SU1749050A2 - Устройство дл поризации перемешиваемых материалов - Google Patents

Abstract

Использование1 дл  приготовлени  легких поризованных бетонов и эмульсий. Сущность: в вертикальном корпусе размещен приводной вал с радиально расположенными полыми лопаст ми На внутренней поверхности стенок корпуса радиально закреплены дополнительные полые лопасти Основные и дополнительные лопасти имеют треугольное поперечное сечение, а по концам - насадки с соплами; при этом плоскость , проведенна  через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла основной лопасти расположена под положительным углом атаки 1-10°, а дополнительной - под отрицательным углом 1-10°, а ось симметрии насадок основной и дополнительной лопастей размещена под отрицательным углом атаки 1-10° к плоскости вращени  основных лопастей. На задней грани каждой основной лопасти по ее длине расположены форсунки 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, в частности к производству легких поризованных бетонов и эмульсий, и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт. св. № 1428590,

Известно устройство дл  поризации перемешиваемых материалов, содержащее размещенный в корпусе приводной полый вал с радиально расположенными полыми лопаст ми, имеющими насадки с соплами, дозатор, и снабжено имеющими насадки с соплами дополнительными полыми  опа- ст ми, смонтированными на внутренней поверхности корпуса и расположенными между основными лйпаст ми вала на равном рассто нии под последними, причем насадки каждой пары основных и дополнительных лопастей направлены в противоположные стороны

Недостатком известного устройства  вл етс  неоднородность получаемой смеси при перемешивании больших объемов (более 100 л) материалов вследствие отсутстви  вертикальной циркул ции смеси в объеме.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса перемешивани , а также процесса поризации.

Изобретение позвол ет получить материал с высокой степенью однородности

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  поризации перемешиваемых материалов основные и дополнительные лопасти выполнены трехгранными с

х|

Ч)

о

ho

поперечным сечением в виде остроугольного треугольника, причем плоскость, проведенна  через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла основной лопасти, расположена под положительным углом атаки 1-10°, а дополнительной - под отри-, цательным углом атаки 1-10° к плоскости вращени  основных лопастей, при этом ось симметрии насадок основной и дополнительной лопастей размещена под отрицательным углом атаки 1-10°, Кажда  основна  лопасть снабжена размещенными по длине задней относительно направлени  вращени  i рэни форсунками.

Насадка выполнена в виде четырехугольной пирамиды или клиновидного тела с треугольным продольным сечением.

Выполнение основных и дополнительных лопастей трехгранными с поперечным сечением в виде остроугольного треугольника в совокупности с установкой их под положительным и отрицательным углами атаки 1-10° вызывает циркул цию смеси в вертикальной плоскости, что приводит к перемешиванию верхних и нижних споев материала, а следовательно, к интенсификации процесса перемешивани ,

При угле атаки 1 ° снижаетс  эффективность циркул ции смеси, а угол атаки более 10° приводит к значительному лобовому сопротивлению лопастей. Величина конкретного угла атаки выбираетс  в зависимости от скорости вращени  вала и свойств конкретного перемешиваемого материала. Разворот лопастей и насадок в противоположные стороны относительно плоскости вращени  основных лопастей в сочетании с формой их сечени  обеспечивает движение потоков смеси по вертикали в противоположных направлени х, что в ограниченном объеме среды приводит к ее циркул ции, а значит еще в большей степени интенсифицирует процесс перемешивани .

Снабжение основных лопастей размещенными по длине задней относительно направлени  вращени  грани форсунками позвол ет интенсифицировать процесс воз- духововлечени , что актуально при перемешивании значительных объемов материала. Выполнение насадка в виде четырехугольной пирамиды или клиновидного тела с треугольным продольным сечением способствует изменению направлени  потоков смеси в вертикальном направлении,

На фиг.1 изображено устройство дл  поризации перемешиваемых,материалов, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А нз фиг.1; на фиг.З и 4 - разрезы Б-Б и B-S на фиг.2 соответственно (взаимное расположение основных лопастей и их насадок); на фиг.5 и

6 - разрезы Г-Г и Д-Д на фиг 1 соответственно (взаимное расположение дополнительных лопастей и их насадок)

Устройство дл  поризации перемешиваемых материалов содержит размещен- ный в корпусе 1 приводной вал 2 с радиально расположенными палыми лопаст ми 3, имеющими насадки А с соплами 5. На внутренней поверхности корпуса

0 смонтированы дополнительные лопасти 6, имеющие насадки 7 с соплами 8. Дополнительные лопасти б расположены между лопаст ми 3 на равном рассто нии под последними . Насадки каждой пары основных

5 3 и дополнительных 6 лопастей направлены в противоположные стороны. Основные 3 и дополнительные 6 лопасти выполнены трехгранными с поперечным сечением в виде остроугольного треугольника и установлены

0 с возможностью поворота относительно плоскости вращени  основных лопастей. Основные лопасти 3 ориентированы острием 9 по направлению вращени  вала 2, а дополнительные лопасти 6 - острием 10 в

5 противоположном направлении.

Основные лопасти 3 повернуты таким образом, что плоскость, проведенна  через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла, расположена под положитель0 ным углом атаки 1-10°, а ось симметрии их насадок 4 - под отрицательным углом атаки 1-10°. При этом плоскость, проведенна  через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла, дополнительной лопасти

5 6 и ось симметрии насадок 7 размещены под отрицательным углом атаки 1-10°.

