Устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре

Изобретение относится к различным отраслям промышленности, использующим жидкости, хранящиеся в резервуарах и емкостях, и может быть использовано для перемешивания этих жидкостей и размыва их осадков.
Известна система для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре с защитной стенкой (пат. РФ №137779, MПК B01F7/00, опубл. 27.02.2014 г), включающая основное устройство для перемешивания, состоящее из корпуса с элементом присоединения устройства к резервуару, установленный на опорах в корпусе вал с гребным винтом на конце, устройство уплотнения вала относительно корпуса и устройство циклического углового поворота вала в горизонтальной плоскости. Система содержит дополнительное устройство для перемешивания, установленное противоположно первому на внешней защитной стенке резервуара, вал которого соединен одним концом через передачу с двигателем, а вторым концом через соединительный вал с валом первого устройства. Соединительный вал между валом основного и валом дополнительного устройств выполнен шарнирным либо гибким.
Известно устройство для размыва донных отложений в резервуаре с нефтью или нефтепродуктами (пат. РФ №134821, МПК B01F15/00, опубл. 21.11.2013 г.), содержащее корпус, в котором проходит вал, один конец которого соединен через передаточный механизм с электродвигателем для вращения вала, а на другом конце которого установлен гребной винт, механизм циклического углового поворота указанного вала в плоскости, элементы опоры и уплотнения данного вала относительно корпуса, герметизирующая часть, необходимая между корпусом и полостью резервуара при установке гребного винта в резервуар. Вал по длине разделен на две части, связанные с помощью карданова соединения, при этом часть вала с гребным винтом находится в дополнительной части корпуса, соединенной с основной частью корпуса с возможностью поворота дополнительной части в плоскости, а указанный механизм циклического углового поворота вала включает дополнительный электродвигатель, снабженный средствами для периодической смены направления его вращения, ротор которого соединен с червяком, сопряженным с червячным колесом, к центру которого неподвижно присоединен винт, образующий механическую передачу с установленной на нем гайкой, тягу, установленную между гайкой и указанной дополнительной частью корпуса с возможностью углового поворота в плоскости дополнительной части при перемещении гайки по винту, сильфон в качестве упомянутой герметизирующей части, выполненный с возможностью герметичного присоединения одним концом к основной части корпуса, а другим концом - к отверстию резервуара.
Известно устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре (пат. РФ №2238795 МПК 7В01F7/08. Опубл. 20.04.2004 г.), содержащеекорпус, в котором расположен вал с винтовыми лопастями на конце, элементы герметичного присоединения вала в отверстии резервуара, механизм вращательного движения вала, а для углового движения вала в горизонтальной плоскости одно-или многоступенчатый редуктор и кривошипный механизм, причем входное звено редуктора соединено с валом, а выходное – с кривошипным механизмом, шарнирно присоединенным к резервуару, кривошипный механизм содержит установленный соосно валу кривошип, шатун в виде надетого на кривошип наклонно к оси вращения кривошипа и опирающегося на подшипник обода и выступающего из него пальца, при этом палец  шарнирно связан с одним концом шарнирно смонтированной на резервуаре тяги.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для размыва донных отложений в резервуаре с нефтью и нефтепродуктами (пат. РФ №2220766, МПК В01F15/00, B01F7/00, опубл. 10.01.2004 г.), содержащее опорный корпус с элементом присоединения устройства к стенке резервуара, вал, один конец которого соединен посредством передачи с двигателем, а другой с закрепленным на нем гребным винтом проходит в резервуар, элементы опоры и уплотнения вала относительно опорного корпуса, герметизирующую часть между опорным корпусом и полостью резервуара у которого для автоматического циклического углового поворота вала в горизонтальной плоскости оно дополнительно включает надетый на вал внутри опорного корпуса редуктор, входное звено которого соединено с валом, наружное звено зафиксировано от вращения вокруг оси вала, а на выходном звене установлена подшипниковая опора под углом к оси вала, равным максимальному углу поворота вала в горизонтальной плоскости, из наружной обоймы которой выступает палец, проходящий через паз в опорном корпусе, стержень, шарнирно соединенный с пальцем и с элементом присоединения к стенке резервуара.
Недостатки указанных устройств определяются тем, что они содержат привод поворота, который обеспечивает постоянный циклический возвратно-поступательный поворот корпуса устройства относительно стенки резервуара с постоянной скоростью.
Техническая проблема состоит в том, что зачастую на нефтеперерабатывающих заводах и химических предприятиях требуется осуществлять перемешивание жидкостей с разной интенсивностью перемешивания во времени, с изменением направления перемешивания и обеспечением интенсивного перемешивания в застойных зонах.
Известные устройства, в том числе и прототип, не обеспечивают этих режимов, т.к. вал с гребным винтом движется только с постоянной скоростью, поэтому менять интенсивность перемешивания во времени, изменять направления перемешивания и обеспечивать интенсивное перемешивание в застойных зонах с помощью этих устройств невозможно.
Основной задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего эффективное перемешивание жидкостей и размыва осадков с разнообразными режимами.
Техническим результатом является повышение эффективности перемешивания, за счет обеспечения возможности перемешивания жидкостей с разной интенсивностью и изменением направления во времени во всем объеме резервуара и в застойных зонах.
