RU2528663C1

RU2528663C1 - Mixing device

Info

Publication number: RU2528663C1
Application number: RU2013122481/05A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Николаевич Сидоров; Наталья Юрьевна Ширина; Михаил Викторович Козлов
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-09-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: mixing device comprises a driving shaft with upper and lower intake elements fixed on it and fitted by raked blades set so that they are able of axial displacement and equipped by springs. The intake elements are set with a gap in respect to each other and are rigidly coupled by connecting rods parallel to the driving shaft. Cross bars rigidly coupled with the driving shaft are mounted above and below the intake elements. The distance between the cross bars amounts to at least twice the gap between the intake elements. The blades of the intake elements are installed with a slope to the same side. The springs are mounted on the connecting rods between the cross bars and the intake elements. The driving shaft is connected to the rotation drive providing for reciprocating rotary motion of the shaft for the angle of at least four pi radian in one direction.

EFFECT: invention provides for the intensification of mixing of liquids with different viscosity.

1 dwg

Description

Изобретение относится к перемешивающим устройствам и предназначено для перемешивания жидкостей в пищевой, химической и нефтехимической промышленности.The invention relates to mixing devices and is intended for mixing liquids in the food, chemical and petrochemical industries.

Известны перемешивающие устройства (Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.), содержащие приводной вал с закрепленными на нем верхними и нижними всасывающими элементами с лопастями, установленными с возможностью осевого перемещения. Основным недостатком таких перемешивающих устройств лопастного типа является то, что они не обеспечивают, в емкостях в которых размещены, эффективное осевое перемешивание жидкостей.Known mixing devices (Kasatkin A.G. Main processes and apparatuses of chemical technology. - M .: Chemistry, 1971. - 784 p.), Containing a drive shaft with mounted upper and lower suction elements with blades mounted with axial movement . The main disadvantage of such paddle-type mixing devices is that they do not provide, in the containers in which they are located, effective axial mixing of the liquids.

Известен аппарат для перемешивания фаз (Авторское свидетельство СССР №1169719, 1985), содержащий приводной вал с жестко закрепленными на нем поперечными траверсами, приводной вал соединен с приводом вращения, обеспечивающим возвратно-вращательное движения вала. Основным недостатком аппарата для перемешивания фаз является то, что он сложен по конструкции и предназначен для проведения только непрерывных процессов.A known apparatus for mixing phases (USSR Author's Certificate No. 1169719, 1985), comprising a drive shaft with transverse traverses rigidly fixed to it, the drive shaft is connected to a rotation drive, providing a rotational movement of the shaft. The main disadvantage of the apparatus for mixing phases is that it is complex in design and is designed to carry out only continuous processes.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предполагаемому изобретению является перемешивающее устройство (Авторское свидетельство СССР №1291195, 1987), прототип, содержащее приводной вал с закрепленными на нем верхними и нижними всасывающими элементами с наклонными лопастями, установленными с возможностью осевого перемещения и снабженными пружинами. К основным недостаткам конструкции перемешивающего устройства следует отнести то, что наибольшая эффективность перемешивания жидкости достигается в нем только в начале и в конце процесса перемешивания. Это обусловлено тем, что в периоды разгона и остановки вала происходит осевое перемещение всасывающих элементов и, соответственно, интенсивное осевое и радиальное перемешивание жидкости, причем, что очень важно, в нестационарном режиме.The closest in design to the proposed invention is a mixing device (USSR Author's Certificate No. 1291195, 1987), a prototype containing a drive shaft with mounted upper and lower suction elements with inclined blades mounted with axial movement and provided with springs. The main disadvantages of the design of the mixing device should include the fact that the greatest efficiency of mixing the liquid is achieved in it only at the beginning and at the end of the mixing process. This is due to the fact that during periods of acceleration and stop of the shaft there is an axial movement of the suction elements and, accordingly, intensive axial and radial mixing of the liquid, and, what is very important, in non-stationary mode.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, интенсификация процессов перемешивания жидкостей различной вязкости.The objective of the invention is to eliminate these disadvantages, the intensification of the mixing processes of liquids of various viscosities.

