УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

Полезная модель относиться к устройствам для перемешивания различных жидких материалов и может быть использовано в химической, горнорудной, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известно устройство для перемешивания жидких сред (патент RU №60395, опубл. 27.01.2007 г., содержащее корпус, привод, вал с размещенной на нем втулкой с лопастями, подвешенными на упругих плоских элементах, закрепленных на втулке, при соотношении ширины (а) и толщины (b) упругого элемента а/b=5.
Недостатком этого устройства является малая эффективность перемешивания и необходимость установки мощного двигателя при использовании устройства в стандартных аппаратах большой емкости.
Известно устройство для перемешивания (авторское свидетельство SU №1398895, опубл. 30.05.1988 г.), содержащее камеру с ферромагнитными частицами, патрубок для загрузки и выгрузки материалов и размещенную концентрично вокруг камеры многофазную обмотку.
Недостатком этого устройства является как использование ферромагнитных частиц в процессе перемешивания, так и их сосредотачивание в центральной части сферической боковой стенки, что снижает эффективность перемешивания материалов в верхней и нижней части камеры.
Известно устройство для перемешивания жидкости (патент RU №86115, опубл. 27.08.2009 г.) содержащее корпус с расположенными в нем парой роликов с приводом, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде стола, оборудованного в нижней части роликовыми опорами с тормозами, на верхней плоскости которого установлены параллельно друг другу пара роликов, один из которых соединен с приводом, а другой - холостой, при этом ролик с приводом покрыт фрикционным материалом, а холостой ролик установлен с возможностью фиксированного перемещения относительно ролика с приводом, причем привод выполнен регулированным по числу оборотов и оснащен временным таймером.
Недостатком этого устройства является наличие сложной системы роликово-тормозного механизма, нуждающимся в периодическом техническом обслуживании.
Известно устройство для перемешивания жидкости (патент RU №129424, опубл. 27.06.2013 г.) содержащее вертикальный корпус, помещенный внутри теплообменной рубашки, мешалку в виде закрепленных на валу лопастей, патрубки для ввода исходных компонентов устройства, патрубок для выгрузки из корпуса устройства готовой смеси, отличающееся тем, что лопасти закреплены с подъемом по ходу вращения мешалки и выполнены в виде полых гидродинамических трубок с всасывающими и нагнетательными отверстиями, расположенных по всей рабочей длине вала под углом к оси вала, который делит трубки в отношении 1:3.
Однако перемешивание в данном устройстве происходит недостаточно интенсивно ввиду того, что половина всасываемых в расширенную часть лопасти жидкости, отражаясь от корпуса устройства снова попадает в нижнюю часть емкости, не смешиваясь с верхними слоями жидкости. Кроме того, возможно засорение трубок, расположенных по всей рабочей длине вала твердым компонентом.
Известно устройство для перемешивания (патент RU №2356614, опубл. 27.05.2009 г.), принятое за прототип, содержащее заполненную ферромагнитными частицами рабочую камеру со сферической боковой поверхностью и патрубком для загрузки и выгрузки обрабатываемого материала и размещенную вокруг камеры многофазную обмотку, создающую вокруг камеры вращающееся электромагнитное поле. Рабочая камера устройства снабжена отклонителем ферромагнитных частиц, расположенным внутри камеры в специальной ее части, выполненным в виде кольца треугольной в диаметральном сечении формы с прямолинейными или криволинейными образующими.
Недостатком данного устройства является наличие ферромагнитных частиц, увлекаемых в движение вращающимся магнитным полем, фрагменты которых могут попасть в перемешиваемый материал; сложности, связанные с разгрузкой и дальнейшим отделением ферромагнитных частиц от перемешанного материала; расположение многофазной обмотки снаружи специального сосуда, что ограничивает использование в конструкции прототипа стандартных сосудов большой емкости.
