УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ В ЕМКОСТИ С ПЕРЕМЕННЫМ УРОВНЕМ ЗАПОЛНЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК B01F5/10 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания материалов, а именно к устройствам для перемешивания многокомпонентных жидких и сыпучих продуктов и может найти применение в химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для перемешивания, включающее емкость, снабженную перфорированной по высоте колонной и нагнетательным соплом, причем свободное сечение перфорации имеет градиент, т.е. изменяется по колонне пропорционально ее высоте (Штербачек З. и Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. - Л.: Госхимиздат, 1963, с.284).

Недостатком такого устройства является низкая скорость жидкости в верхней части колонны и малый перепад давления на верхней части перфорации, что уменьшает интенсивность отбора верхнего слоя и снижает эффективность процесса перемешивания в емкости.

Известно устройство для перемешивания в емкости с переменным уровнем заполнения, содержащее установленную в емкости перфорированную колонну с увеличивающей по высоте площадью перфорации, соединенную в нижней части со всасывающим трубопроводом насоса и снабженную конической вставкой, установленной на уровне перфорации внутри колонны вершиной вниз и заглушающей ее верхний конец. В преимущественном варианте выполнения устройства оно дополнительно снабжено соплом, направленным в днище емкости и соединено с нагнетательным трубопроводом насоса (авт.свид. СССР N 160791, кл. В 01 F 5/10, 1990).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому эффекту является устройство для перемешивания в емкости с переменным уровнем заполнения, содержащее установленную в емкости перфорированную колонну, снабженную конической вставкой, установленной на уровне перфорации вершиной вниз и заглушающей верхний торец колонны, которая в нижней части соединена со всасывающим трубопроводом насоса и снабжена соплом, направленным в днище емкости и соединенным трубопроводом насоса, причем отверстия перфорации выполнены равномерно в виде щелей и вдоль оси колонны (Патент РФ N 2035984, кл. В 01 F 5/10, 1995).

Недостатком устройства является недостаточная эффективность перемешивания.

Задача изобретения - создание устройства для перемешивания, позволяющего осуществить эффективное перемешивание компонентов.

Поставленная задача решается тем, что устройство для перемешивания в емкости с переменным уровнем заполнения, содержащее установленную в емкости перфорированную колонну, снабженную конической вставкой, установленной на уровне перфорации вершиной вниз и заглушающей верхний торец колонны, которая в нижней части соединена со всасывающим трубопроводом насоса и снабжена соплом, направленным в днище емкости и соединенным с нагнетательным трубопроводом насоса и отверстия перфорации выполнены равномерно в виде щелей и вдоль оси колонн, дополнительно снабжено коллектором, встроенным между соплом устройства и нагнетательным трубопроводом и снабженным соплами, направленными в днище емкости, причем устья сопл коллектора могут быть размещены в верхней части сечения коллектора и направлены навстречу движению потока.

В преимущественном варианте выполнения емкость устройства дополнительно сверху снабжена люком, плоскостями, расположенными под люком и жестко закрепленными на внутренней стороне емкости с возможностью регулирования угла их наклона, а на верхней поверхности коллектора устанавливают сопла, направленные вверх, концы которых загнуты вниз и направлены на поверхность плоскостей.

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить более высокий технический результат, а именно, за счет установки коллектора с соплами и люка с наклонными плоскостями увеличивается эффективность смешения компонентов, возможность перемешивания жидких и сыпучих материалов, а также выполнить установки для смешения большой производительности.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного заявленной совокупности существенных признаков и обладающих высокой эффективностью перемешивания, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного устройства критериям охраноспособности "новизна" и "изобретательский уровень".

На чертеже представлено предлагаемое устройство для перемешивания в емкости с переменным уровнем заполнения.

Устройство представляет собой емкость 1, снабженную всасывающим (подводящим) 2 и нагнетательным (отводящим) 3 трубопроводами, циркуляционным насосом 4, перфорированной колонной с непрерывными вертикальными щелями 5; дренажным отверстием 6, донным отверстием 7, соединенным внутри емкости с перфорированной колонной с конической вставкой 8; коллектором 9 с соплами 10; концевым соплом 11; узлом для предварительного смешения жидких и сыпучих компонентов, представляющего собой плоскости 12, жестко закрепленные к внутренней поверхности емкости и на которые направлены сверху сопла 13, установленные на коллекторе; люк 14, выполненный над плоскостями 12.

Устройство работает следующим образом.

Исходные компоненты по трубопроводу 2 насосом 4 через сопла коллектора 10, 11 или иначе загружают в емкость 1. Затем включают насос 4 для циркуляции жидкости. При этом верхние слои жидкости (слой а), через верхнюю часть щелей, поступающие в колонну, забирают насосом 4 через донное отверстие 7 и подают через сопла 10, 11 в донные слои жидкости (слой б). Сопла 10 могут быть выполнены так, что их устья располагаются в верхней части сечения коллектора, при этом сами сопла выведены вниз, таким образом в коллекторе создается дополнительная турбулизация потока, что приводит к интенсификации перемешивания. Кроме того, при смешивании жидких и сыпучих компонентов на коллекторе устанавливают сопла 13, через которые подается жидкость из коллектора 9 на плоскости 12.

Сыпучие компоненты подают через люк 14 и попадают в поток жидкости, стекающей по плоскости 12 из сопл 13. Предварительно смоченные таким образом сыпучие компоненты поступают в емкость, где происходит перемешивание компонентов струями, образованными соплами 10,11 коллектора 9. При этом установка устьев сопл 10 в верхней части сечения коллектора исключает возможность забивки сопл 10 сыпучим компонентом, повышая надежность работы коллектора, что приводит к интенсификации процесса смешения в емкости.

Между концевым соплом устройства и нагнетательным трубопроводом встроен коллектор с соплами, направленными в днище емкости. Устья сопл коллектора размещены в верхней части сечения коллектора и направлены навстречу потоку. Емкость с переменным уровнем заполнения дополнительно сверху снабжена люком и плоскостями, закрепленными жестко на внутренней поверхности емкости с возможностью регулирования угла их наклона. Емкость также дополнительно снабжена дополнительно установленными на верхней поверхности коллектора соплами, направленными вверх, с концами, загнутыми вниз и направленными на плоскости. Устройство позволяет увеличить эффективность смешения компонентов, обеспечить возможность перемешивания жидких и сыпучих материалов, а также выполнить установку для смещения большой производительности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для перемешивания в емкости с переменным уровнем заполнения, содержащее установленную в емкости перфорированную колонну, снабженную конической вставкой, установленной на уровне перфорации, выполненной равномерно в виде щелей и вдоль оси колонны, вершиной вниз и заглушающей верхний торец колонны, которая в нижней части соединена со всасывающим трубопроводом насоса, и снабженное концевым соплом, направленным в днище емкости и соединенным с нагнетательным трубопроводом насоса, отличающееся тем, что между концевым соплом и нагнетательным трубопроводом встроен коллектор с соплами, направленными в днище емкости. 2. Устройство для перемешивания по п.1, отличающееся тем, что устья сопел коллектора размещены в верхней части сечения коллектора и направлены навстречу потоку. 3. Устройство для перемешивания по п.1 или по пп.1 и 2, отличающееся тем, что емкость дополнительно сверху снабжена люком и плоскостями, закрепленными жестко на внутренней поверхности емкости с возможностью регулирования угла их наклона и расположенными под люком, а на верхней поверхности коллектора дополнительно установлены сопла, направленные вверх, с концами загнутыми вниз и направленными на плоскости.