SU1200959A1 - Continuous mixer - Google Patents

Description

Изобретение относится к конструкциям смесителей с механическими перемешивающими устройствами и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности для непрерывного смешивания ингредиентов различной вязкости, а также для проведения различных химических процессов в жидких гетерогенных системах, где необходима высокая степень однородности перемешиваемой средыЦель изобретения — повышение эффективности смешивания.The invention relates to designs of mixers with mechanical mixing devices and can be used in chemical, food and other industries for continuous mixing of ingredients of different viscosity, as well as for carrying out various chemical processes in liquid heterogeneous systems where a high degree of homogeneity of the mixed medium is necessary. mixing efficiency.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый смеситель, общий вид, продольный разрез, на фиг. 2 — разрез А—А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б—Б на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 — разрез В—В на фиг. 1.FIG. 1 shows schematically the proposed mixer, a general view, a longitudinal section; FIG. 2 - section A — A in FIG. one; in fig. 3 - section B — B in FIG. one; in fig. 4 and 5 — section B — B in FIG. one.

Смеситель содержит цилиндрический корпус 1 с рубашкой 2, торцовые крышки 3 и 4, патрубки 5, ввода смешиваемых компонентов, вывода б смеси, входа 7 и выхода 8 теплоносителя или хладагента и коаксиально установленное корпусу перемешивающее устройство, содержащее вращающийся вал 9, соединенный с приводом 10.The mixer contains a cylindrical body 1 with a jacket 2, end caps 3 and 4, nozzles 5, the input of the mixed components, the output of the mixture b, the inlet 7 and the outlet 8 of the coolant or refrigerant and the mixing device coaxially mounted to the housing, containing a rotating shaft 9 connected to the drive 10 .

На валу 9 чередующимися четными и нечетными рядами закреплены с возможностью вращения вокруг собственных осей навстречу одна другой радиальные лопасти 11, снабженные на закрепленных концах полыми коническими шестернями 12. Такие же лопасти 13 с шестернями 14 размещены между лопастями 11 и аналогичным образом закреплены на коаксиально размещенных вокруг вала 9 стержнях 15, которые посредством стяжек 16 установлены на валу 9 с возможностью вращения.On the shaft 9 alternating even and odd rows are fixed with the possibility of rotation around their own axes towards each other radial blades 11, fitted on fixed ends with hollow bevel gears 12. The same blades 13 with gears 14 are placed between the blades 11 and are similarly fixed to coaxially placed around shaft 9, the rods 15, which by means of screeds 16 are mounted on the shaft 9 for rotation.

Стержни 15 по всей длине имеют заостренные концы, размещенные с минимальным зазором от внутренней поверхности корпуса 1, что уменьшает объем несмешиваемого пространства, а также препятствует возможному налипанию вязких компонентов на стенках, предотвращая их термодеструкцию.The rods 15 along the entire length have pointed ends placed with a minimum clearance from the inner surface of the housing 1, which reduces the amount of immiscible space, and also prevents possible sticking of viscous components on the walls, preventing their thermal destruction.

На стяжках 16 и валу 9 укреплены неподвижно конические шестерни 17 и 18, сцепляющиеся с шестернями 12 и 14 лопастей Ы и 13, причем шестерня 17 выполнена полой для свободного протекания перемешиваемой среды через смеситель.The tie-rods 17 and 18 are fixed on the tie-rods 16 and the shaft 9, which engage with the gears 12 and 14 of the blades S and 13, and the gear 17 is made hollow for the free flow of the mixed medium through the mixer.

Системы мешалок 11 и 13 на валу 9 и стержни 15 связаны посредством полого вала 19 зубчатой цилиндрической передачей 20.The systems of mixers 11 and 13 on the shaft 9 and the rods 15 are connected by means of a hollow shaft 19 by a toothed cylindrical gear 20.

Стяжки 16 могут быть выполнены в виде сплошных перегородок (фиг. 5), делящих аппарат на несколько секций с окнами 21 для протекания смеси, расположенными на диагональных концах секций, что повышает эффективность действия смесителя при его непрерывной работе.Screeds 16 can be made in the form of solid partitions (Fig. 5), dividing the apparatus into several sections with windows 21 for the flow of the mixture located at the diagonal ends of the sections, which increases the efficiency of the mixer during its continuous operation.

