RU2528843C1 - Mixing device - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: mixing device consists of a motor, working members and an actuating mechanism placed in a separate casing. The actuating mechanism consists of a crank-and-rocker mechanism with a central gear wheel engaged with the gear wheels being fixed on the rocker. The central gear wheel is installed on the cover of a reactor casing with the possibility of rotation and is coupled to the motor via the crank-and-rocker mechanism consisting of a crank, a connecting rod and a rocker, and the working members are coupled with the shafts of the gear wheels. The working members can be made as blades with holes.

EFFECT: increased velocity gradient and intensified mixing.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение принадлежит области машиностроения и относится к перемешивающим устройствам. Оно может быть применено в химической, строительной, пищевой промышленности как устройство, необходимое для интенсификации тепломассообменных процессов, для выравнивания концентраций и температур во всем объеме жидкости.The invention belongs to the field of mechanical engineering and relates to mixing devices. It can be used in the chemical, construction, food industry as a device necessary for the intensification of heat and mass transfer processes, for equalizing concentrations and temperatures in the entire liquid volume.

Известно устройство для перемешивания (Заявка на изобретение RU № 94025879 A1, кл. B28C 5/16), содержащее емкость, внутри которой находится съемный рабочий орган, а его привод выполнен в виде кривошипа, который через вращательную кинематическую пару соединен с камнем кулисы, причем ось вращения образованной кинематической пары параллельна оси вращения кулисы и перпендикулярна оси коромысла. Во время работы глубина опускания и горизонтальное перемещение изменяется дважды за цикл.A device for mixing is known (Application for invention RU No. 94025879 A1, class B28C 5/16), containing a container inside which is a removable working body, and its drive is made in the form of a crank, which is connected through the rotational kinematic pair to the rocker, moreover the axis of rotation of the formed kinematic pair is parallel to the axis of rotation of the wings and perpendicular to the axis of the rocker. During operation, the lowering depth and horizontal movement changes twice per cycle.

Однако указанному устройству присущи следующие недостатки. КПД данного устройства очень низкий вследствие применения винтового механизма. Кроме того, указанное устройство имеет один рабочий орган, что приводит к снижению интенсивности перемешивания.However, the specified device has the following disadvantages. The efficiency of this device is very low due to the use of a screw mechanism. In addition, the specified device has one working body, which leads to a decrease in the intensity of mixing.

Кроме того, известно устройство для перемешивания (а.с. СССР №1346224, кл. B01F 11/00), содержащее корпус, реактор, рабочий орган, электромагнитный привод и блок управления.In addition, it is known a device for mixing (AS USSR No. 1346224, class B01F 11/00) containing a housing, a reactor, a working body, an electromagnetic drive and a control unit.

Однако указанному устройству для перемешивания присущи следующие недостатки. Электромагнитный двигатель имеет низкий КПД. У этого устройства присутствует также такой недостаток, как наличие лишь одного рабочего органа и маленький угол поворота, что приводит к низкой интенсивности перемешивания.However, the specified device for mixing inherent in the following disadvantages. The electromagnetic motor has low efficiency. This device also has such a disadvantage as the presence of only one working body and a small angle of rotation, which leads to low mixing intensity.

Известно устройство для перемешивания (Патент на изобретение №RU 2258558 C1, кл. B01F 7/30), являющееся прототипом предлагаемого изобретения и содержащее месильные органы, закрепленные на сателлитах со смещением относительно осей их вращения, которые образуют вместе с сателлитами узлы, уравновешенные относительно этих осей. Центральная шестерня планетарного механизма привода месильных органов подвижно связана с корпусом посредством упругого элемента. Виброперемешивание происходит по всему объему вязкой среды при использовании одного планетарного механизма с уравновешенными узлами, включающими сателлит и месильный орган, без перегрузок двигателя во время его пуска и перегрузок подшипников сателлитов, а также за счет усложнения абсолютной траектории движения месильных органов.A device for mixing is known (Patent for the invention No. RU 2258558 C1, class B01F 7/30), which is a prototype of the present invention and contains kneading bodies fixed to the satellites with an offset relative to their rotation axes, which together with the satellites form nodes balanced against these axes. The central gear of the planetary drive mechanism of the kneading organs is movably connected to the housing by means of an elastic element. Vibro-mixing occurs throughout the volume of a viscous medium when using one planetary mechanism with balanced nodes, including a satellite and a kneading organ, without overloading the engine during its start-up and overloading the satellite bearings, as well as by complicating the absolute trajectory of the kneading organs.

