SU866003A2 - Устройство дл перемешивани жидкостей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области гальванической и химической обработк деталей, в частности к устройствам дл  перемешивани  жидкостей в емкост х , например в пр моугольных ваннах По основному авт.св.К 768862 извес но устройство дл  перемешивани  жидкостей , содержащее воздухоподвод щую магистраль и перфорированную трубумешалку , шарнирно соединенную своей центральной частью с воздухоподвод - щей магистралью и имекнцей лопасти, шарнирно установленные на ее концах. В известном устройстве труба-мешалка выполнена в виде направл кмцей дл  поступательного и вращательного движений , устройство снабжено втулками, расположенными на трубе-мешалке с возможностью поворота вокруг ее оси и поступательного перемещени  вдоль оси трубы-мешалки, на втулках под положительным углом атаки жестко закреплены пластины, плоскости которых параллельны оси трубы-мешалки ИЛИ проход т через нее, а втулки зафиксированы в одном из положений на направл ю р х с помощью стопоров, например винтовых, при этом величина полоэвительного угла атаки не превьшгает 18 . Величина подъемной сипы, возникаю ща  на пластинах, расположенных под положительным углом атаки к набегакщему потоку перемешиваемой жидкости, зависит от многих факторов: площади и формы в плане пластин их профш   (т.е формы их поперечного сечени ) массовой плотности жидкости, угла атаки и ., а также скорости тру бы,мешалки) и соответственно от скорости пластин, расположенных на определенном рассто нии от центра врацени  трубы-мешалки. В свою очередь, скорость вращени  труйл-мешалки зависит От реактивной силы, приложенной к трубе-мешалке, создающей при истечении воздуха из отверстий в перфорированной трубе-мешалке и завис щей

от давлегм  в воздухоподвод щей магистрали , плотности воздуха (газа, диаметра отверстий, из которых выходит воздух, количества этих отверстий и т.д. Г .

Недостатком известной конструкции  вл етс  то, что расположенные с определенным шагом на трубе-мешалке отверсти  дл  выхода воздуха могут быть при регулировании положени  втулок частично или полностью перекрыты втулками, что приводит к снижению надежности устройства, к снижению ег эффективности, т еньшению скорости вращеш-1  трубы-мешалки, увеличению времени перемепшвани  жидкости (и соответственно к снижению производительности устройства).

Цель изобретени  повышение производительности .

Поставленна  даль достигаетс  тем что втулка с пластинами выполнена в виде нескольких колец, расположенных на трубе-мешалке с шагом, неравным шагу перфорации на трубе-мешалке а ширина колец меньше рассто ни  между двум  соседними отверсти ми перфор& .ции.

На фиг,1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - вид Б на фиг.25 на фиг.4 - разрез В-В на фнг.З; на фиг.З - сечение Г-Г на фиг.З.

Устройство дл  перемешивани  лсидкостей содержит воздухоподвод щую магистрдоь 1, перфорированную трубуMejiianKy 2 с допаст мн 3,. шарнирно установленными на ее концах.

Места установки лопастей 3 могут, быть снабжены, например, пружин щими шарнирными соединени ми 4.Перфорированна  труба-мешалка 2 с помощью шарнирного соединени  5 взаимодействует с воздухоподвод ш:ей магистралью 1.

Перфорированна  труба-мешалка 2 имеет в плоскости вращени  отверсти сопла б, причем-, эти отверсти -сопла в каждой половине перфорированной трубы-мешалки 2 направлены в противоположные стороны от направлени  вра- ш;ени . .

Труба-мешалка 2 выполнена,например в виде циливдрических направл ющих 7 и 8 (фиг.3,4 и 5).Устройство снабжено втулками 9 и 10, расположенньми на трубе-мешалке 2 с возможностью поворота вокруг ее оси, поступательного перемещени  вдоль оси трубы-мешалки

2 и фиксации в одном из положений на направл ющих 7 и 8. Фиксаци  вту- лок 9 и 10 на направл ющих 7 и 8 осуществл етс  с помощью .стопоров,

например винтовых, после смещени  в необходимое положение втулок 9 и 10 вдоль оси трубы-мешалки 2 или после поворота втулок вокруг оси трубы-мешалки (причем указанные смещени  и поворот могут быть произведены одновременно).

Винты 11 и 12 стопоров, расположенные на втулках-ползунах с помощью винтового перемещени , взаимоj действуют с соответствук цими цилиндрическими направл ющими 7 и 8 трубымешалки 2.

