СМЕСИТЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам систем водоснабжения и водоотведения промышленных объектов и населенных мест, а именно к механическим смесителям очищаемой воды с реагентами, и может быть использована, в частности, при реконструкции действующих и строительстве новых сооружений.
Известен смеситель, содержащий корпус с закрепленными на его стенке отражательными перегородками и установленные на приводном валу верхнюю и нижнюю лопастные мешалки, при этом верхняя мешалка и отражательные перегородки выполнены в виде прямоугольных треугольников, размещенных по всей высоте аппарата, а меньшие катеты треугольников расположены в верхней части корпуса./Авторское свидетельство СССР №915926, В01F 7/18, 1982 г./.
Недостатком этого устройства является узкий диапазон использования, а также невысокая эффективность перемешивания.
Известен механический смеситель, содержащий корпус, подводящий и отводящий трубопроводы, вал с лопастями. Корпус разделен на две камеры: верхнюю - смесительную и нижнюю - рабочую. Каждая из камер имеет подводящий и отводящий трубопроводы. На подводящем трубопроводе рабочей камеры установлен регулятор подачи воды. По оси корпуса на общем валу установлены в смесительной камере перемешивающие лопасти, а в рабочей - крыльчатка, преобразующая кинетическую энергию жидкости во вращательное движение вала. /Патент РФ №2149052, В01F 7/18, 2000 г./.
Недостатками известного смесителя являются невысокие скорость перемешивания и надежность работы устройства.
Известен смеситель, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем и механическим перемешивающим устройством, установленным на концентрически расположенном валу, трубопроводы подачи воды и реагента и отвода обработанной воды и, по меньшей мере, две отражающие перегородки, при этом трубопроводы подачи воды и реагента соединены с коническим днищем, трубопровод отвода обработанной воды соединен с кольцевым желобом, а механическое перемешивающее устройство выполнено в виде, по меньшей мере, одной мешалки.
Недостатками этого устройства являются необходимость применения специальных отражающих перегородок и изготовление корпуса цилиндрической формы, а также невысокая эффективность перемешивания. /Свидетельство на полезную модель РФ №31992, B01F 7/18, 2003 г./.
Задача, на решение которой направлена предполагаемая полезная модель, заключается в создании смесителя, который может быть использован, как при строительстве новых, так и для реконструкции и модернизации имеющихся камер смешения на действующих очистных сооружениях при минимальных затратах.
Технический результат заключается в повышении эффективности перемешивания и надежности работы устройства при одновременном сокращении времени перемешивания.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что смеситель содержит две камеры смешения в форме прямоугольного параллелепипеда с днищами в форме усеченной пирамиды, трубопроводы подачи исходной воды на обработку, соединенные с днищами камер, трубопроводы подачи реагента в нижнюю часть днищ камер смешения или соединенные с трубопроводами подачи исходной воды на обработку, и механические перемешивающие устройства, расположенные в камерах смешения, с перемешивающими лопастями, расположенными под углом к вертикали камеры смешения и выполненными в один или более ярусов, при этом камеры смешения в верхней части снабжены сборными желобами или переливными окнами, соединенными с водоприемным карманом, расположенным между камерами смешения и соединенным с трубопроводом отвода обработанной воды и переливным трубопроводом.
А также за счет того, что в качестве механических перемешивающих устройств используют турбинные или пропеллерные мешалки, перемешивающие лопасти которых выполнены криволинейными или прямыми и расположены под углом от 15 до 75 градусов к вертикали камеры смешения.
Предпочтительно, что расстояние между ярусами лопастей перемешивающего устройства составляет не менее их диаметра.
В частном случае камеры смешения выполнены кубической формы.
На чертеже схематически изображен вертикальный разрез смесителя с механическими перемешивающими устройствами с перемешивающими лопастями, выполненными в один ярус, и переливными окнами.
Для большей наглядности соотношение размеров между отдельными элементами устройства изменено.
Смеситель содержит две камеры смешения 1 с днищами в форме усеченной пирамиды 2, трубопроводы подачи исходной воды на обработку 3, соединенные с днищами 2 камер смешения 1, и трубопроводы подачи реагента в нижнюю часть днищ 2 камер смешения 1 или соединенные с трубопроводами подачи исходной воды на обработку 3 (на чертеже не показаны), в камерах смешения 1 расположены механические перемешивающие устройства 5 с перемешивающими лопастями 6, расположенными под углом к вертикали камер смешения 1 в один ярус. Камеры смешения 1 в верхней части снабжены переливными окнами 7, соединенными с водоприемным карманом 8, расположенным между камерами смешения 1 и соединенным с трубопроводом отвода обработанной воды 9 и переливным трубопроводом 4.
Смеситель работает следующим образом.
Исходную воду по трубопроводу подачи воды на обработку 3 и реагент, например коагулянт, по трубопроводу подачи реагента подают в нижнюю часть усеченного пирамидального днища 2 камеры смешения 1 под механические перемешивающие устройства 5. Механические перемешивающие устройства 5 приводят во вращение. Под воздействием механического перемешивающего устройства 5 исходная вода и реагент в камере смесителя приобретают вращательное движение. Выполнение днища 2 в форме усеченной пирамиды препятствует образованию вихревой воронки, а использование механического перемешивающего устройства 5 с перемешивающими лопастями 6, расположенными под углом к вертикали камер смешения 1, позволяет интенсифицировать процесс перемешивания исходной воды и реагента. Форма прямоугольного параллелепипеда, в частности кубическая форма, камер смешения 1 также способствует повышению качества перемешивания обрабатываемой воды с реагентом, предотвращает образование вихревой воронки в обработанной реагентом воде, которая подается в водоприемный карман 8 через переливные окна 7. Из водоприемного кармана 8 по трубопроводу отвода обработанной воды 9 ее подают на дальнейшую обработку. На случай повышения уровня воды в водоприемном кармане 8 предусмотрено его соединение с переливным трубопроводом 4.
Как вариант, трубопровод подачи реагента соединяют с трубопроводом подачи исходной воды на обработку 3 для одновременной подачи исходной воды и реагента под механические перемешивающие устройства 5.
В зависимости от качества исходной воды и подаваемого реагента в качестве механического перемешивающего устройства могут быть использованы пропеллерные или турбинные мешалки. Двигатели мешалок могут быть как погружного, так и непогружного типа.
Предпочтительно, что угол наклона перемешивающих лопастей 6 механического перемешивающего устройства 5 составляет угол к вертикали камер смешения 1 от 15 до 75 градусов, что способствует образованию преимущественно осевых потоков. Противоположные направления осевых потоков, созданные механическим перемешивающим устройством 5 и движением воды, образуют сильный аксиальный поток, обеспечивающий наилучшее перемешивание с реагентом.
Камеры смешения 1 выполняют в форме прямоугольного параллелепипеда или в форме куба в зависимости от габаритов площадки для монтажа.
Перед каждым смесителем на трубопроводе подачи воды на обработку 6 устанавливают запорно-регулирующую арматуру (на чертеже не показана). В случае производственной необходимости одна из камер смешения 1 может быть отключена.
С целью интенсификации процесса перемешивания в непосредственной близости от приводного вала можно увеличить количество ярусов перемешивающих лопастей 6 - до двух и более, при этом расстояние между ярусами не должно быть менее диаметра мешалки.
Устройство позволяет повысить эффективность перемешивания при одновременном сокращении времени перемешивания, просто и надежно в эксплуатации, обладает низкой энергоемкостью и может быть изготовлено при строительстве новых и реконструкции имеющихся сооружений.