Однако в указанном устройстве рабочие органы совершают однонаправленное перемещение по объему реактора (переносное движение) и вращательное движение (относительное). Данные движения не меняют на противоположное значение скорости рабочих органов, что приводит к малому перепаду (градиенту) скоростей перемешиваемых слоев жидкости, а соответственно к снижению интенсивности перемешивания рабочей среды. Также исполнительный механизм указанного устройства находится в рабочей зоне реактора (дежи) и может контактировать с продуктом перемешивания, что приводит к загрязнению продукта, снижению КПД и увеличению износа привода из-за возможности попадания продукта перемешивания в шестерни, опоры исполнительных механизмов и т.д.However, in the specified device, the working bodies perform unidirectional movement along the reactor volume (portable motion) and rotational motion (relative). These movements do not change to the opposite value of the speed of the working bodies, which leads to a small difference (gradient) in the velocities of the mixed fluid layers, and, accordingly, to a decrease in the intensity of mixing of the working medium. Also, the actuator of the specified device is located in the working zone of the reactor (bowl) and can come into contact with the product of mixing, which leads to contamination of the product, lower efficiency and increased wear of the drive due to the possibility of the product of mixing in the gears, bearings of the actuators, etc.

Задачей изобретения является создание перемешивающего устройства, исполнительный механизм которого изолирован от продуктов перемешивания и имеет высокий КПД и производительность.The objective of the invention is to provide a mixing device, the actuator of which is isolated from the products of mixing and has high efficiency and productivity.

Техническим результатом является увеличение градиента скоростей, повышение интенсивности перемешивания.The technical result is an increase in the velocity gradient, an increase in the intensity of mixing.

Это достигается тем, что перемешивающее устройство состоит из двигателя, рабочих органов и исполнительного механизма, который находится в отдельном корпусе. Исполнительный механизм состоит из кривошипно-коромыслового механизма, на коромысле которого закреплено центральное зубчатое колесо, которое, в свою очередь, зацеплено с периферийными зубчатыми колесами. Центральное зубчатое колесо установлено на крышке корпуса реактора с возможностью вращения и соединено с двигателем через кривошипно-коромысловый механизм, состоящий из кривошипа, шатуна и коромысла, а рабочие органы соединены с валами зубчатых колес. Рабочие органы могут быть выполнены в виде лопастей с отверстиями.This is achieved by the fact that the mixing device consists of an engine, working bodies and an actuator, which is located in a separate housing. The actuator consists of a crank-beam mechanism, on the beam of which a central gear wheel is fixed, which, in turn, is engaged with peripheral gears. The central gear wheel is rotatably mounted on the cover of the reactor vessel and connected to the engine through a crank mechanism consisting of a crank, connecting rod and rocker arm, and the working bodies are connected to the gear shafts. The working bodies can be made in the form of blades with holes.

