RU88286U1

RU88286U1 - MIXER

Info

Publication number: RU88286U1
Application number: RU2009102428/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Наталия Александровна Дулькина; Александр Васильевич Владимцев; Андрей Владимирович Добряков; Анастасия Евгеньевна Салмова
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2009-11-10

Abstract

Смеситель для растворов и суспензий, содержащий корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку, установленную соосно корпусу и снабженную поплавком, выполненным в виде тора и жестко закрепленным в верхней ее части, и гидромуфту, ведущая полумуфта которой закреплена на центральном валу, а ведомая на лопастях тихоходной мешалки, отличающийся тем, что на внутренней стороне лопастей тихоходной мешалки в зоне вращения быстроходной мешалки жестко закреплены лопатки под углом 40-50° к плоскости лопастей тихоходной мешалки.A mixer for solutions and suspensions containing a housing, a central high-speed mixer mounted on the drive shaft, a slow-moving mixer mounted coaxially to the housing and equipped with a float made in the form of a torus and rigidly fixed in its upper part, and a hydraulic coupling, the leading coupling half of which is fixed on the central shaft and driven on the blades of a slow-moving mixer, characterized in that on the inner side of the blades of a slow-moving mixer in the zone of rotation of the high-speed mixer, the blades are rigidly fixed at an angle of 40-50 ° to the plane of the blades her slow-moving mixer.

Description

Устройство относится к конструкциям для перемешивания высоковязких и неньютоновских жидкостей и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой, фармакологической и других отраслях промышленности.The device relates to structures for mixing highly viscous and non-Newtonian fluids and can find application in chemical, petrochemical, food, pharmacological and other industries.

Известна конструкция перемешивающего устройства, состоящего из комбинации тихоходной и быстроходной мешалок, закрепленных на соосных валах, при этом каждый из валов получает вращение от своего привода (патент Японии №40-17505 кл 72 В 222, 1970).A known design of a mixing device, consisting of a combination of low-speed and high-speed mixers, mounted on coaxial shafts, with each of the shafts receiving rotation from its drive (Japan patent No. 40-17505 CL 72 V 222, 1970).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции, связанная с необходимостью установки двух соосных валов и двух приводов или привода с редуктором.The reasons that impede the achievement of a given technical result include design complexity associated with the need to install two coaxial shafts and two drives or a drive with a gearbox.

Известна конструкция перемешивающего устройства, состоящего из комбинации быстроходной и тихоходной мешалок, закрепленных на соосных валах, быстроходном и тихоходном соответственно. Каждый из валов получает вращение от своего привода [Стренк Ф, «Перемешивание и аппараты с мешалками». Л. Химия, 1975, стр.64].A known design of a mixing device, consisting of a combination of high-speed and low-speed mixers, mounted on coaxial shafts, high-speed and low-speed, respectively. Each of the shafts receives rotation from its drive [Strenk F, “Stirring and apparatus with stirrers”. L. Chemistry, 1975, p. 64].

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится необходимость установки двух соосных валов и двух приводов, что усложняет конструкцию.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the need to install two coaxial shafts and two drives, which complicates the design.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту и принятому за прототип является смеситель, содержащий корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку и гидромуфту, ведущая полумуфта которой закреплена на центральном валу, а ведомая на лопастях тихоходной мешалки, при этом тихоходная мешалка снабжена поплавком, выполненным в виде тора, жестко закрепленным в верхней ее части, и установленным соосно корпусу (Авт. св. СССР №697167 ВО1F 13/00; ВО1F 7/18, Бюл. №42, 1979).The closest technical solution to the claimed object and adopted as a prototype is a mixer containing a housing, a central high-speed mixer mounted on the drive shaft, a low-speed mixer and a fluid coupling, the driving coupling of which is mounted on the central shaft, and driven on the blades of a low-speed mixer, while the low-speed mixer equipped with a float made in the form of a torus, rigidly fixed in its upper part, and mounted coaxially to the housing (Aut. St. USSR No. 697167 BOF 13/00; BOF 7/18, Bull. No. 42, 1979).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится малая скорость вращения тихоходной мешалки из-за недостатка крутящего момента, передаваемого гидромуфтой к тихоходной мешалке, что снижает эффективность перемешивания, тепло- и массопередачи у стенки корпуса.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include the low speed of rotation of the low-speed mixer due to the lack of torque transmitted by the hydraulic coupling to the low-speed mixer, which reduces the efficiency of mixing, heat and mass transfer at the wall of the housing.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение эффективности перемешивания тихоходной мешалкой жидкости, находящейся у стенок корпуса, за счет увеличения скорости вращения тихоходной мешалки.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of mixing a low-speed mixer fluid located near the walls of the housing, by increasing the speed of rotation of the low-speed mixer.