Техническим результатом является создание устройства для перемешивания различных жидких материалов, обеспечивающее повышение КПД в процессе эксплуатации, экономию электроэнергии при пуске, уменьшение мощности выбранного приводного электродвигателя.
Технический результат достигается тем, что рабочая камера выполнена в виде цилиндрического резервуара, в нижней части которого закреплен отдельный патрубок для разгрузки перемешанного материала, внутри камеры установлены статор, жестко закрепленный на внутренней боковой поверхности камеры, к нему подсоединен герметичный кабель для подачи электроэнергии, ротор состоящий из цилиндра, в теле которого выполнены наклонные в диаметральном сечении каналы для прохода смешиваемых компонентов, по периметру ротора жестко закреплена ферромагнитная вставка, верхний и нижний края которой загнуты к центру, ротор установлен на валу вращения, верхний и нижний конец которого соединен с шаровыми опорами, жестко закрепленными в центре верхней и нижней поверхности рабочей камеры.
Устройство для перемешивания поясняется следующими фигурами, поясняется графическим материалом:
фиг. 1 - продольный разрез устройства для перемешивания;
фиг. 2 - вид устройства для перемешивания сверху с сечением, где:
1 - рабочая камера;
2 - патрубок для загрузки;
3 - патрубок для разгрузки;
4 - ротор;
5 - вал вращения;
6 - шаровая опора;
7 - каналы;
8 - ферромагнитная вставка;
9 - отклонители потока;
10 - статор;
11 - герметичный слой;
12 - герметичный кабель.
Устройство для перемешивания содержит (фиг. 1, 2) рабочую камеру 1, в виде цилиндрического резервуара и может быть выполнена из стандартных сосудов большой емкости, заполненную ферромагнитными частицами. Вокруг рабочей камеры 1 размещена многофазная обмотка (на фигуре не показана), которая создает вокруг рабочей камеры 1 вращающееся электромагнитное поле. В верхней части камеры расположен отдельный патрубок для загрузки 2, в нижней части которого закреплен отдельный патрубок для разгрузки 3 перемешанного материала перемешанного материала. Ротор 4 установлен на валу вращения 5, нижний и верхний концы которого присоединены к шаровым опорам 6, которые закреплены на верхней и нижней частях рабочей камеры. Ротор 4, состоящий из цилиндра, в теле которого располагаются наклонные в диаметральном сечении каналы 7 для прохода смешиваемых компонентов. На роторе 4 жестко закреплена ферромагнитная вставка 8, верхний и нижний края, которой загнуты к центру. Эти загнутые концы выполняют роль отклонителей потока 9. Статор 10, жестко закрепленный на внутренней боковой поверхности рабочей камеры 1 и состоит из многофазной обмотки, защищенной от воздействия перемешиваемых материалов герметичным слоем 11. Электроэнергия к статору подводится по герметичному кабелю 12.
Устройство для перемешивания работает следующим образом. Через патрубок для загрузки 2 жидкость попадает в рабочую камеру 1. При подаче к обмотке статора 10 напряжения по герметичному кабелю 12 под действием электромагнитных сил приводится в движение ротор 4 с валом вращения 5 с шаровой опорой 6, Жидкость находится в рабочей камере 1 по каналам 7, пропускает жидкость в диаметральном направлении с отклонителями потока 9, за счет чего значительно усиливается степень перемешивания по всему объему рабочей камеры, перемешанный материал разгружается через патрубок для разгрузки 3 в нижней части камеры.
Данное устройство может быть использовано для приготовления жидкого углеродного связующего - одного из компонентов для подготовки холоднонабивной подовой массы, применяемой для футеровки подины алюминиевого электролизера. Жидкое углеродное связующее приготавливается перемешиванием необходимого количества каменноугольного пека и нагревом его до температуры полного расплавления с последующим добавлением поглотительного масла с температурой 50°С. Смесь постоянно перемешивается до тех пор, пока ее температура не будет 50°С.