ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
MIXING DEVICE

Изобретение принадлежит области машиностроения и относится к перемешивающим устройствам. Оно может быть применено в химической, строительной, пищевой промышленности как устройство, необходимое для интенсификации тепломассообменных процессов, для выравнивания концентраций и температур во всем объеме жидкости.
Известно устройство для перемешивания (Патент на изобретение № RU 2067535, кл. В28С 5/16), содержащее емкость, внутри которой находится съемный рабочий орган, а его привод выполнен в виде кривошипа, который через вращательную кинематическую пару соединен с камнем кулисы, причем ось вращения образованной кинематической пары параллельна оси вращения кулисы и перпендикулярна оси коромысла. Во время работы глубина опускания и горизонтальное перемещение изменяются дважды за цикл.
Однако указанному устройству присущи следующие недостатки. КПД данного устройства очень низкий вследствие применения винтового механизма. Кроме того, указанное устройство имеет один рабочий орган, что приводит к снижению интенсивности перемешивания и невозможности использования в большом объеме промышленных реакторов.
Кроме того, известно устройство для перемешивания (Смелягин А.И. Синтез и исследование машин и механизмов с электромагнитным приводом. - Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1991. - с. 16-17), содержащее корпус, реактор, рабочий орган, электромагнитный привод и блок управления.
Однако указанному устройству для перемешивания присущи следующие недостатки. Электромагнитный двигатель имеет низкий КПД. У этого устройства присутствует также такой недостаток, как наличие лишь одного рабочего органа и маленький угол поворота, что приводит к низкой интенсивности перемешивания и невозможности использования в большом объеме промышленных реакторов.
Известно устройство для перемешивания (Патент на изобретение № RU 2528843 C1, кл. B01F 7/18), являющееся прототипом предлагаемого изобретения и содержащее двигатель, рабочие органы и исполнительный механизм, который находится в отдельном корпусе. Исполнительный механизм состоит из кривошипно-коромыслового механизма, на коромысле которого закреплено центральное зубчатое колесо, которое в свою очередь зацеплено с периферийными зубчатыми колесами. Центральное зубчатое колесо установлено на крышке корпуса реактора с возможностью вращения и соединено с двигателем через кривошипно-коромысловый механизм, состоящий из кривошипа, шатуна и коромысла, а рабочие органы соединены с валами зубчатых колес. Рабочие органы могут быть выполнены в виде лопастей с отверстиями.
Однако в указанном устройстве особенности кинематики и размеров зубчатой передачи ограничивают область применения исполнительного механизма, не позволяют использовать устройство в большом объеме промышленных реакторов.
Задачей изобретения является создание перемешивающего устройства с рациональным расположением рабочих органов по всему объему реакторов различных размеров и формы.
Техническим результатом является обеспечение высокой производительности и интенсивности тепломассопереноса в различных объемах промышленных реакторов.
Это достигается тем, что перемешивающее устройство состоит из двигателя, рабочих органов и исполнительного механизма, который установлен на крышке корпуса. Исполнительный механизм состоит из кривошипно-коромыслового механизма, на валу коромысла которого закреплена центральная звездочка, которая в свою очередь связана с периферийными звездочками посредством цепи с натяжным роликом. Расположение звездочек определяется технологическим процессом и формой реактора. Рабочие органы соединены с валами звездочек.
Предлагаемое устройство для перемешивания обладает таким преимуществом, как передача движения от центральной звездочки к периферийным посредством цепной передачи, что позволяет использовать устройство в различных объемах промышленных реакторов, а также в реакторах различной формы и конфигурации. Также перемешивающее возвратно-вращательное движение рабочих органов с изменяющимися значениями угловой скорости за цикл получено благодаря применению кривошипно-коромыслового механизма. При таком движении скорость рабочих органов, а соответственно и жидкости постоянно меняет свое направление, что приводит к увеличению градиента скоростей, что соответственно позволяет повысить интенсивность перемешивания и производительность.
На фиг. 1 изображена схема разреза предлагаемого устройства по А-А, на фиг. 2 и фиг. 3 изображены схемы разреза по Б-Б для различных по форме реакторов.
Предлагаемое устройство содержит реактор 1, двигатель 2, крышку 3, на которой в отдельном корпусе 4 установлен исполнительный механизм перемешивающего устройства, выполненный в виде кривошипно-коромыслового механизма, содержащего кривошип 5, шатун 6 и коромысло 7, соединенное с центральной звездочкой 8. Звездочка 8 находится в зацеплении с периферийными звездочками 9 с помощью цепи 10. Для регулирования натяжения цепи применен натяжной ролик 11. Все звездочки жестко связаны с валами 12, а к ним крепятся рабочие органы 13.
Исполнительный механизм работает следующим образом. Двигатель 2 вращает кривошип 5, который посредством шатуна 6 приводит в движение коромысло 7, на котором закреплена звездочка 8, совершающая возвратно-вращательное движение. Звездочка 8 посредством цепи 10 с натяжным роликом 11 вращает звездочки 9, параметры движения которых определяются передаточным числом. Движения от всех звездочек передаются на валы 12 и соответственно на рабочие органы 13. Так как звездочка 8 совершает возвратно-вращательное движение, то движение всех рабочих органов тоже будет возвратно-вращательным, что приводит к перемешиванию рабочей среды.