Устройство для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для предотвращения образования воронок в аппаратах с перемешивающими устройствами (мешалками) за счет торможения вращения жидкости в непосредственной близости от поверхности стенок аппарата за счет отражательных перегородок и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, на очистных сооружениях для очистки сточных вод.
Известны конструкции вертикальных цилиндрических аппаратов для механического перемешивания жидких сред, в которых помимо корпуса со съемной крышкой и рубашкой, перемешивающего устройства с приводом, внутри корпуса установлены, как правило, четыре отражательные перегородки, позволяющие ликвидировать воронку и преобразовать вращательное движение жидкости в осевое [Э.А. Васильцов, В.Г. Ушаков. Аппараты для перемешивания жидких сред. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, 1979, с. 26].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся недостаточное перемешивание среды в областях застойных зон, образующихся за отражательной перегородкой в направлении движения мешалки. Это уменьшает однородность перемешивания жидких сред, увеличивает время процесса перемешивания, и в целом снижает производительность.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятым за прототип является устройство для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой, содержащее отражательные перегородки, установленные вертикально в корпусе аппарата в непосредственной близости от стенки аппарата, преимущественно с равным шагом между соседними перегородками, которые закреплены в нижней части на разборной кольцеобразной рамке, расположенной на дне аппарата, непосредственно либо на ножках, а в верхней части - центральном кольце с присоединенными к нему радиальными траверсами, причем отражательные перегородки при помощи крепежных элементов прикреплены к кольцеобразной рамке и траверсам, причем центральное кольцо выполнено с внутренним диаметром, превышающим диаметр перемешивающего устройства, а траверсы выполнены с возможностью регулировки радиального положения перегородок (Пат. РФ 2693155, МПК B01F 3/08, B01F 3/12 , B01F 7/16, 20.12.2018 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточное перемешивание среды в областях застойных зон, образующихся за отражательной перегородкой в направлении движения мешалки, а также сложность исполнения соединительных конструкций, что в свою очередь усложняет монтаж и демонтаж конструкции, что в совокупности уменьшает однородность перемешивания жидких сред, увеличивает время процесса перемешивания, уменьшает основное время работы, а значит производительность аппарата.
Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой содержит отражательные перегородки, установленные вертикально в корпусе аппарата с равным шагом между соседними перегородками, закрепленные в нижней части на кольцеобразной раме, а в верхней части - центральным кольцом с внутренним диаметром, превышающим диаметр мешалки, причем отражательные перегородки  выполнены криволинейными из тонкого проката, а центральное кольцо, криволинейные отражательные перегородки из тонкого проката и кольцеобразная рама выполнены единым элементом.
Исполнение центрального кольца, отражательных перегородок и кольцеобразной рамы единым элементом позволит повысить устойчивость данной конструкции, облегчить ее монтаж и демонтаж, а следовательно увеличить основное время работы аппарата, а значит и производительность.
Исполнение отражательных перегородок криволинейными из тонкого проката позволит им колебаться под действием перемешиваемого потока, создавать вихревые каналы в застойных областях, находящихся за перегородкой, что приведет к самопроизвольному перемешиванию сред на макро- и микроуровнях, а значит увеличит время безостановочной работы и производительность в целом.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой конструкции устройства для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой в разрезе. На фиг.2 представлен разрез по сечению А-А.
K
M
Устройство для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой имеет криволинейные отражательные перегородки 1 из тонкого проката, установленные вертикально в корпусе 2 аппарата, соединенные с кольцеобразной рамой 3 и центральным кольцом 4, которое выполнено с внутренним диаметром D, превышающим диаметр D мешалки 5, и образующие собой единый элемент. Мешалка 5 с приводом 6 установлена на крышке 7.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Аппарат заполняют жидкостью. Включают привод 6, что приводит к началу вращения мешалки 5, начинается перемешивание жидкости. Благодаря наличию криволинейных отражательных перегородок 1 из тонкого проката, закрепленных между кольцеобразной рамой 3 и центральным кольцом 4, что представляет собой единый элемент, установленный в аппарате, в нем обеспечивается хорошее перемешивание без образования воронки, а отражательные перегородки 1 из тонкого проката начинают колебаться под действием перемешиваемого потока, тем самым интенсифицируя процесс перемешивания в областях застойных зон на макро- и микроуровнях.
Пример исполнения аппарата.
M
K
п
п
Н
Предположим, что диаметр мешалки 5 D=500 мм, а диаметр корпуса 2 D=1000 мм. Тогда внутренний диаметр центрального кольца 4 примем равным D=700мм, а наружный диаметр единого элемента, состоящего из криволинейных отражательных перегородок 1 из тонкого проката, образующих внутренний диаметр D=850 мм, который в условиях колебаний может изменяться в пределах D=800÷950 мм в зависимости от числа оборотов мешалки 5, кольцеобразной рамы 3 и центрального кольца 4, D=950мм.
Таким образом, выполнение криволинейных отражательных перегородок 1 из тонкого проката, центрального кольца 4 и кольцеобразной рамы 3 в виде цельной гильзы позволяет интенсифицировать процесс перемешивания в областях застойных зон, облегчить монтаж и демонтаж предлагаемого устройства, а значит повысить основное рабочее время работы аппарата и производительность в целом.