устройство для перемешивания жидких сред

Формула изобретения

Устройство для перемешивания в жидкой среде, включающее корпус с размещенным в нем валом, внутри которого установлен с возможностью поступательно-возвратного движения толкатель, на верхней части которого смонтирован поршень, размещенный внутри цилиндра, к валу шарнирно присоединены радиальные и вертикальные лопасти, также шарнирно соединенные между собой, вертикальные лопасти выполнены с винтовой поверхностью, отличающееся тем, что в нижней части толкателя прорезаны канавки, взаимодействующие с короткими концами радиальных лопастей, а винтовая поверхность вертикальных лопастей выполнена с переменным шагом и углом ее подъема в пределах 10-45°.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к устройствам для перемешивания в жидкой среде и может быть использовано во всех отраслях, где необходим этот технологический процесс, например, в пищевой промышленности, в нефтехимии.

Известно перемешивающее устройство (а.с. № 1720697, кл. B01F 7/18, 1992 г.), содержащее корпус с установленным на его оси механизмом перемешивания, включающим приводной вал с шарнирно закрепленными на нем лопастями и гибкие связи, соединенные с подвижно установленной на валу втулкой, взаимодействующей с приводом поступательно-возвратного движения, в котором снижение пусковых нагрузок осуществляется за счет уменьшения диаметра по выступающим концам лопастей при пуске рабочего органа.

Недостаток устройства - сложная в изготовлении и эксплуатации система изменения положения лопастей при пуске и перемешивании.

Известно перемешивающее устройство (заявка РФ № 2003102323 А, кл. B01F 7/16. Опублик. 10.08.2004 г.), принятое за прототип, содержащее корпус с установленным на его оси механизмом перемешивания, включающим приводной вал с шарнирно установленными на нем лопастями. Внутри пустотелого вала, соосно с ним, установлен с возможностью поступательно-возвратного движения толкатель, имеющий на нижнем конце кольцевую проточку с радиусом, равным радиусу поворота радиальных лопастей, на верхнем конце толкателя смонтирован подпружиненный поршень.

Недостатком этого устройства является: наличие кольцевой проточки у толкателя, что существенно снижает прочность в этом сечении; постоянный шаг винтовых лопастей, что снижает эффективность перемешивания многокомпонентных сред.

Целью заявляемого изобретения является повышение надежности устройства, повышение эффективности перемешивания.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для перемешивания в жидкой среде, включающем корпус с размещенным в нем валом, внутри которого установлен с возможностью поступательно-возвратного движения толкатель, на верхней части которого смонтирован поршень, размещенный внутри цилиндра, к валу шарнирно присоединены радиальные и вертикальные лопасти, также шарнирно соединенные между собой, вертикальные лопасти выполнены с винтовой поверхностью, согласно изобретению в нижней части толкателя прорезаны канавки, взаимодействующие с короткими концами радиальных лопастей, а винтовая поверхность вертикальных лопастей выполнена с переменным шагом и углом ее подъема в пределах 10-45°.

Это позволит, по сравнению с прототипом, в месте контакта поверхности толкателя с короткими концами радиальных лопастей увеличить площадь опасного сечения толкателя и повысить надежность устройства; переменный шаг и угол подъема винтовой поверхностей вертикальных лопастей позволит повысить эффективность перемешивания жидких сред из-за различной величины аксиальной скорости потока.

На чертеже показано устройство с частичным разрезом по вертикальной оси. Цифрами обозначено: 1 - корпус; 2 - вал; 3 - лопасти радиальные верхние; 4 - лопасти радиальные нижние; 5 - лопасти вертикальные; 6 - толкатель; 7 - щелевые канавки; 8 - ось; 9 - пружина; 10 - поршень; 11 - цилиндр; 12 - патрубок подачи жидкости; 13 - электродвигатель; 14 - редуктор; 15 - колесо зубчатое. Буквами обозначено: А - положение лопастей в начальный момент вращения вала 2 (показано пунктирными линиями); Б - рабочее положение лопастей при максимальном диаметре по выступающим концам лопастей; В - осадок из перемешиваемой среды; Г - перемешиваемая среда; Д - полость цилиндра.

В сечении А-А показана конструкция щелевых канавок 7. Толкатель 6 имеет большую площадь сечения по сравнению с прототипом.

Устройство работает следующим образом.

Перед включением вращения вала 2 в полость Д цилиндра 11 через патрубок 12 подают под давлением жидкость или сжатый газ, при этом поршень 10 вместе с толкателем 6 перемещается вниз, и щелевая канавка 7 воздействует на короткие концы верхних радиальных лопастей 3, которые поворачиваются на осях 8 и перемещают лопасти из положения Б в положение А на минимальный диаметр по выступающим концам лопастей (d min). В этом положении включают вращение вала с минимальным пусковым моментом и выдерживают его с учетом физико-механических свойств перемешиваемой среды. Затем сбрасывают давление в полости цилиндра Д, пружина 9 возвращает поршень 10 и толкатель 6 в верхнее положение, лопасти под действием силы тяжести поворачиваются в положение Б на максимальный диаметр по выступающим концам лопастей (d max).

Положительный эффект от заявляемого изобретения выражается в повышении надежности и эффективности перемешивания жидких сред. Заявляемое изобретение соответствует критерию промышленной применимости и может быть использовано в качестве перемешивающего устройства в нефтехимической, фармацевтической, пищевой и в других отраслях промышленности, где необходим этот процесс.