На втулках 9 и JO закреплены, например , с помощью сварки пластины 13 и 14, ПЛО.СКОСТИ которых параллельны оси трубы-мешалки 2 (фиг.З и 4), Плоскости , в которых расположены пластины 13 и 14 могут проходить через ось трубы-мешалки 2, т.е. ось трубы-мешалки 2 в этом находитс  в плоскости, в которой расположены пластины 13 и 14.

Кажда  втулка выполнена в.виде двух или нескольких колец 15, установленных на направл ющих,7 и 8 с шагом а, неравным шагу в отверстий перфорации на трубе-мешалке 2. Кольца 15 жестко св заны между собой, например, с помощью сварки, пластиной 13 или 14, расположенной под

5 положительным углом атаки о. к набегающему потоку пepe iЁшивaeмoй жидкости .

Ширина колец 15 меньше рассто ни  между двум  соседюти отверсти ми

0 б перфорации.

Устройство работает следующим образом . ..

В процессе работы сжатый воздух через подвод щую магистраль 1 и шарнирное соединение 5 поступает в свободно вращающуюс  перфорированную трубу-мешалку 2,

Отверсти -сопла б в каждой половине перфорированной трубы-мешалки

0 направлеи. в противоположные стороны от направлени  вращени .

Claims (2)