Технический результат достигается тем, что в смесителе для растворов и суспензий, содержащем корпус, центральную быстроходную мешалку, закрепленную на валу привода, тихоходную мешалку, установленную соосно корпусу и снабженную поплавком, выполненным в виде тора, и жестко закрепленным в верхней ее части, и гидромуфту, ведущая полумуфта которой закреплена на центральном валу, а ведомая на лопастях тихоходной мешалки, при этом на внутренней стороне лопастей тихоходной мешалки в зоне вращения быстроходной мешалки, дополнительно жестко закреплены лопатки, под углом 40-50° к плоскости лопастей тихоходной мешалки.The technical result is achieved in that in a mixer for solutions and suspensions containing a housing, a central high-speed mixer mounted on the drive shaft, a low-speed mixer mounted coaxially to the housing and equipped with a float made in the form of a torus and rigidly fixed in its upper part, and a fluid coupling , the leading coupling half of which is fixed on the central shaft, and driven on the blades of the slow-moving mixer, while on the inside of the blades of the slow-moving mixer in the rotation zone of the high-speed mixer, The blades are heated, at an angle of 40-50 ° to the plane of the blades of the slow-moving mixer.

Дополнительное жесткое закрепление лопаток на внутренней стороне лопастей тихоходной мешалки позволяет их приблизить к потоку перемешиваемой жидкости, отбрасываемой в радиальном направлении быстроходной мешалкой, где этот поток имеет наибольшую скорость и кинетическую энергию, а жесткое закрепление лопаток в зоне вращения быстроходной мешалки позволяет максимально использовать кинетическую энергию потока перемешиваемой жидкости, отбрасываемой в радиальном направлении быстроходной мешалкой для вращения тихоходной мешалки.An additional rigid fastening of the blades on the inner side of the blades of the low-speed mixer allows them to be brought closer to the flow of the mixed fluid, radially thrown away by the high-speed mixer, where this flow has the highest speed and kinetic energy, and the rigid fastening of the blades in the rotation zone of the high-speed mixer allows maximum use of the kinetic energy of the stream agitated fluid thrown in the radial direction by a high-speed mixer for rotation of a low-speed mixer.

Жесткое закрепление лопаток под углом 40-50° к плоскости лопастей тихоходной мешалки позволяет радиальную скорость потока перемешиваемой жидкости, идущего от быстроходной мешалки, преобразовывать в окружную скорость вращения тихоходной мешалки.Rigid fastening of the blades at an angle of 40-50 ° to the plane of the blades of the low-speed mixer allows the radial flow rate of the mixed fluid coming from the high-speed mixer to be converted to the peripheral speed of rotation of the low-speed mixer.

Уменьшение угла установки лопаток к плоскости лопастей тихоходной мешалки ниже 40° резко уменьшает скорость вращения тихоходной мешалки из-за уменьшения скоростного напора потока, идущего в радиальном направлении от быстроходной мешалки, что приводит к снижению эффективности перемешивания жидкости у стенок корпуса, увеличение угла установки лопаток к плоскости лопастей тихоходной мешалки более 50° также приводит к уменьшению скоростного напора потока, идущего в радиальном направлении от быстроходной мешалки и снижению скорости вращения тихоходной мешалки, а значит и снижению эффективности перемешивания у стенок корпуса.A decrease in the angle of installation of the blades to the plane of the blades of the low-speed mixer below 40 ° sharply reduces the speed of rotation of the low-speed mixer due to a decrease in the velocity head of the flow going in the radial direction from the high-speed mixer, which leads to a decrease in the efficiency of mixing fluid at the walls of the casing, an increase in the angle of installation of the blades to the plane of the blades of the low-speed mixer more than 50 ° also leads to a decrease in the velocity head of the flow going in the radial direction from the high-speed mixer and a decrease in the rotational speed low-speed mixer, and therefore reduce the effectiveness of mixing at the walls of the housing.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемой конструкции смесителя, на фиг.2 сечение в зоне работы быстроходной мешалки. Смеситель содержит турбинную или пропеллерную мешалку 1 для центральной зоны быстрого перемешивания, закрепленную на валу 2 привода и рамную или якорную мешалку 3, укрепленную - соосно корпусу для периферийного медленного перемешивания жидкости в близи стенки корпуса, к лопастям которой прикреплены поплавок 4, выполняющий роль опоры тихоходной мешалки и выполненный, например в виде тора, и ведомая полумуфта 5 гидромуфты в виде кольца. Диск ведущей полумуфты 6 закреплен на валу 2 привода. На внутренней стороне лопастей тихоходной мешалки 3 в зоне вращения быстроходной мешалки 1 жестко закреплены лопатки 7 под углом 40-50° к плоскости лопастей тихоходной мешалки 3.Figure 1 shows a General view of the proposed design of the mixer, figure 2 section in the area of operation of the high-speed mixer. The mixer contains a turbine or propeller mixer 1 for the central rapid mixing zone, mounted on the drive shaft 2 and a frame or anchor mixer 3, mounted coaxially to the housing for peripheral slow mixing of fluid in the vicinity of the housing wall, to the blades of which are attached a float 4, which serves as a support for the low-speed mixers and made, for example in the form of a torus, and driven half-coupling 5 of the fluid coupling in the form of a ring. The drive drive coupling half 6 is mounted on the drive shaft 2. On the inner side of the blades of the slow-moving mixer 3 in the zone of rotation of the high-speed mixer 1, the blades 7 are rigidly fixed at an angle of 40-50 ° to the plane of the blades of the slow-moving mixer 3.

