УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к устройствам для перемешивания вязких жидкостей, а именно механизации процессов перемешивания при приготовлении смол и эпоксидных компаундов при отработке клеевых соединений в конструкциях, где предъявляются повышенные требования по равномерности распределения компонентов по объему (гомогенности) и сведения к минимуму наличия газовых включений (пузырьков) в готовом материале.
Известно устройство для перемешивания жидких сред (А.С. СССР №499939, В22С 5/04, В28С 5/18, публикация БИ №3, 25.01.1976 г.). Устройство относится к области литейного производства и служит для механического перемешивания литейных красок, суспензий и расплавленных металлов. Устройство состоит из емкости для заполнения в определенной технологической последовательности составляющими компонентами, рабочего перемешивающего органа, выполненного в виде вала и закрепленных на нем лопастей, имеющих профиль гребного винта, привода вращения, основания, муфты. Устройство снабжено кареткой, на которой установлен рабочий перемешивающий орган и привод его вращения. Каретка имеет возможность перемещаться относительно направляющих.
Данное устройство предназначено для литейного производства, а, следовательно, объем перемешиваемых веществ достаточно большой. Применение мешалки в виде гребного винта для смешивания небольших количеств вязких жидкостей практически невозможно, так как мешалка расположена на достаточном расстоянии от дна емкости. Это может отразиться на качестве смешивания, а, следовательно, на качестве изготовляемой вязкой жидкости, в частности, клея.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является лопастная мешалка (А.С. СССР №1243792, B01F 7/04, публикация БИ №26, 15.07.1986 г).
Лопастная мешалка, преимущественно для нетоксичных суспензий с тяжелой и уплотняющейся при отстаивании твердой фазой, включает корпус со штуцерами ввода и вывода, приводной вал и полый вал с лопастями, установленный с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и снабженный внутренней, жестко связанной с ним гайкой с ходовой резьбой. При необходимости можно менять положение мешалки по высоте.
Недостатком данного устройства является наличие потерь получаемого вещества при выгрузке, а также конструкция данного устройства не приспособлена для смешивания малых количеств вязких компонентов.
Задачей настоящей полезной модели является улучшение качества смешивания за счет исключения внедрения в объем вязких композиций (компаундов) воздушных включений, сведение к минимуму потерь конечного продукта.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает следующий технический результат:
1. Стабилизация параметров технологии изготовления вязких композиций и повышение качества изготавливаемых материалов (гомогенность композиций и отсутствие газовых включений)
2. Оптимизация процессов загрузки и выгрузки
3. Механизация процесса перемешивания.
Для решения указанной задачи и достижения технического результата предлагается устройство для перемешивания вязких жидкостей, включающее корпус со съемной крышкой и мешалкой с приводом, которое согласно заявленной полезной модели дополнительно содержит съемный стакан для смешиваемых компонентов, дно которого выполнено сферической формы, а рабочий орган мешалки выполнен рамного типа, корпус снабжен рубашкой для подачи теплоносителя и фиксатором для крепления съемного стакана, а крышка снабжена патрубком для подключения к вакуумной системе. Нижняя часть рабочего органа рамной мешалки выполнена в виду дуги, радиус которой соизмерим с радиусом сферического дна стакана.
В предлагаемом устройстве предусмотрен съемный стакан, изготовленный из алюминия со сферическим дном. На внешней поверхности дна стакана имеются углубления с возможностью фиксации от вращения. Применение съемного стакана позволяет произвести точное дозирование смешиваемых вязких компонентов, а также произвести выгрузку изготовленной смеси без потерь.
Материал мешалки инертен к смешиваемым компонентам и не допускает налипания вязких жидкостей на стенки мешалки. Мешалка может быть изготовлена из фторопласта. Контур нижней части рамной мешалки выполнен в виде дуги с радиусом, соизмеримым с радиусом сферического дна стакана и повторяет рабочую поверхность дна съемного стакана. Оптимизация зазоров между дном, боковой поверхностью стакана и рабочим органом мешалки позволяет стабилизировать параметры технологии перемешивания.
