Устройство для предотвращения образования воронок в аппарате с мешалкой

Полезная модель  относится к устройствам для предотвращения образования воронок в аппаратах с перемешивающими устройствами (мешалками) за счет торможения вращения жидкости в непосредственной близости от поверхности стенок аппарата за счет отражательных перегородок и может быть использована в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, на очистных сооружениях для очистки сточных вод.
Известны конструкции вертикальных цилиндрических аппаратов для механического перемешивания жидких сред, в которых помимо корпуса со съемной крышкой и рубашкой, перемешивающего устройства с приводом, внутри корпуса установлены, как правило, четыре отражательные перегородки, позволяющие ликвидировать воронку и преобразовать вращательное движение жидкости в осевое [Э.А. Васильцов, В.Г. Ушаков. Аппараты для перемешивания жидких сред. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, 1979, с. 26].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся недостаточное перемешивание среды в областях застойных зон, образующихся за отражательной перегородкой в направлении движения мешалки. Это уменьшает однородность перемешивания жидких сред, увеличивает время процесса перемешивания, и в целом снижает производительность.
Известны конструкции вертикальных цилиндрических аппаратов для механического перемешивания жидких сред, в которых помимо корпуса со съемной крышкой и рубашкой, перемешивающего устройства с приводом, внутри корпуса установлены, как правило, четыре отражательные перегородки, позволяющие ликвидировать воронку и преобразовать вращательное движение жидкости в осевое [Э.А. Васильцов, В.Г. Ушаков. Аппараты для перемешивания жидких сред. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, 1979, с. 26].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточное перемешивание среды в областях застойных зон, образующихся за отражательной перегородкой в направлении движения мешалки. Это уменьшает однородность перемешивания жидких сред, увеличивает время процесса перемешивания, и в целом снижает производительность.
Известна конструкция устройства для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой, содержащее отражательные перегородки, установленные вертикально в корпусе аппарата в непосредственной близости от стенки аппарата, преимущественно с равным шагом между соседними перегородками, которые закреплены в нижней части на разборной кольцеобразной рамке, расположенную на дне аппарата, непосредственно либо на ножках, а в верхней части - центральном кольце с присоединенными к нему радиальными траверсами, причем отражательные перегородки при помощи крепежных элементов прикреплены к кольцеобразной рамке и траверсам, причем центральное кольцо выполнено с внутренним диаметром, превышающим диаметр перемешивающего устройства, а траверсы выполнены с возможностью регулировки радиального положения перегородок (Пат. РФ №2693155, МПК B01F 3/08, B01F 3/12, B01F 7/16, опубл. 20.12.2018 г.).
К причинам препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточное перемешивание среды в областях застойных зон, образующихся за отражательной перегородкой в направлении движения мешалки, а также сложность исполнения соединительных конструкций, что в свою очередь усложняет монтаж и демонтаж конструкции, что в совокупности уменьшает однородность перемешивания жидких сред, увеличивает время процесса перемешивания, уменьшает основное время работы, а значит производительность аппарата.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятым за прототип является устройство для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой, содержащее отражательные перегородки, установленные вертикально в корпусе аппарата с равным шагом между соседними перегородками, закрепленные в нижней части на кольцеобразной раме, а в верхней части - центральным кольцом с внутренним диаметром, превышающим диаметр мешалки, где отражательные перегородки выполнены криволинейными из тонкого проката, а центральное кольцо, криволинейные отражательные перегородки из тонкого проката и кольцеобразная рама выполнены единым элементом (П.м. РФ №212025, МПК B01F 35/00, опубл. 4.07.2022 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность очистки отражательных перегородок, в виду возможного образование твердых отложений, что приводит к необходимости остановки оборудования для их удаления, что в виду сложности исполнения конструкции довольно затруднительно, а, следовательно, увеличивает время вспомогательных операций, что в свою очередь уменьшает основное время работы аппарата и его производительность.
Техническим результатом предлагаемой конструкции является удобство ее эксплуатации и обслуживания.
Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой содержит отражательные перегородки, установленные вертикально в корпусе аппарата с равным шагом между соседними перегородками, выполненные единым элементом с кольцеобразной рамой в нижней части и центральным кольцом в верхней части, причем криволинейные отражательные перегородки выполнены из материала, обладающего эффектом памяти.
Исполнение отражательных перегородок из материала, обладающего эффектом памяти, позволяет в процессе работы, то есть в «горячем» состоянии при рабочих температурах принимать им криволинейную форму, что уменьшает время подготовки к основному циклу работы. А в процессе ремонта и осмотра отражательные перегородки изменяют свою форму, в «холодном» состоянии при нормальной температуре, что приводит к растрескиванию и отклеиванию термических отложений на поверхности отражательных перегородок. Это позволяет облегчить очистку отражательных поверхностей, а также монтаж и демонтаж предлагаемого устройства, а значит повысить основное рабочее время работы аппарата и производительность в целом.
Материалы, обладающие эффектом памяти, известны. Это может быть нержавеющая сталь 12X18H10T, никель-алюминиевый сплав NuAl (36,8% Al), сплав меди-алюминия и никеля, сплав марганца и никеля, а также титано-никелевый сплав, изменяющие свою форму при температурах от 100°С до 270°С (Физические эффекты в машиностроении. Справочник / Под общей редакцией В.А. Лукьянец. - М.: Машиностроение 1993, с.150 - 152.)
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой конструкции устройства для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой в разрезе.
на фиг. 2 представлен разрез по А-А в «холодном» состоянии;
на фиг. 3 тот же разрез в «горячем» состоянии.
Устройство для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой содержит отражательные перегородки 1 из тонкого проката, выполненные из материала, обладающего эффектом памяти, и установленные вертикально в корпусе 2 аппарата с равным шагом между соседними перегородками. Отражательные перегородки 1 соединены с кольцеобразной рамой 3 и центральным кольцом 4, которое выполнено с внутренним диаметром DK, превышающим диаметр DM мешалки 5, и представляющие собой единый элемент. Мешалка 5 с приводом 6 установлена на крышке 7.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Аппарат заполняется рабочей жидкостью при рабочей температуре, которая не меньше температуры мартенситного превращения материала, обладающего эффектом памяти, что приводит к изменению формы отражательных перегородок 1 и их переходу в криволинейное «горячее» состояние (отражательные перегородки 1 разгибаются и изгибаются). Включают привод 6, что приводит к началу вращения мешалки 5 и перемешиванию жидкости. Криволинейные отражательные перегородки 1, закрепленные между кольцеобразной рамой 3 и центральным кольцом 4, представляющие собой единый элемент, установленный в аппарате, обеспечивают хорошее перемешивание без образования воронки, за счет колебания отражательных перегородок 1 под действием перемешиваемого потока тем самым интенсифицируя процесс перемешивания в областях застойных зон на макро- и микроуровнях. При необходимости очистки внутренней поверхности аппарата от отложений, солевого камня и продуктов термической деструкции, привод 6 отключают, останавливая работу аппарата, а перемешивающаяся жидкость сливается. Тогда температура в объеме корпуса 2 аппарата становиться меньше температуры мартенситного превращения материала, обладающего эффектом памяти, вследствие чего отражательные перегородки 1 сжимаются, переходя в «холодное» состояние, тем самым приводя к растрескиванию отложений, образованных на их поверхности, уменьшая время обслуживания и, как следствие, сокращая время простоя аппарата, что приводит к росту его производительности.
Таким образом, использование устройства для предотвращения воронок в аппарате с мешалкой, содержащего отражательные перегородки, выполненные из материала, обладающего эффектом памяти, и установленные вертикально в корпусе аппарата с равным шагом между соседними перегородками, выполненные единым элементом с кольцеобразной рамой в нижней части и центральным кольцом в верхней части, позволяет повысить удобство его эксплуатации и обслуживания.