Предлагаемое устройство для перемешивания обладает таким преимуществом, как перемешивающее возвратно-вращательное движение рабочих органов с изменяющимися значениями угловой скорости за цикл, полученное благодаря применению кривошипно-коромыслового механизма. При таком движении скорость рабочих органов, а соответственно и жидкости постоянно меняет свое направление, что приводит к увеличению градиента скоростей, что соответственно позволяет повысить интенсивность перемешивания и производительность. Также помещение исполнительного механизма в отдельный корпус и размещение вне зоны реактора позволяет изолировать его от продуктов перемешивания и повысить КПД.The proposed device for mixing has the advantage of mixing the reciprocating movement of the working bodies with varying values of the angular velocity per cycle, obtained through the use of a crank-rocker mechanism. With this movement, the speed of the working bodies, and, accordingly, of the fluid, constantly changes its direction, which leads to an increase in the velocity gradient, which accordingly allows to increase the mixing intensity and productivity. Also, the placement of the actuator in a separate housing and placement outside the reactor zone allows you to isolate it from the products of mixing and increase efficiency.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 изображена схема разреза по А-А.Figure 1 shows a diagram of the proposed device, figure 2 shows a diagram of a section along aa.

Предлагаемое устройство содержит реактор 1, двигатель 2, крышку 3, на которой в отдельном корпусе 4 установлен исполнительный механизм перемешивающего устройства, выполненный в виде кривошипно-коромыслового механизма, содержащего кривошип 5, шатун 6 и коромысло 7, соединенное с центральным зубчатым колесом 8. Колесо 8 находится в зацеплении с периферийными зубчатыми колесами 9. Все зубчатые колеса жестко связаны с валами 10, а к ним крепятся рабочие органы 11, которые могут быть выполнены в виде лопастей с отверстиями.The proposed device comprises a reactor 1, an engine 2, a cover 3, on which an actuator of a mixing device is mounted in a separate housing 4, made in the form of a crank-rocker mechanism containing a crank 5, a connecting rod 6 and a rocker 7 connected to the central gear wheel 8. Wheel 8 is meshed with peripheral gears 9. All gears are rigidly connected to shafts 10, and working bodies 11 are attached to them, which can be made in the form of blades with holes.

Исполнительный механизм работает следующим образом. Двигатель 2 вращает кривошип 5, который посредством шатуна 6 приводит в движение коромысло 7, на котором закреплено зубчатое колесо 8, совершающее возвратно-вращательное движение. Зубчатое колесо 8 вращает зубчатые колеса 9, параметры движения которых определяются передаточным числом. Движения от зубчатых колес передаются на валы 10 и соответственно на рабочие органы 11. Так как зубчатое колесо 8 совершает возвратно-вращательное движение, то движение всех рабочих органов тоже будет возвратно-вращательным, что приводит к перемешиванию рабочей среды.The actuator operates as follows. The engine 2 rotates the crank 5, which, by means of the connecting rod 6, drives the beam 7, on which the gear wheel 8 is fixed, which makes a reverse-rotational movement. The gear wheel 8 rotates the gears 9, the motion parameters of which are determined by the gear ratio. Movements from the gears are transmitted to the shafts 10 and, accordingly, to the working bodies 11. Since the gear 8 performs a reverse-rotational movement, the movement of all working bodies will also be reverse-rotational, which leads to mixing of the working medium.

Claims (2)

1. Перемешивающее устройство, содержащее двигатель и рабочие органы, исполнительный механизм которых включает центральное зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с периферийными зубчатыми колесами, отличающееся тем, что центральное зубчатое колесо установлено на крышке корпуса реактора с возможностью вращения и соединено с двигателем через кривошипно-коромысловый механизм, состоящий из кривошипа, шатуна и коромысла, а рабочие органы соединены с валами зубчатых колес.1. A mixing device containing an engine and working bodies, the actuating mechanism of which includes a central gear wheel meshed with peripheral gears, characterized in that the central gear is rotatably mounted on the lid of the reactor vessel and connected to the engine through a crank a mechanism consisting of a crank, connecting rod and rocker arm, and the working bodies are connected to the shafts of the gears. 2. Перемешивающее устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочие органы выполнены в виде лопастей с отверстиями. 2. The mixing device according to claim 1, characterized in that the working bodies are made in the form of blades with holes.

Images