ВИБРОСМЕСИТЕЛЬ ТЕКУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2001 года по МПК B01F11/00 

Изобретение относится к устройствам смешивания и активизации материалов в жидких смесях или суспензиях в топливной, горнообогатительной, строительной, химической, пищевой отраслях промышленности.

Известен смеситель текучих материалов, содержащий корпус с устройствами ввода и прохода компонентов материалов, вывода их смесей, вибропривод и размещенные в корпусе полый шток и диски с отверстиями и каналами (а.с. 1095976, В 01 F 11/001, 1982 г.).

Этот смеситель сложной конструкции малоэффективен из-за невозможности действия при высокой частоте получения устойчивого кавитационного воздействия на материалы во всем объеме.

Известны виброприводы в виде механических вибровозбудителей, например в виде дискового копира или цилиндрического червяка (RU 2029611, 6 В 01 F 7/04, 11/00, 1991 г.).

Такой вибропривод неработоспособен при высокочастотном действии.

Техническая задача, решаемая изобретением:
- увеличение эффективности и производительности смесителя, его надежности и упрощение конструкции.

Эта задача решается тем, что в смесителе текучих материалов, содержащем корпус с устройствами ввода и прохода компонентов материалов, вывода их смесей, вибропривод и размещенный в корпусе полый шток и диски с отверстиями и каналами, в качестве вибропривода применен высокочастотный гидропульсатор. Он размещен в баке и сообщен с полостью гидроцилиндра, поршень и шток которого установлены в смесителе с возможностью осуществления возвратно-поступательного движения деталей смесителя, между поверхностями которого имеются зазоры, служащие каналами прохода смешиваемых компонентов материалов вибрирующими деталями. Высокочастотным вибрированием создаются условия многократных кавитационных воздействий на обрабатываемые в потоке жидкости материалы в зонах многократного вакуумирования при резком схлапывании кавитационных пузырьков.

Кавитационные воздействия осуществляются высокочастотными осевыми колебаниями стенок каналов прокачки текучих материалов, осуществляемых исполнительным гидроцилиндром высокочастотного гидропульсатора. Вибросмеситель, содержащий корпус, шток, вибропривод, имеет каналы прокачивания текучих материалов, выполненные в виде зазоров между колеблющимися поверхностями штока и неподвижными поверхностями корпуса.

Для продолжительной обработки материалов каналы осевого направления расположены между винтовыми поверхностями колеблющегося штока и винтовыми поверхностями корпуса. Для кратковременной - в радиальном направлении между дисками штока и дисками корпуса.

Вибропривод смесителя выполнен из высокочастотного гидропульсатора с гидроцилиндром и штоком.

Поясняющие чертежи:
Фиг. 1 - схема вибросмесительной установки с последовательным потоком текучих материалов (1 вариант).

Фиг. 2 - то же с параллельными потоками (2 вариант).

Фиг. 3 - гидропульсатор в продольном разрезе.

Фиг. 4 - то же в поперечном разрезе.

Вибросмеситель (диспергатор, мешалка) состоит из силового гидропульсационного привода и технологической части.

На баке 1 установлен электродвигатель 2 со стаканом 3 и гидропульсатор 4. Валы электродвигателя и гидропульсатора соединены муфтой 5.

Нижняя часть гидропульсатора расположена в рабочей жидкости (минеральные масла).

Гидропульсатор выполнен высокочастотным, осуществляющим пульсации с частотой 50-600 Гц. Он подводом 7 сообщен с гидроцилиндром 8. В гидроцилиндре расположен поршень 9 с возвратной пружиной 10 и штоком 11.

Технологическая часть вибросмесителя представлена в двух вариантах.

В первом варианте рабочая часть штока выполнена в виде винта 12 с винтообразными ребрами 13, отверстиями 14, расположенными в концевой части штока. Центральное отверстие 15 совмещено с выходным каналом 16. Корпус 17 имеет входную трубу 18, полость 19, отверстия 20, полость 21, сообщенную с зазорами 22 между ребрами 13, 23.

Имеется уплотнение 24, предохраняющее от попадания жидкой смеси обрабатываемого материала в гидроцилиндр 8.

Во втором варианте ребра 25 штока 11 и неподвижные ребра 26 трубы 27 выполнены дискообразными c плоскими поверхностями.

Входная полость 28, выходная 29 выполнены конусообразными. Имеются проходные отверстия 30 и выходные 31.

