaft having a propeller at the end is rotatably mounted in a sleeve connected to the output shaft of the gearbox and rotatably mounted in the housing, while the sleeve with the shaft is bent at an angle.

2. The device according to claim 1, characterized in that the sleeve with a shaft having a propeller at the end is additionally curved in a plane offset from the axis of rotation of the output shaft of the gearbox.