Устройство перемешивающее

Полезная модель относится к области экстракции и концентрирования микрокомпонентов в аналитических лабораториях различных ведомств (медицины, химии, санитарно-эпидемиологической службы, Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий) при определении содержания загрязнения в объектах окружающей среды и может быть использована в промышленности для экстракции и концентрирования веществ в различных технологических процессах.
Существует множество перемешивающих устройств, используемых в практике, например, аппараты для встряхивания АВУ-1, АВБ-4П [Справочник. Оборудование химических лабораторий / А.П.Мусакин, Ф.Ю.Рачинский, К.Д.Суглобова. – Л.: Химия, 1978. – 101 с.], перемешивающие устройства ПЭ-6300, ПЭ-6410 [Каталог приборов АО «ЭКРОС», С. 12 и 13, 1988 и 1989 гг.].
Наиболее близким аналогом по технической сущности является перемешивающее устройство ПЭ-6410, содержащее корпус с регулируемым электроприводом и блоком управления, платформу с ограждением, фиксирующими валиками и термоблоком.
Данное устройство принято за прототип.
Недостатками являются:
- недостаточно широкий диапазон емкостей обрабатываемых смесей (100 – 1000 мл);
- относительно длительное время на перемешивание.
Задачей заявляемой полезной модели являются:
- расширение диапазона обрабатываемых жидких смесей (1– 1000 мл);
- уменьшение сортамента перемешивающих устройств;
- увеличение эффективности перемешивания и уменьшение времени работы.
Техническим результатом полезной модели является расширение диапазона обрабатываемых объемов жидких смесей и улучшение условий перемешивания обрабатываемых смесей.
Технический результат заявленной полезной модели достигается за счет того, что устройство перемешивающее, содержащее корпус, внутри которого размещены регулируемый электропривод, блок управления и платформа с ограждением, фиксирующими элементами и электроподогревом, особенность заключается в том, что на корпусе установлены стойки, а на платформе закреплен вертикально вал штатива и на боковой поверхности корпуса установлены элементы колебательных механизмов.
В частном случае реализации заявленного технического решения изготовлен со съемным колебательным штативом, устанавливаемом на стойках.
В частном случае реализации заявленного технического решения устройство изготовлено с кольцевым штативом с колебательным элементом, закрепляемым подвижно на валу.
Преимуществом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение перемешивания обрабатываемых смесей.
Детали, признаки, а также преимущества настоящей полезной модели следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:
Фиг. 1 – принципиальная схема перемешивающего устройства;
Фиг. 2 – принципиальная схема устройства с колебательным штативом в вертикальном направлении;
Фиг. 3 –принципиальная схема устройства с кольцевым штативом с возможностью колебания по окружности в горизонтальной плоскости.
На фигурах цифрами обозначены следующие позиции:
1 – корпус, 2 – платформа, 3 – ограждение, 4 – вал, 5 – стойки, 6 – элементы колебательного механизма, 7 – съемные фиксирующие элементы, 8 - колебательный штатив, 9 – ось, 10 – рычаг, 11 – кольцевой штатив.
Осуществление полезной модели.
Устройство перемешивающее (Фиг.1) состоит из корпуса 1, внутри которого размещены электропривод, блок управления, платформа 2 с ограждением 3, на платформе 2 дополнительно закреплен вал 4, а на корпусе 1 установлены стойки 5 и элементы колебательного механизма 6. Платформа 2 снабжена фиксирующими элементами 7.
В другом варианте технического решения (Фиг.2) перемешивающее устройство оснащено колебательным штативом 8 в вертикальном направлении, осью 9 и рычагом 10.
В другом варианте технического решения (Фиг.3) перемешивающее устройство оснащено кольцевым штативом 11 с возможностью дополнительного колебания по окружности в горизонтальной плоскости, т.е. с двойным колебательным эффектом.
Работает устройство следующим образом: различается три режима перемешивания: продольно-горизонтальное колебание платформы, дополнительно колебание штатива в вертикальной плоскости, кольцевого штатива - по окружности в горизонтальной плоскости.