Расстояния между соседними вдоль вала 9 лопастями 11 и 13 размещенными в одной секции, лопастями 11 и шестернями 17, лопастями 13 и стяжками 16, лопастями 11 и 13 и соответственно валом 9 со стержнями 15, шестернями 12 и 14 и соответственно валом 9, сделаны минимальными для максимального уменьшения объема «мертвого» пространства.The distances between adjacent along the shaft 9 blades 11 and 13 placed in one section, blades 11 and gears 17, blades 13 and buckles 16, blades 11 and 13 and respectively shaft 9 with rods 15, gears 12 and 14 and respectively shaft 9, are made minimal to maximize the amount of dead space.

Смеситель работает следующим образом.The mixer works as follows.

При вращении приводом 10 вала 9 с закрепленными на нем лопастями 11 приходит во вращение посредством полого вала 19 и зубчатой цилиндрической передачи 20 система лопастей 13, укрепленных на стержнях 15, причем системы лопастей 11 и 13 вращаются вокруг оси аппарата в противоположных направлениях с одинаковыми угловыми скоростями, так как передаточные числа передачи 20 одинаковые.When the actuator 10 rotates the shaft 9 with blades 11 fixed on it, it comes to rotation by means of a hollow shaft 19 and a cylindrical toothed gear 20 a system of blades 13 fixed on rods 15, and the systems of blades 11 and 13 rotate around the axis of the device in opposite directions with the same angular speeds as the gear ratios of the gear 20 are the same.

При этом за счет сцепляющихся конических шестерен 12 и 17, 14 и 18 происходит вращение системы лопастей соответственно 11 и 13 вокруг собственных осей в противоположных направлениях вследствие того, что шестерни 17 и 18 расположены по одну сторону от лопастей И и 13.At the same time due to the mating bevel gears 12 and 17, 14 and 18, the system of blades, respectively, 11 and 13 rotates around their own axes in opposite directions due to the fact that the gears 17 and 18 are located on one side of the blades And and 13.

Следовательно, каждая лопасть совершает одновременно два движения: вокруг своей оси и оси смесителя, причем направления движений лопастей, размещенных в одной радиальной плоскости сечения аппарата, противоположны направлениям соответствующих движений лопастей, размещенных в соседних радиальных плоскостях.Consequently, each blade makes two movements simultaneously: around its axis and the axis of the mixer, and the directions of movement of the blades placed in the same radial plane of the section of the apparatus are opposite to the directions of the corresponding movements of the blades placed in the adjacent radial planes.

При таком вращении происходит интенсивное перемешивание смеси в результате образования турбулентных завихрений при взаимодействии встречных потоков трех типов, существующих практически во всем объеме смесительного пространства, а именно, кольцевых в радиальных плоскостях, возникающих при вращении лопастей вокруг оси аппарата; осевых за счет действия центробежных сил инерции при вращении лопастей вокруг собственных осей; радиальных, образованных вследствии зон пониженного давления в центральных областях лопастей, которые к тому же препятствуют образованию заслойных зон вблизи стенок и вала, чему способствует полая форма выполнения шестерен 12 и 14.With this rotation, the mixture is vigorously stirred as a result of the formation of turbulent eddies during the interaction of three types of opposing flows that exist in almost the entire volume of the mixing space, namely, circular in radial planes that occur when the blades rotate around the apparatus axis; axial due to the action of centrifugal inertial forces during rotation of the blades around their own axes; radial, formed as a result of zones of reduced pressure in the central areas of the blades, which also prevent the formation of debris zones near the walls and the shaft, which contributes to the hollow shape of the gears 12 and 14.

Интенсивность взаимодействия потоков повышается, если системы лопастей 11 и 13 вращаются таким образом, что при каждой их встрече несколько лопастей (одна или две) каждого перемешивающего устройства находятся в одной осевой плоскости сечения аппарата, так как в этом случае расстояние между ними вдоль вала минимальное. В предлагаемом смесителе условием синхронного вращения всех перемешивающих устройств является равенство значений передаточных чисел зубчатых конических передач, определяемых по формулеThe intensity of interaction between the flows increases if the systems of the blades 11 and 13 rotate in such a way that each time they meet, several blades (one or two) of each mixing device are in the same axial section plane of the apparatus, since in this case the distance between them along the shaft is minimal. In the proposed mixer, the condition of synchronous rotation of all mixing devices is the equality of the values of gear ratios of gear-bevel gears, defined by the formula