Основна  лопасть 3 снабжена размещенными по длине задней относительно направлени  вращени  грани 13 форсунками

0 14. Насадки 4 и 7 могут быть выполнены в виде клиновидного тела 15 с треугольным продольным сечением или четырехугольной пирамиды 16. Сопла насадок 4 и 7 и форсунки 14 снабжены клапанами 17. На корпусе 1

5 установлены патрубок 18, бункер 19. дозатор 20 и затвор 21.

Устройство работает следующим образом .

Корпус смесител  через патрубок 18 за0 полн етс  водой с пенообразователем. Клапаны 17 Преп тствуют проникновению смешиваемых материалов в полости насадок и лопастей. Затем приводитс  во вращение вал 2 и из бункера 19 на распре5 делительный диск поступают сухие компоненты или их смесь, котора  после распылени  попадает в водопенный раствор .

При вращении вала 2 за насадками 4

образуетс  разрежение (кавитационные каверны ), степень которого пропорциональна скорости движени  насадки в обтекающем потоке жидкости. Вследствие разрежени  открываютс  клапаны 17 основных насадок 4 и лопастей 3 и происходит засасывание воздуха из полого вала 2, сообщающегос  с атмосферой.

Однако, по мере вращени  вала 2 смесь увлекаетс  лопаст ми 3, но вращение смеси тормозитс  дополнительными лопаст ми 6 с насадками 7, установленными между плоскост ми вращени  лопастей 3, снижа  тем самым темп падени  относительной скорости движени  насадок 4 в смеси. Кроме того, лопасти с насадками 7 привод т к дополнительной турбулизации смеси, способству  лучшему перемешиванию компонентов и более равномерному распределению воздушных пузырьков.

В этот период клапаны 17 дополнительных насадок 7 закрыты и преп тствуют проникновению смеси в полости лопастей 6.

По мере дальнейшего увеличени  скорости вращени  смеси интенсивность воздухововлечени  через насадки 4 на подвижных лопаст х падает. Однако, рост скорости потока смеси, обтекающей неподвижные лопасти 6, приводит к возникновению зоны разрежени  за насадками 7, тогда открываютс  клапаны 17 насадок 7, при этом засасываетс  атмосферный воздух и добавки из дозатора 20

Засасывание воздуха и добавок происходит тем интенсивнее, чем большей скорости вращени  достигает поризуема  смесь.

При вращении смеси в емкости смесител  на частицы смеси действуют в вертикальной плоскости сила т жести и центростремительна  сила, результирующее действие которых приводит к формированию мениска вращени  поверхности жидкости. При высоких скорост х вращени  величина центростремительных сил значительно превосходит силы т жести, действующие на частицы, а при значительной толщине сло  вращени  смеси, который формируетс  особенно в смесител х, диаметр которых превышает их высоту, градиент центростремительных сил может быть сравним и превышать градиент сил т жести , т.е- возникает эффект центрофугирова- ни , при котором менее плотные частицы (более крупные пузырьки воздуха) перемещаютс  к поверхности вращени  (к центру ), а более плотные (мелкие пузырьки воздуха) - к боковой поверхности смесител  (от центра), т.е. возникает неоднородность поризованной смеси по объему. В смесител х небольшого объема указанна 

неоднородность значительно снижаетс  за счет интенсивной турбулизации смеси В смесител х большого объема уровень турбулизации смеси обычно падает и начинает

5 существенно про вл тьс  объемна  неоднородность за счет градиентов сил, действующих на частицы. В этом случае устранение неоднородности смеси по объему можно осуществить с помощью оргэни0 зации циркул ции смеси в вертикальной плоскости, которую позвол ет осуществить предлагаема  конструкци .

Так ориентаци  основных лопастей 3 с положительным углом атаки к набегающему

5 потоку приводит к результирующему давлению на смесь, направленному вниз. А ориентаци  лопастей 6 и насадок 4 с отрицательным углом атаки к набегающему потоку приводит к результирующему давле0 нию на смесь, направленному вверх

Различие в направлени х давлени  на приток смеси в вертикальной плоскости за счет неразрывности потока приводит к циркул ции смеси, при которой частицы смеси

5 движутс  в потоке по винтовой линии, соответственно , к повышению однородности смеси по объему.

По достижении заданного уровн  пори- зации смесь выгружают, открыв затвор 21.

0

Claims (3)

1. Устройство дл  поризации перемешиваемых материалов по авт. св. N 1428590,

5 отличающеес  тем, что. с целью интенсификации процесса перемешивани , основные и дополнительные лопасти выполнены трехграннымис поперечным сечением в виде остроугольного треугольника, при0 чем плоскость, проведенна  через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла основной лопасти, расположена под положительным углом атаки 1-10°, а дополнительной - под отрицательным углом атаки

5 1-10° к плоскости вращени  основных лопастей , при этом ось симметрии насадок основной и дополнительной лопастей размещены под отрицательным углом атаки 1-10°.

0

2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что, с целью интенсификации процесса поризации, кажда  основна  лопасть снабжена размещенными по длине задней относительно направлени  вращени  грани

5 форсунками.

3. Устройство поп,1,отличающее- с   тем, что насадка выполнена в виде четырехугольной пирамиды или клиновидного тела с треугольным продольным сечением

18

г

к

. Jj

Фиг. 2

6-Б

ФигЗ

Фиг. 5

8-В

Фиг. 4

Д-М

Фиг.б