Продольное горизонтальное колебание платформы.
Для данного варианта исполнения устанавливают широкие в основании колбы (от 1 до 6 штук) с объемом от 100 до 1000 мл обрабатываемой смеси в каждой на платформу. При прямолинейном движении платформы в подобных широких емкостях по бокам образуются вихри, а центр почти спокоен, поэтому в данном варианте необходима минимальная высота смеси. Емкости фиксируют зажимными валиками. Включают электропитание, нагрев платформы. Устанавливают для обработки определенного вида емкостей режим колебания платформы (в пределах до 250 кол/мин). Устанавливают время на перемешивание смеси (в основном до 60 мин.). Включают электропривод. Идет перемешивание, по окончанию процесса обработки реле времени отключает аппарат от электропитания. Убирают зажимные валики, снимают емкости. Аппарат снова готов к работе.
Колебание платформы с установленным на ней вертикальным штативом, раскачивающим в вертикальной плоскости.
Перед началом работы ось колебательного механизма закрепляют неподвижно на стойках платформы. Рычаг колебательного штатива зацепляют за элемент колебательного механизма, расположенный на боковой поверхности корпуса устройства перемешивающего. Далее алгоритм работы перемешивающего устройства аналогичен п.1. Колебания штатива производятся в вертикальной плоскости за счет зацепления рычага штатива с колебательным механизмом, находящимся на боковой поверхности корпуса устройства перемешивающего. Обработка смесей предполагается в пределах от 50 до 100 мл (в каждой их десяти пробирок). При большой высоте и малом диаметре пробирок слои растворителя и образца относительно высокие, и при продольном колебании идет медленная диффузия по высоте, образуются застойные зоны. Поэтому обработку ведут при большой частоте, меньшей амплитуде. В данном варианте исполнения для ускорения перемешивания по высоте производятся колебания по вертикали.
Возвратно-колебательное движение кольцевого штатива по окружности в горизонтальной плоскости.
Алгоритм работы аналогичен п.1, только перед началом работы диск устанавливают на вал платформы, помещают в него кольцевой штатив с емкостями для обработки смесей, например, в пределах от 1 до 20 мл. Для таких малых объемов высота жидкости малая, поэтому достаточно просто осуществлять перемешивание, которое при данном варианте исполнения будет осуществляться по всему объему. Предусмотренная в данном варианте конструкция позволяет одновременно обрабатывать сотни образцов.
Доработка устройства, перемешивающего вызвана большим ассортиментом обрабатываемых смесей с объемом от 1 до 1000 мл и необходимых емкостей для них. Дело в том, что длительность процесса перемешивания (экстракции) зависит от объемной формы емкостей и от вида и интенсивности перемешивания. Например, в относительно больших емкостях для смесей от 100–1000 мл при движении происходит колебание смеси с завихрением на периферийной части. Колебание происходит слоистое, и перемешивание по вертикали замедленное. Соответственно, если емкость типа пробирки, слой смеси по вертикали значительно превышает диаметр, необходимо учитывать это, и устанавливать большее время на процесс. Кроме того, следует отметить, что частота колебаний у больших емкостей значительно меньше, чем у малых емкостей, а амплитуда колебаний – наоборот. Поэтому на платформе устанавливать фиксирующие элементы для всех диапазонов не целесообразно. Исходя из вышеизложенного, предполагается осуществлять более эффективное перемешивание для высоких пробирок – качающийся цикл, для малых емкостей и высот слоя смеси – вращательно-колебательный цикл по окружности с наложением колебаний самой платформы.
Предлагаемая полезная модель стала более унифицированной в использовании, она улучшает массообменные характеристики. Кроме того, как показали исследования, дополнительное наложение колебаний на обрабатываемую смесь повышает эффективность перемешивания за счет уменьшения застойных зон, увеличения турбулизации потоков, обеспечивающей более быстрое движение микрокомпонента по всему объему обрабатываемой смеси - соответственно, способствует уменьшении времени на перемешивание.