1. Сжатый воздух, выход  из отверсти  каждого сопла б создает реактйв1в 1е сиша, с помощью которых перфорированной трубе-мешалке 2 сообщаетс  определенный момент и она начинает вращатьс  вокруг поперечной оси. Враща сь, перфорированна  труба-ме5 |шалка 2 с. установленными на ее конца лопаст ми 3, перемешивает жидкость в технологической ванне. При этом лонасти 3 при взаимодейс вии со стенками ванны складываютс , что обеспечивает беспреп тственное вращение перфорированной трубе-мешал ке 2, размер которой вместе с лопаст ми больше минимального рассто ни  между стенками ванны. Дл  придани  перфорированной трубе-мешалке 2 нулевой плавучести при определенной скорости перемешивани  жидкости создают подъемную силу на пластинах, которые располагают под необходимым положительным углом атаки et . Угол атаки считаетс  положительным , когда поток жидкости (или газа) набегает на нижнюю поверхность пластины. При вращении перфорированной трубы-мешалки 2 под действием реактивных сил, создаваемых при выходе воздуха из сопел 6, на пластинах 13 и 14, расположенных под необходимым положительным углом атаки с(, т.е. при несимметричном обтекании профил  потоком жидкости, над каждой пластиной создаетс  область пониженного давлени , обозначенна  значком -, а под пластиной - область повышенног давлени , обозначенна  значком +. В этом случае в результате образовавшейс  разности давлений, возникае полна  аэродинамическа  (гидродинамическа ) сила R, направленна  под некоторым углом к набегающему потоку иондкости газа). При этом величина полной аэродинамической силы и ее отклонение от направлени  потока зав сит от . Величина угла А не превьш1ает 18°, т.е. 18, причем при угле oL 18 ° подъемна  сила резко падает, возрастает турбулен ность потока и лобовое сопротивление Полную аэродинамическую .силу R можно условно разложить дл  данного случа  на две составл ющие: подъемну силу У, действующую перпендикул рно направлению набегающего потока жидко ти, и силу лобового сопротивлени  X, действующую по направлению набегающего потока жидкости. Указанные аэродинамические (гидро динамические) силы математически определ ютс  по следующим формулам с 6 - а ( -7; 6 у и Cj - соответственно безразмерные коэффициенты полной аэродинамической силы R, подъемной силы ,V и силы лобового сопротивлени  X, завис щие от формы профил  и формы пластины в плане, состо ни  поверхно- сти пластины положени  ее относи- тельно набегшощего потока жидкости и т.д. S - площадь пластины в плане: . Р - массова  плотность жидкости f скорость движени  жидкости относительно пластины или пластины относительно жидкости} - скоростной напор рса физирси известно, что линейость при вращении точки вокруг жаетс  формулой Rn , линейна  скорость при вращении; - рассто ние (радиус точки от оси вращени ; - число оборотов в секунду, ейна  скорость при вращеш-ш ональна числу оборотов в едимени и радиусу, на котором ена вращающа с  точка, авл   вьфажение линейной сков формулу дл  R,Y и X полу ft U rc,,±:.21Ein. V r f g p ttx1) вательно, указанные величим числе и подъемна  сила Y от угла атаки ot , вход щего мерные коэффициенты, от квадиуса , на котором находитс   с  точка, и от квадрата чистов в единицу време1да. / Поэтому, перемеща  втулки 9 и 10, например, вдоль цилиндрических направл ющих 7 и 8, увеличивают или уменьшают радиус, на котором эти пла тины наход тс , тем самым увеличива  или уменьша  при одних и тех же оборотах и одном и том же угле атаки .пластин их линейную скорость и соответственно подъемную силу, котора  пропорциональна квадрату радиуса, на котором расположены указанные пластины. Возможность изменени  места расположени  втулок с пластинами на направл ющих (т.е. возможность изменени  точки приложени  подъемной силы), позвол ет рационально подобрать место расположени  втулок-ползунов и обеспечить тем самым минимальные изгибные деформации трубымешалки . При повороте втулок 9 и 10, а вместе с ними и пластин 13 и 14, измен етс  угол атаки dL , что, в конечном счете,приводит к изменению величины подъемной силы Y И разгруз ке шарнира 5. Втулки 9 и 10 выполнены в виде двух или нескольких колец 13, установленных на направл ющих 7 и 8 с шагом а, неравным шагу в перфора ции на трубе-мешалке 2, а ширина колец меньше рассто ни  между двум  соседними отверсти ми перфорации. Это дает возможность устанавливать кольца 15 между отверсти ми-соплами не закрыва  их и обеспечива  свободный выход воздуха из трубы-мешалки
2. 2. Фиксаци  в необходимом положении втулок 9 и 10 на направл ющих осущес вл етс  с помощью стопорных винтов и и 12. Предложенное устройство позвол ет также измен ть плавучесть трубы-меша ки непосредственно во врем  ее движени , увеличива  или уменьша  величину подъемной силы путем изменени  скорости вращени  трубы-мешалки при увеличении или уменьшении реактивной силь струй сжатого воздуха, выход щего из сопел 6, т.е. путем изменени  давлени  воздуха (и соответствен но его расхода) в воздухоподвод щей магистрали . Таким образом, предложенное устройство универсально, так как позвол ет , варьиру  углом атаки пластин. их месторасположением и скоростью вращени , оптимально подобрать величины подъемной силы и лобового сопротивлени  V такие, которые обеспечивают нулевую плавучесть трубе-мешалке и минимальные ее деформации изгиба от собственного веса при минималь- энергозатратах. Все это позвол ет эффективно разгрузить шарнир, соедин ющий перфорированную трубу-мешалку 2 с. воздухоподвод щей магистралью, что приводат к увеличению долговечности шарнира, а также к уменьшению момента сопротивлени  от сил трени  в этом шарнире . Кроме того, устранение изгибных деформаций от собственного веса перфорированной трубы-мешалки позвол ет уменьшить зазоры в шарнире, что в свою очередь уменьшает утечку воздуха и повьпиает КПД установки. Вьшолнение втулок в виде двух или нескольких колец,установленных на направл ющих с шагом, неравшлм шагу перфорации на трубе-мешалке и жестко св занных между собой пластиной, с шириной колец меньшей рассто ни  между двум  соседними отверсти ми перфорации позвол ет разместить втулки на направл ющих так, чтобы кольца , из которых состо т эти втулкиползуны , установились между отверс- .ти мн, что обеспечивает беспреп тственный выход воздуха из отверстийсопел , т.е. такое выполнение втулок позвол ет при регулировании их места расположени  на направл ющих не закрывать отверсти -сопла в месте усг тановкй втулок, обеспечивает работу всех отверстий-сопел, что повьшает также надежность устройства. Формула изобретеш   Устройство дл  перемешивани  жидкостей по авт.св. № 768862, отличающеес  тем, что, с целью повьшгени  производительности, втулка с пластинами вьшолнена в виде нескольких колец, расположенных на трубе-мешалке с шагом, неравным шагу перфорации на трубе-мешалке, а ширина колец меньше рассто ни  мезвду двум  соседними отверсти ми перфорации . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 768862, кл. С 2515 21/10, 1978. Сжатый воздух Фиг, 2 11 Ю

   Bi/96

   - S -I --I

   r

   Фиг.З

   If

   /

   ФигЛ

   Фиг. 5