САМОПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к устройствам для перемешивания различных сред и может быть использована для перемешивания различных сред в больших объемах, например, при очистке сточных вод в аэротенках.
Известно перемешивающее устройство (патент РФ №2069087, МПК B01F 7/00, опубликовано 20.11.1996), предназначенное для перемешивания различных сред.
Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: наличие мешалки с лопастями, насаженными на валу.
Недостатком известного аналога является невозможность работы устройства без дополнительных источников энергии, так как для приведения во вращение лопасти (крыльчатки) мешалки требуется электродвигатель.
Известно устройство для перемешивания жидких гетерогенных сред (патент РФ №2277964, МПК B01F 7/16, опубликовано 20.06.2006) с целью получения суспензий, что предусматривает турбулентный режим перемешивания.
Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: мешалка, выполненная в виде вала с лопастями.
Недостатком известного аналога является невозможность работы устройства без дополнительных источников энергии, так как для приведения во вращение вала мешалки требуется также электродвигатель.
Известна мешалка, предназначенная для использования в способе смешения компонентов в жидкой среде (патент РФ №2130334, МПК B01F 3/08, опубликовано 20.05.1999).
Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: наличие неподвижного аппарата с мешалкой, выполненной в виде вала с лопастями.
Недостатком известного аналога является невозможность работы устройства без электродвигателя.
За прототип полезной модели принят наиболее близкий по технической сущности аппарат с турбинной мешалкой [Н.Ф.Мещеряков. Кондиционирующие и флотационные аппараты и машины. - М.: Недра, 1990, с.7-9, рис.1.1, а; рис.1.2, а], предназначенный для создания однородных суспензий и интенсификации процессов массообмена в обогатительной практике для кондиционирования.
Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: наличие открытого резервуара и мешалки с лопастями, установленной на валу.
Недостатком прототипа является то, что вращение вала с прикрепленным к корпусу мешалки направляющим элементом осуществляется с применением электродвигателя, причем потребляемая мощность мешалок зависит от числа направляющих элементов и их размеров.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи создания перемешивающих устройств, способных работать без электродвигателей.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в передаче кинетической энергии непрерывного потока жидкости в непрерывное вращательное движение лопастей мешалки.
Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что в перемешивающем устройстве, содержащем открытый резервуар и мешалку, согласно полезной модели в резервуаре дополнительно установлена впускная труба, мешалка выполнена с лопастями, а вал мешалки установлен в резервуаре параллельно его дну и перпендикулярно по отношению к оси впускной трубы, при этом расстояние от торца впускной трубы до вала мешалки, составляет не менее 1,5 высоты лопасти мешалки.
Установка вала мешалки в резервуаре параллельно его дну и перпендикулярно по отношению к оси впускной трубы позволяет поворачивать поток сточной жидкости в вертикальном направлении и, используя его кинетическую энергию, обеспечивать оптимальные условия перемешивания сточной жидкости с активным илом, поступающим в верхнюю часть резервуара и поддерживать иловую смесь во взвешенном состоянии.
Расположение мешалки в резервуаре по отношению к торцу впускной трубы (выходному отверстию впускной трубы) таким образом, что расстояние от торца впускной трубы до вала мешалки составляет не менее 1,5 высоты лопасти мешалки, позволяет эффективно использовать вращательное движение лопастей мешалки, приводимых в движение посредством передачи кинетической энергии потока жидкости. Другими словами, заявляемый технический результат достигается установкой вала мешалки в резервуаре параллельно его дну и перпендикулярно по отношению к оси впускной трубы на расстоянии от торца впускной трубы не менее 1,5 высоты лопасти мешалки.
Наличие отличительных существенных признаков заявляемой полезной модели от устройства-прототипа доказывает ее соответствие условию патентоспособности «новизна».
Раскрытие конструктивных средств, позволяющих реализовать назначение заявляемого устройства - самоперемешивание различных сред с достижением технического результата, заключающегося в обеспечении непрерывного самоперемешивания от действия потока жидкой среды за счет передачи кинетической энергии непрерывного потока жидкости в непрерывное вращательное движение лопастей мешалки доказывает соответствие заявляемого решения условию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель поясняется чертежами, где
на фиг.1 - представлен схематически вид устройства в плане в случае выполнения открытого резервуара в виде аэротенка;
на фиг.2 - представлено устройство в разрезе А-А;
Самоперемешивающее устройство содержит стационарный резервуар 1 открытого типа, впускную трубу 2, расположенную на некотором расстоянии от дна открытого резервуара 1, и мешалку, состоящую из вала 3 и лопастей 4.
В случае использования устройства с целью перемешивания сточной воды стационарный открытый резервуар 1 представляет собой аэротенк с перегородкой 5. Вал 3 мешалки установлен в открытом резервуаре 1 параллельно его дну и перпендикулярно по отношению к оси впускной трубы 2, при этом расстояние L от торца впускной трубы 2 до вала 3 мешалки, составляет не менее 1,5 от значения высоты лопасти мешалки h, то есть:
L=1,5×h,
где L - расстояние от торца впускной трубы 2 до вала 3 мешалки, м;
h - высота лопасти мешалки, м.
Устройство работает следующим образом.
В случае работы устройства для перемешивания сточных вод с активным илом поток жидкости вытекает в открытый резервуар 1 из впускной трубы 2, устроенной в стационарном резервуаре 1, например, прямоугольного типа, ударяется в нижнюю часть лопасти 4 мешалки, заставляет ее поворачиваться вокруг своей оси. Кинетическая энергия потока затрачивается на сдвиг лопастей 4 мешалки и на поддержание режима вращения. Вращение происходит за счет давления струи на перпендикулярно расположенную к потоку лопасть 4 самоперемешивающего устройства.
Заявляемая конструкция позволяет экономить электроэнергию, плавно гасить энергию потока струи и достигать оптимальных параметров перемешивания в случае использования устройства для очистки сточных вод.