Технический результат достигается тем, что в  устройстве для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре, содержащем корпус с элементами  присоединения устройства к резервуару, обеспечивающими его угловой поворот относительно стенки резервуара, установленный на опорах в корпусе вал с гребным винтом на конце, соединенный через передачу с двигателем,   устройства уплотнения вала относительно корпуса, новым является то, что оно содержит управляемый  привод поворота, выходное  звено  которого сопряжено с  червячной передачей,  при этом в оси червячного колеса червячной передачи  выполнена резьба, в которой установлен резьбовой  винт,  один конец которого   через промежуточное звено шарнирно соединен со стенкой резервуара.
Предпочтительноуправляемый привод поворота выполнить в виде многооборотного электропривода.
Оптимально включить в управляемый привод поворота блок памяти с установленными в нем параметрами движения, обеспечивающими кратковременный, долговременный или пульсирующий поворот устройства и гребного винта относительно стенки резервуара на необходимый угол с различными скоростями, или остановки устройства и гребного винта напротив застойных зон на заданный период времени.
Предпочтительно выполнить многооборотный электропривод с обеспечением возможности изменения скорости и направления поворота устройства и гребного винта относительно стенки резервуара и пульсирующего режима.
Устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре, также как и прототип, содержит корпус с элементом  присоединения устройства к резервуару, установленный на опорах в корпусе вал с гребным винтом на конце, соединенный через передачу с двигателем,   устройство уплотнения вала относительно корпуса и  устройство циклического углового поворота вала в горизонтальной плоскости.
В отличие от прототипа, заявляемое устройство снабжено  управляемым приводом поворота, выполненным в виде многооборотного электропривода на выходном звене которого установлен червяк червячной передачи,  при этом в оси червячного колеса червячной передачи  выполнена резьба, в которой  установлен гребной  винт,  один конец которого   через промежуточное звено шарнирно соединен со стенкой резервуара.
Устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре обладает следующими техническими преимуществами, направленными на достижение заявляемого  технического  результата - перемешивания жидкостей с разной интенсивностью  и  изменением направления перемешивания во времени во всем объеме резервуара и в  застойных зонах.
Заявляемое устройство содержит многооборотный электропривод, который имеет электронный блок памяти с набором разнообразных программ, обеспечивающих кратковременный, долговременный или пульсирующий поворот устройства на необходимый угол относительно стенки резервуара с различными скоростями.  Возможна также остановка устройства напротив застойных зон на требуемое время. При этом, на выходном звене управляемого привода поворота установлен червяк червячной передачи, а в оси червячного колеса червячной передачи выполнена резьба, в которой установлен резьбовой винт, один конец которого   через промежуточное звено шарнирно соединен со стенкой резервуара.
На фиг. 1 схематически представлена конструкция устройства для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре.
На фиг. 2 показан вид сверху заявляемого устройства.
Устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре содержит: корпус 1 (фиг. 1) с элементом присоединения 2 к резервуару. В корпусе 1 смонтирован вал 3 на опорах 4, который через зубчато-ременную передачу 5 соединен с двигателем 6. На конце вала 3 установлен гребной винт 7. Вал 3 имеет устройство уплотнения 8 гребного винта 7 относительно корпуса 1. На корпусе 1 смонтирован многооборотный электропривод 9 на выходном валу которого закреплен червяк 10 (фиг. 2)   сопряженный с червячным колесом 11, на оси которого выполнена резьба, в которой установлен резьбовой винт 12, один конец которого через промежуточное звено 13 шарнирно соединен с элементом присоединения 2 к резервуару.
Устройство для перемешивания жидкости и размыва ее осадков в резервуаре работает следующим образом. Электродвигатель 6 вращает зубчато-ременную передачу 5, через нее вал 3 и гребной винт 7. Гребной винт 7 перемешивает жидкость в резервуаре или размывает в нем осадки. Технология перемешивания различных жидкостей, а также технология размыва осадков в резервуаре требуют: изменения в широком диапазоне скорости углового возвратно-поступательного перемещения всего корпуса 1 устройства и периодические остановки корпуса 1 устройства в определенных угловых положениях для размыва осадков в застойных зонах. Все эти режимы обеспечивает многооборотный электропривод 9, который имеет блок памяти (на чертежах не показан) с заданными параметрами движения. По выбранным параметрам движения многооборотный электропривод 9, через червяк 10, червячное колесо 11 и резьбовой винт 12 перемещает корпус 1 в угловом направлении с заданной скоростью и производит его остановки в заданных точках. Таким образом обеспечиваются параметры размыва или перемешивания жидкости в резервуаре согласно заданной технологии.
Заявляемое устройство может быть широко использовано в технологических процессах, связанных с перемешиванием жидкостей и размывом осадков в резервуарах, в том числе высоковязкой жидкости, на нефтеперерабатывающих заводах и химических предприятиях ввиду его высокой эффективности.
Обозначения на чертежах.
1.   Корпус.
2.   Элемент присоединения.
3.   Вал.
4.   Опора.
5.   Зубчато-ременная передача.
6.   Двигатель.
7.   Гребной винт.
8.   Устройство уплотнения.
9.   Электропривод.
10.   Червяк.
11.   Червячное колесо.
12.   Резьбовой винт.
13.   Промежуточное звено.
14.  Резервуар.