Смеситель работает следующим образом. Вал 2 быстроходной мешалки 1, создающей зону перемешивания в центральной части аппарата, и ведущей полумуфты 6 вращается от привода с числом оборотов n₁. Крутящий момент к тихоходной мешалке 3, создающей зону перемешивания в периферийной части аппарата вблизи стенки корпуса и вращающейся с числом оборотов n₂ передается через зазор между полумуфтами 5 и 6. Дополнительный крутящий момент создается радиальным потоком жидкости, идущим от лопастей быстроходной мешалки 1, который ударяется о лопатки 7, установленные под углом 40-50° к плоскости лопастей тихоходной мешалки 3, и переводит их кинетическую энергию в энергию вращения тихоходной мешалки 2. Увеличение или уменьшение заявленного диапазона в 40-50° установки лопаток 7 по отношению к плоскости лопастной тихоходной мешалки приводит к снижению дополнительного крутящего момента, а значит числа оборотов n₂ тихоходной мешалки.The mixer operates as follows. The shaft 2 of the high-speed mixer 1, which creates a mixing zone in the central part of the apparatus, and the leading coupling half 6 rotates from the drive with a speed of n ₁ . The torque to the low-speed mixer 3, which creates a mixing zone in the peripheral part of the apparatus near the wall of the apparatus and rotates with a speed of n _2, is transmitted through the gap between the coupling halves 5 and 6. An additional torque is created by the radial fluid flow coming from the blades of the high-speed mixer 1, which strikes about the blades 7, installed at an angle of 40-50 ° to the plane of the blades of the low-speed mixer 3, and translates their kinetic energy into the energy of rotation of the low-speed mixer 2. Increase or decrease the declared range at 40-50 ° the installation of the blades 7 with respect to the plane of the paddle low-speed mixer leads to a decrease in additional torque, and hence the number of revolutions n _{2 of the} low-speed mixer.

Предлагаемая конструкция смесителя позволяет увеличить число оборотов тихоходной мешалки, а значит интенсифицировать процесс перемешивания в периферийной зоне у стенок корпуса, увеличить тепло- и массообмен и скорость реакций, то есть увеличить эффективность смешения высоковязких неньютоновских жидкостей, растворов, суспензий и эмульсий.The proposed design of the mixer allows you to increase the number of revolutions of the slow-moving mixer, which means to intensify the mixing process in the peripheral zone near the walls of the casing, increase heat and mass transfer and reaction rate, that is, increase the efficiency of mixing high-viscosity non-Newtonian fluids, solutions, suspensions and emulsions.

Claims

A mixer for solutions and suspensions containing a housing, a central high-speed mixer mounted on the drive shaft, a slow-moving mixer mounted coaxially to the housing and equipped with a float made in the form of a torus and rigidly fixed in its upper part, and a hydraulic coupling, the leading coupling half of which is fixed on the central shaft and driven on the blades of a slow-moving mixer, characterized in that on the inner side of the blades of a slow-moving mixer in the zone of rotation of the high-speed mixer, the blades are rigidly fixed at an angle of 40-50 ° to the plane of the blades her slow-moving mixer.