Двухзамыкательный высокочастотный гидропульсатор имеет корпус, состоящий из среднего диска 32 и боковых дисков 33 и 34, стянутых болтами 35. В корпусе образованы две рабочие полости, ограниченные ротором 36 и двумя замыкателями 37. Ротор снабжен роликами 38 с цилиндриками 39 и шестернями 40 с зубьями 41. Замыкатели снабжены зубьями 42, имеют выемки 43 и шейки 44, установленные в опорных втулках 45. В дисках корпуса имеются входные отверстия 46, выходное отверстие 47, а в роторе 36 отверстие 48, соединяющее напорные рабочие полости.

Вибросмеситель работает следующим образом.

При вращении ротора 36 (фиг. 3) с замыкателями 37 рабочая жидкость поступает в рабочие полости гидропульсатора через отверстия 46 и нагнетается через отверстие 47 в полость гидроцилиндра для осуществления импульсного давления и соответствующего колебания в момент контактирования зубьев 42 замыкателей с зубьями 41 шестерен 40, установленных на роторе 36. При образовании давления нагнетания ролики 38 прижимаются к цилиндрической поверхности диска 1 корпуса, предотвращая утечку. В момент прохождения роликов 38 через выемки 43 замыкателей будет открыт пропуск жидкости из отверстий нагнетания 47 и 48 в отверстия всасывания 46.

Давление нагнетания жидкости упадет до давления всасывания. Поршень 9 гидроцилиндра под воздействием пружины возвратиться в исходное положение. Тем самым обеспечивается цикл пульсации. Частота пульсации будет равна частоте вращения вала электродвигателя 2, умноженная на число замыкателей, в данной конструкции удвоенная.

Обрабатываемые текучие материалы нагнетаются (в 1 варианте) по трубе 18 (фиг. 1) через отверстие 20 в зазоры между неподвижными витками винта 23 корпуса и колеблющимися витками винта 13 штока 11 поршня 7, вызывая изменение величины зазоров между неподвижными и подвижными поверхностями винтов 13 и 23. При высокочастотном колебании штока в полостях зазоров 22 вызывается то разрежение - вакуум, то повышение давления с выбросом текучих материалов через осевые зазоры и возвратно-поступательные перемещения их в полостях зазоров.

Происходит смешивание и дробление текучих материалов. Обрабатываемые материалы на конечном участке штока 15 вытесняются через радиальные отверстия 14 в трубу 16.

Степень обработки материалов определяется длиной зазоров, частотой и амплитудой колебаний штока. При небольшой степени обработки большого количества текучих материалов (2 вариант - фиг. 2) обработка их происходит в параллельных потоках при радиальном перемещении их в зазорах между дисками 25 и 26 из конусной полости 28 корпуса в конусную полость 29 штока. Высокочастотное кавитационное воздействие на текучие материалы в условиях непрерывного перемешивания в последовательных или параллельных потоках повышает производительность их обработки и интенсивность самоизмельчения в жидкой среде.

Изобретение относится к устройству перемешивания, диспергации, дезинтеграции материалов в жидких смесях или суспензиях в горно-обогатительной, строительной, химической и других отраслях промышленности при получении тонкодисперсных сыпучих материалов мокрым способом, а также в пищевой промышленности при переработке продуктов и в топливной промышленности для образования тонкодисперсных топливных смесей и т.п. Устройство состоит из силового гидропульсационного привода и технологической части. В приводе использован высокочастотный вибропульсатор, сообщенный каналом с полостью гидроцилиндра, имеющего подпружиненный поршень и шток. Кавитационная обработка текучих материалов производится в последовательном потоке их в зазорах между колеблющимися витками винтов штока и неподвижными витками винтов корпуса. Кратковременная обработка материалов проводится в параллельных потоках радиального направления из конусной полости корпуса в конусную полость штока по зазорам между дисками. Технический результат состоит в повышении интенсивности процесса измельчения в жидкой среде и производительности. 4 ил.

Смеситель текучих материалов, содержащий корпус с устройствами ввода и прохода компонентов материалов, вывода их смесей, вибропривод и размещенные в корпусе полый шток и диски с отверстиями и каналами, отличающийся тем, что вибропривод выполнен в виде высокочастотного вибропульсатора, размещенного в баке и сообщенного с полостью гидроцилиндра, поршень и шток которого установлены в смесителе с возможностью осуществления возвратно-поступательного движения деталей смесителя, между поверхностями которого имеются зазоры, служащие каналами прохода смешиваемых компонентов материалов.