где т — количество рядов лопастей 11where t is the number of rows of blades 11

на валу 9 или лопастей 13 на стержнях 15on shaft 9 or blades 13 on rods 15

33

12009591200959

4four

(т=#1, так как 'озможны биения вследст-. вие не симметричных нагрузок на вал и стержни, что уменьшает надежность работы смесителя);(t = # 1, since beats are possible due to non-symmetrical loads on the shaft and rods, which reduces the reliability of the mixer);

η — количество лопастей каждого перемешивающего устройства (т=3, 4, .... так как для одно- или двухлопастного перемешивающего устройства резко падает интенсивность кольцевых потоков, вследствие значительного изменения площади эффективйоА-Аη is the number of blades of each mixing device (t = 3, 4, .... as for a single or two bladed mixing device, the intensity of the ring flows sharply decreases due to a significant change in the area of the effluent-A

го сечения лопасти в процессе ее вращения вокруг оси аппарата);section of the blade in the process of its rotation around the axis of the apparatus);

N — натуральный ряд чисел I, 2, 3, Применение предлагаемого смесителяN is a natural series of numbers I, 2, 3, the application of the proposed mixer

позволяет увеличить производительность непрерывного процесса смешения путем увеличения объемной скорости потока смеси, протекающей через аппарат, при заданной степени ее однородности, за счет повышенной эффективности перемешивания.allows you to increase the performance of the continuous process of mixing by increasing the volumetric flow rate of the mixture flowing through the apparatus, for a given degree of uniformity, due to the increased mixing efficiency.

5-Б5 B

Фиг. 2FIG. 2

Фиг.ЗFig.Z

в-вin-in

Фиг. ЧFIG. H

Фиг.55

Claims (4)

1. СМЕСИТЕЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ, включающий корпус с рас? положенным в нем перемешивающим устройством, содержащим вращающийся вал с несколькими рядами укрепленных с возможностью вращения вокруг своих осей радиальными лопастями, концы которых снабжены коническими шестернями, и привод, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смешивания за счет создания интенсивных встречных потоков среды во всем объеме смешивания, он снабжен соединенными посредством стяжек стержнями, коаксиально размещенными вокруг вала с возможностью вращения на нем, на которых укреплены расположенные между рядами1. MIXER OF CONTINUOUS ACTION, including a case with races? a mixing device containing a rotating shaft with several rows of radial blades fixed for rotation around their axes, the ends of which are equipped with bevel gears, and a drive characterized in that, in order to improve the quality of mixing by creating intensive counter-current flows throughout mixing volume, it is equipped with tie rods, coaxially placed around the shaft with the possibility of rotation on it, on which are placed between the rows лопастей на валу ряды аналогичных радиальных лопастей, при этом вал и стяжки снабжены жестко закрепленными на них коническими шестернями, входящими в зацепление с коническими шестернями лопастей соответственно на стержнях и валу.blades on the shaft are rows of similar radial blades, while the shaft and the couplings are provided with rigid bevel gears fixed on them that engage with the bevel gears of the blades on the rods and the shaft, respectively. 2. Смеситель по π. 1, отличающийся тем,2. Mixer by π. 1, characterized in that что мешалки на валу и стержнях связаны посредством цилиндрической передачи с передаточным числом, равным единице, при этом передаточные числа конических передач одинаковые и равны где ш — количество мешалок в каждом ряду; п — количество лопастей каждой мешалки; N — натуральный ряд чисел.that the mixers on the shaft and rods are connected by a cylindrical gear with a gear ratio equal to one, while the gear ratios of the bevel gears are the same and where w is the number of mixers in each row; n is the number of blades of each mixer; N is a natural series of numbers. 3. Смеситель по π. 1, отличающийся тем, что стяжки стержней, кроме крайних, выполнены в виде сплошных перегородок с с окнами для перетекания смеси.3. Mixer by π. 1, characterized in that the tie rods, except for the extreme, made in the form of solid partitions with windows for the flow of the mixture. 4. Смеситель по π. 1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения налипания вязких компонентов на стенках, сечение стержней имеет форму треугольника, при этом вершина треугольника направлена в сторону внутренней поверхности корпуса и размещена е минимальным зазором от нее.4. Mixer by π. 1, characterized in that, in order to prevent sticking of viscous components on the walls, the cross section of the rods has the shape of a triangle, while the apex of the triangle is directed toward the inner surface of the body and is placed with its minimum clearance from it. \ I\ I \]_Ю 11 12\] _ 11 11 31! „„ 120095931! „„ 1200959 фиг.?figs? 1one 12009591200959 22