ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
MIXING DEVICE

Изобретение относится к перемешивающим устройствам и предназначено для перемешивания жидкостей в пищевой, химической и нефтехимической промышленности.
Известны перемешивающие устройства (Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.), содержащие приводной вал с закрепленными на нем верхними и нижними всасывающими элементами с лопастями, установленными с возможностью осевого перемещения. Основным недостатком таких перемешивающих устройств лопастного типа является то, что они не обеспечивают, в емкостях в которых размещены, эффективное осевое перемешивание жидкостей.
Известен аппарат для перемешивания фаз (Авторское свидетельство СССР №1169719, 1985), содержащий приводной вал с жестко закрепленными на нем поперечными траверсами, приводной вал соединен с приводом вращения, обеспечивающим возвратно-вращательное движения вала. Основным недостатком аппарата для перемешивания фаз является то, что он сложен по конструкции и предназначен для проведения только непрерывных процессов.
Наиболее близким по конструктивному исполнению к предполагаемому изобретению является перемешивающее устройство (Авторское свидетельство СССР №1291195, 1987), прототип, содержащее приводной вал с закрепленными на нем верхними и нижними всасывающими элементами с наклонными лопастями, установленными с возможностью осевого перемещения и снабженными пружинами. К основным недостаткам конструкции перемешивающего устройства следует отнести то, что наибольшая эффективность перемешивания жидкости достигается в нем только в начале и в конце процесса перемешивания. Это обусловлено тем, что в периоды разгона и остановки вала происходит осевое перемещение всасывающих элементов и, соответственно, интенсивное осевое и радиальное перемешивание жидкости, причем, что очень важно, в нестационарном режиме.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, интенсификация процессов перемешивания жидкостей различной вязкости.
Указанная задача решается тем, что всасывающие элементы установлены с зазором друг к другу и жестко соединены между собой тягами, параллельными приводному валу, над и под всасывающими элементами установлены поперечные траверсы, жестко соединенные с приводным валом, расстояние между поперечными траверсами составляет не менее двух размеров зазора между всасывающими элементами, лопасти всасывающих элементов смонтированы с наклоном в одну сторону, пружины установлены на тягах между поперечными траверсами и всасывающими элементами, приводной вал соединен с приводом вращения, обеспечивающим возвратно-вращательное движения вала на угол не менее четырех пи радиан в одном направлении.
На фиг.1 изображено перемешивающее устройство, разрез.
Перемешивающее устройство содержит вертикальную цилиндрическую емкость 1 с крышкой 2, приводной вал 3, привод вращения 4. Привод вращения состоит из привода вращательного движения 5, жестко связанного с горизонтальной осью 6, на которую насажены два сменных ведущих конических зубчатых колеса 7, 8. Каждое из колес имеет вырезку в форме сегментов с одинаковым или неодинаковым числом срезанных зубьев, при этом одно из них направлено зубьями вверх, а вырезом вниз, а другое наоборот - вырезом вверх, а зубьями вниз. Оба колеса поочередно связаны зацеплением с ведомым зубчатым колесом 9, насаженным на приводной вал 3. Привод вращения 4 обеспечивает возвратно-вращательное движение вала на угол не менее четырех пи в одном направлении. Всасывающие элементы 10, 11 в виде наклонных лопастей размещены с зазором друг к другу и жестко соединены между собой тягами 12, 13, параллельными приводному валу 3. Над и под всасывающими элементами 10, 11 установлены поперечные траверсы 14, 15, соединенные жестко с приводным валом 3 и с помощью цилиндрических шарниров с тягами 12, 13. Причем расстояние между поперечными траверсами 14, 15 составляет не менее двух размеров зазора между всасывающими элементами. Лопасти всасывающих элементов смонтированы с наклоном в одну сторону. Пружины 16 установлены на тягах 12, 13 между поперечными траверсами 14, 15 и всасывающими элементами 10, 11. Штуцеры 17 и 18 предназначены для загрузки и выгрузки жидкостей из емкости 1. В случае необходимости подвода или отвода тепла при проведении процесса перемешивания емкость 1 снаружи может быть оборудована рубашкой 19 с патрубками 20, 21 подвода и отвода теплоносителя.
Перемешивающее устройство работает следующим образом.
Емкость 1 заполняется подлежащей переработке жидкостью через штуцер 17. При включении привода вращательного движения 5 горизонтальная ось 6 с зубчатыми колесами 7 и 8 вращается в одном направлении, при этом каждое из колес поочередно вступает в зацепление с ведомым зубчатым колесом 9, вращая его то в одну, то в другую сторону, обеспечивая крутильные колебания приводного вала 3. В результате вращения приводного вала 3 вместе с насаженными на него всасывающими элементами 10, 11, поперечными траверсами 14, 15 и пружинами 16 осуществляется интенсивное радиальное и осевое перемешивание жидкости. При вращении приводного вала 3 в одну сторону всасывающие элементы 10, 11 посредством наклонных лопастей, вертикальных тяг 12, 13 и пружин 16 перемещаются, например, вниз, обеспечивая движение перемешиваемой жидкости вверх, при изменении направления вращения приводного вала происходит и изменение направления движения лопастей и соответственно жидкости - вниз. По завершению процесса перемешивания жидкость сливается из емкости 1 через штуцер 18.
Указанные преимущества предлагаемого перемешивающего устройства, по сравнению с аналогами, обеспечиваются новой совокупностью применяемых известных и новых конструктивных элементов.
Путем постоянного изменения направления вращения приводного вала обеспечивается нестационарный режим перемешивания жидкости в радиальном и осевом направлении.