Указанная задача решается тем, что всасывающие элементы установлены с зазором друг к другу и жестко соединены между собой тягами, параллельными приводному валу, над и под всасывающими элементами установлены поперечные траверсы, жестко соединенные с приводным валом, расстояние между поперечными траверсами составляет не менее двух размеров зазора между всасывающими элементами, лопасти всасывающих элементов смонтированы с наклоном в одну сторону, пружины установлены на тягах между поперечными траверсами и всасывающими элементами, приводной вал соединен с приводом вращения, обеспечивающим возвратно-вращательное движения вала на угол не менее четырех пи радиан в одном направлении.This problem is solved in that the suction elements are installed with a gap to each other and are rigidly interconnected by rods parallel to the drive shaft, transverse traverses rigidly connected to the drive shaft are installed above and below the suction elements, the distance between the transverse traverses is at least two gap sizes between the suction elements, the blades of the suction elements are mounted with an inclination in one direction, the springs are mounted on rods between the transverse traverses and the suction elements, discharge shaft connected to the rotation drive providing reciprocating rotary movement of the shaft at an angle of not less than four pi radians in one direction.

На фиг.1 изображено перемешивающее устройство, разрез.Figure 1 shows a mixing device, section.

Перемешивающее устройство содержит вертикальную цилиндрическую емкость 1 с крышкой 2, приводной вал 3, привод вращения 4. Привод вращения состоит из привода вращательного движения 5, жестко связанного с горизонтальной осью 6, на которую насажены два сменных ведущих конических зубчатых колеса 7, 8. Каждое из колес имеет вырезку в форме сегментов с одинаковым или неодинаковым числом срезанных зубьев, при этом одно из них направлено зубьями вверх, а вырезом вниз, а другое наоборот - вырезом вверх, а зубьями вниз. Оба колеса поочередно связаны зацеплением с ведомым зубчатым колесом 9, насаженным на приводной вал 3. Привод вращения 4 обеспечивает возвратно-вращательное движение вала на угол не менее четырех пи в одном направлении. Всасывающие элементы 10, 11 в виде наклонных лопастей размещены с зазором друг к другу и жестко соединены между собой тягами 12, 13, параллельными приводному валу 3. Над и под всасывающими элементами 10, 11 установлены поперечные траверсы 14, 15, соединенные жестко с приводным валом 3 и с помощью цилиндрических шарниров с тягами 12, 13. Причем расстояние между поперечными траверсами 14, 15 составляет не менее двух размеров зазора между всасывающими элементами. Лопасти всасывающих элементов смонтированы с наклоном в одну сторону. Пружины 16 установлены на тягах 12, 13 между поперечными траверсами 14, 15 и всасывающими элементами 10, 11. Штуцеры 17 и 18 предназначены для загрузки и выгрузки жидкостей из емкости 1. В случае необходимости подвода или отвода тепла при проведении процесса перемешивания емкость 1 снаружи может быть оборудована рубашкой 19 с патрубками 20, 21 подвода и отвода теплоносителя.The mixing device comprises a vertical cylindrical container 1 with a cover 2, a drive shaft 3, a rotation drive 4. The rotation drive consists of a rotational movement drive 5, rigidly connected to the horizontal axis 6, on which two interchangeable bevel gears 7, 8 are mounted. Each of The wheel has a notch in the form of segments with the same or unequal number of cut teeth, with one of them pointing upward with the teeth and downward, and the other with the cutout upside down and the teeth down. Both wheels are alternately linked by a gear with a driven gear 9 mounted on the drive shaft 3. The rotation drive 4 provides a reverse-rotational movement of the shaft at an angle of at least four pi in one direction. The suction elements 10, 11 in the form of inclined blades are placed with a gap to each other and are rigidly interconnected by rods 12, 13 parallel to the drive shaft 3. Above and below the suction elements 10, 11 transverse traverses 14, 15 are mounted rigidly connected to the drive shaft 3 and using cylindrical hinges with rods 12, 13. Moreover, the distance between the transverse traverses 14, 15 is at least two sizes of the gap between the suction elements. The blades of the suction elements are mounted with an inclination in one direction. The springs 16 are mounted on rods 12, 13 between the transverse traverses 14, 15 and the suction elements 10, 11. The fittings 17 and 18 are designed to load and unload liquids from the tank 1. If it is necessary to supply or remove heat during the mixing process, the tank 1 from the outside can be equipped with a jacket 19 with pipes 20, 21 of the inlet and outlet of the coolant.