Корпус устройства состоит из двух стаканов разных диаметров, изготовленных из алюминия, таким образом, создается пространство для прохождения жидкости (водяная рубашка). На внутренней поверхности корпуса имеется фиксатор для крепления съемного стакана. Для обеспечения стабильности температуры в устройстве используется жидкостный термостат с термостатирующей жидкостью - вода. Термостат поддерживает температуру «рубашки» с точностью 0,5°С. Подогрев необходим для снижения вязкости смешиваемых компонентов.
Перед началом перемешивания вязкие жидкости нагревают с помощью теплоносителя (рубашки), подключают устройство к вакуумной линии и вакуумируют внутренний объем установки. Мешалка приводится во вращение электроприводом, скорость вращения мешалки не превышает 50 об/мин. Медленное перемешивание с одновременным вакуумированием и нагреванием вязких компонентов позволяет избежать нагнетания газовых включений (пузырьков).
Крышка устройства имеет уплотнительное кольцо из вакуумной резины, что позволяет удерживать в устройстве вакуум на нужных параметрах. Крышка фиксируется с помощью винтов.
На фиг.1 представлена конструкция заявляемой полезной модели.
Устройство состоит из внутреннего 1 и внешнего 2 корпуса, съемного стакана 3, съемной крышки 4, которая крепится к корпусу с помощью вакуумного уплотнителя и винтов крепления 6 крышки 4. В съемной крышке 4 с помощью вакуумного уплотнителя 5 и вала 7 закреплена мешалка 8. В съемной крышке 4 имеется патрубок 9 для соединения с вакуумной линией. На дне внутреннего корпуса 1 имеется фиксатор 10 для крепления съемного стакана 3. Между внешним 2 и внутренним 1 корпусом - рубашка для подачи теплоносителя 11.
Устройство работает следующим образом.
В съемный стакан 3 загружают вязкие компоненты, и стакан устанавливают в корпус 1 на фиксатор 10. Съемную крышку 4 с мешалкой 8 опускают в закрепленный стакан 3 и фиксируют с помощью винтов 6 крепления крышки 4. Затем подключают устройство к вакуумной линии с помощью патрубка 9. Включают вакуумную линию и откачивают внутренний объем аппарата до остаточного давления 10-30 кПА, затем подают теплоноситель в рубашку 11, включают привод, подключенный к валу 7 мешалки 8, и перемешивают компоненты со скоростью 40-50 об/мин. Через определенное время мешалку 8 останавливают, корпус 2 отсоединяют от вакуумной линии и прекращают подачу теплоносителя в рубашку 11. Открывают съемную крышку 4, достают съемный стакан 3 с изготовленным материалом. Для разных смешиваемых веществ существует оптимальное время перемешивания и вакуумирования, позволяющие получить наилучшие показатели качества материала на выходе.
Устройство может быть использовано в технологических процессах при отработке герметичных клеевых соединений различных материалов. При этом одной из основных проблем является приготовление эпоксидного клея-компаунда, не содержащего газовых включений (пузырьков).
На предлагаемом устройстве изготовлен клей-компаунд ЭЛ-20, состоящий из смолы ЭД-20 и Л-20. Приготовленные навески вязких компонентов помещают в съемный стакан. Шероховатость внутренней поверхности съемного стакана составляет не более Ra 6,3.
Включают термостат, обеспечивающий в рубашке температуру теплоносителя 40°С. Стакан устанавливают в корпус и закрывают крышкой. Подключают вакуум к патрубку, включают вакуумную линию и откачивают внутренний объем до остаточного давления от 30 до 10 кПа. Включают мешалку, скорость перемешивания - 40 об/мин. Смешивание компонентов клея производят в течение 10 минут.
После изготовления данного клея осмотр под микроскопом показал отсутствие газовых включений. Компоненты клея равномерно перемешаны.