Мешалка
STIRRER

Изобретение относится к аппаратам емкостного типа, предназначенным для проведения различных тепло- и массообменных процессов химической технологии, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме перемешиваемой среды при незначительных затратах энергии и может быть использовано в химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.
Известно перемешивающее устройство (патент RU № 2106188 опубл. 10.03.1998 г.), содержащее корпус, приводной вертикальный вал, на котором установлен рабочий орган в виде многорядных конфузоров прямоугольной формы в сечении, изогнутых вдоль их оси симметрии, входными расширяющимися отверстиями, образованными в сторону вращения.
Основным недостатком этого перемешивающего устройства является низкая эффективность перемешивания, подаваемых для смешения жидкостей разных концентраций.
Известна также мешалка (патент RU № 2396108 опуб. 10.08.2010 г. бюл. № 22), содержащая ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры с входными расширяющими отверстиями, обращенными в сторону вращения.
К недостаткам мешалки можно отнести сложность конструктивного исполнения и значительные гидравлические сопротивления предложенных конфузоров, что не позволяет добиться качества смешения, предотвратить выпадение имеющихся в смешивающихся жидкостях крупных частиц компонентов на дно мешалки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату - прототипом является мешалка (см. патент RU № 2578156 опуб. 20.03.2016 г. Бюл № 8), содержащая ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры с входными расширяющимися отверстиями, обращенными в сторону вращения, при этом конфузоры установлены на спицах парами коаксиально по отношению друг к другу и соединены между собой продольными ребрами.
Недостатками известного прототипа является недостаточная эффективность перемешивания из-за низкой циркуляции образующимся ламинарным течением смешиваемых жидкостей на всю глубину объема мешалки при вращении вертикального вала все время только в одну сторону, в результате чего создаются застойные мертвые зоны, где не происходит перемешивание компонентов жидкостей разной вязкости (растворов, эмульсий, суспензий), и не способность предотвратить седиментацию - выпадение крупных частиц перемешиваемых компонентов в жидкостях в осадок. Также невозможно в необходимой степени перемешать жидкости разного температурного состояния. Нагретая горячая жидкость при перемешивании будет наверху мешалки и остывать, а холодная жидкость находится внизу и не нагревается.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков за счет разгона потока жидкости до более высоких скоростей и закручивания потока в вертикальном направлении.
Техническим результатом будет повышение однородности состава перемешиваемых жидкостей, сокращение времени перемешивания и повышение производительности труда.
Технический результат достигается за счет того, что мешалка, содержания вертикальный вал, ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры с входными расширяющимися отверстиями, обращенными в сторону вращения, при этом конфузоры установлены на спицах парами коаксиально по отношению друг к другу и соединены между собой продольными ребрами, отличается тем, что вертикальный вал имеет на половину длины резьбу в одном направлении, а на другую половину длины в противоположном, причем на каждую резьбу с возможностью вращения в разную друг от друга сторону насажены на своих резьбах роторы, на которых устанавливается от 2 до 5 радиальных спиц.
Вертикальный вал жестко установлен на конической шестерне, которая входит в зацепление с другой конической шестерней, закрепленной на валу редуктора, получающего вращение от вала горизонтально расположенного реверсивного двигателя.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
На фиг. 1. - разрез мешалки,
фиг. 2. - вид сверху мешалки.
Мешалка (фиг. 1) выполнена в виде емкости 1, на крышке которой укреплен горизонтально расположенный реверсивный двигатель 2 (фиг. 2) соединенный своим валом с редуктором 3, а на валу редуктора 3 жестко закреплена коническая шестерня 4, входящая в зацепление с конической шестерней 5, на которой жестко установлен вертикальный вал 6, имеющий на половину длины резьбу 7 и на другую половину длины в противоположном направлении резьбу 8.
На резьбы 7 и 8 с возможностью вращения в разные стороны насажены своей резьбой роторы 9 и 10 с радиальными спицами 11, на концах которых закреплены конфузоры 12. Для перемешивания в зависимости от вязкости жидкости на роторах 9 и 10 устанавливается от 2 до 5 радиальных спиц 11.
На крышке в емкости 1 (фиг. 2) установлен патрубок 13 для подачи компонентов и перемешиваемых жидкостей и патрубок 14 для откачки готовой жидкости.
Мешалка работает следующим образом.
В патрубок 12 подаются все необходимые компоненты и разной концентрации и температуры перемешиваемые жидкости, после чего включается горизонтально установленный на крышке мешалки 1 реверсивный двигатель 2, который через редуктор 3, конические шестерни 4 и 5 начинает вращать вертикальный вал 6.
Насаженные на резьбу 7 и 8 роторы 9 и 10 с радиальными спицами 11, на концах которых закреплены конфузоры 12 начинают вращаться в разные стороны и одновременно вверх и вниз по резьбам 7 и 8, закручивая и изменяя направление потока, разгоняя его до высоких скоростей, и тем самым создавая турбулентность по всему объему мешалки 1, при этом уменьшаются и исчезают застойные зоны, обеспечивается диспергирование и смешивание компонентов, повышая однородность перемешиваемых жидкостей.
После перемешивания подготовленная жидкость откачивается через патрубок 14.
Достигается тройной синергический эффект: полное перемешивание всех компонентов и жидкостей, сокращение времени перемешивания, предотвращение выпадения крупных частиц компонентов в осадок.
По предлагаемому изобретению проведены предварительные испытания перемешивания жидкостей в лабораторных условиях на модельной установке, по результатам которых определена его промышленная применимость.