Перемешивающее устройство работает следующим образом.The mixing device operates as follows.

Емкость 1 заполняется подлежащей переработке жидкостью через штуцер 17. При включении привода вращательного движения 5 горизонтальная ось 6 с зубчатыми колесами 7 и 8 вращается в одном направлении, при этом каждое из колес поочередно вступает в зацепление с ведомым зубчатым колесом 9, вращая его то в одну, то в другую сторону, обеспечивая крутильные колебания приводного вала 3. В результате вращения приводного вала 3 вместе с насаженными на него всасывающими элементами 10, 11, поперечными траверсами 14, 15 и пружинами 16 осуществляется интенсивное радиальное и осевое перемешивание жидкости. При вращении приводного вала 3 в одну сторону всасывающие элементы 10, 11 посредством наклонных лопастей, вертикальных тяг 12, 13 и пружин 16 перемещаются, например, вниз, обеспечивая движение перемешиваемой жидкости вверх, при изменении направления вращения приводного вала происходит и изменение направления движения лопастей и соответственно жидкости - вниз. По завершению процесса перемешивания жидкость сливается из емкости 1 через штуцер 18.The tank 1 is filled with liquid to be processed through the nozzle 17. When the rotary drive 5 is turned on, the horizontal axis 6 with the gears 7 and 8 rotates in one direction, while each of the wheels engages in turn with the driven gear 9, rotating it in one , then to the other side, providing torsional vibrations of the drive shaft 3. As a result of rotation of the drive shaft 3, together with the suction elements 10, 11 mounted on it, the transverse traverses 14, 15 and the springs 16, an intensive p Adial and axial fluid mixing. When the drive shaft 3 rotates in one direction, the suction elements 10, 11 by means of inclined blades, vertical rods 12, 13 and springs 16 are moved, for example, downward, providing the stirring fluid to move upward, when the direction of rotation of the drive shaft changes, the direction of movement of the blades and respectively, liquid - down. Upon completion of the mixing process, the liquid is drained from the tank 1 through the nozzle 18.

Указанные преимущества предлагаемого перемешивающего устройства, по сравнению с аналогами, обеспечиваются новой совокупностью применяемых известных и новых конструктивных элементов.The indicated advantages of the proposed mixing device, in comparison with analogues, are provided by a new combination of known and new structural elements used.

Путем постоянного изменения направления вращения приводного вала обеспечивается нестационарный режим перемешивания жидкости в радиальном и осевом направлении.By constantly changing the direction of rotation of the drive shaft, an unsteady fluid mixing mode is provided in the radial and axial directions.

Claims

Перемешивающее устройство, содержащее приводной вал с закрепленными на нем верхними и нижними всасывающими элементами с наклонными лопастями, установленными с возможностью осевого перемещения и снабженными пружинами, отличающееся тем, что всасывающие элементы установлены с зазором друг к другу и жестко соединены между собой тягами, параллельными приводному валу, над и под всасывающими элементами установлены поперечные траверсы, жестко соединенные с приводным валом, расстояние между поперечными траверсами составляет не менее двух размеров зазора между всасывающими элементами, лопасти всасывающих элементов смонтированы с наклоном в одну сторону, пружины установлены на тягах между поперечными траверсами и всасывающими элементами, приводной вал соединен с приводом вращения, обеспечивающим возвратно-вращательное движение вала на угол не менее четырех пи радиан в одном направлении. A mixing device comprising a drive shaft with upper and lower suction elements fixed to it with inclined blades mounted for axial movement and provided with springs, characterized in that the suction elements are installed with a gap to each other and rigidly interconnected by rods parallel to the drive shaft , transverse traverses rigidly connected to the drive shaft are installed above and below the suction elements, the distance between the transverse traverses is at least two times the size of the gap between the suction elements, the blades of the suction elements are mounted with an inclination in one direction, the springs are mounted on rods between the transverse traverses and the suction elements, the drive shaft is connected to the rotation drive, providing a rotational movement of the shaft at an angle of at least four pi radians in one direction .