СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК B01F3/04 B01F7/18 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для перемешивания растворов с газами, в частности с воздухом, и может быть использовано в производстве строительных и полимерных материалов, в химической технологии и других отраслях народного хозяйства.

Известен аэросмеситель турбулентного действия, который содержит барабан с загрузочным и выгрузочным отверстиями, трубу, расположенную в центральной части барабана. Труба охватывает вал. На верхнем конце трубы установлен с возможностью вращения цилиндр с размещенными у дна барабана лопастями пропеллерного типа соответственно для перемешивания и ценообразования (см. патент RU 2070874, кл. С 04 В 38/08, В 28 С 5/38, опубл. 27.12.96 г.). Недостатком данного турбулентного смесителя является отсутствие возможности ввода воздуха в раствор физическим путем.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для приготовления поризованной строительной смеси, включающее смесительную емкость, приводной вал и полые лопасти с соплами. При этом приводной вал снабжен, по крайней мере, двумя кронштейнами, на каждом из которых по углом 45-90^o к горизонтальной плоскости установлена лопасть, внутренняя полость которой соединена с атмосферой при помощи воздухозаборника, расположенного в верхней части лопасти со стороны, противоположной направлению вращения приводного вала (см. патент RU 2081099, кл. С 04 В 40/00, В 28 С 5/16, опубл. 10.06.97 г.).

В данном устройстве наличие канала подачи воздуха в виде трубы с выходами форсунками не обеспечивает долгосрочной работы смесителя из-за забивания сопел раствором, трудоемко в обслуживании при чистке каналов, а также не обеспечивает достаточно качественного перемешивания раствора с воздухом.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в интенсификации процесса перемешивания, в обеспечении качественного смешивания материалов с различными физико-механическими свойствами, в повышении срока службы и удобства обслуживания смесителя.

Для решения поставленных технических задач смеситель включает смесительную емкость, приводной вал и перемешивающий рабочий орган с полыми лопастями. Согласно изобретению перемешивающий рабочий орган выполнен в виде вала смесителя, установленного без возможности проворота, но с возможностью съема на приводном валу. К валу смесителя на определенном расстоянии друг от друга прикреплены расположенные рядами в виде гребенки лопасти. Каждая лопасть представляет собой в сечении скобообразный профиль с наружной поверхностью, рассекающей раствор, и внутренней поверхностью, обеспечивающей ввод воздуха в раствор.

При такой конфигурации перемешивающего рабочего органа передние по ходу вращения грани лопастей рассекают раствор. Между боковыми наружными поверхностями лопастей образуются сужающиеся каналы, создающие дополнительное давление на поток раствора, которое завершается резким спадом и расширением потока в тыльной открытой части лопастей при переходе во внутреннюю полость, куда воздух всасывается, возникают вихревые потоки, за счет чего достигается интенсивное вспенивание и перемешивание раствора. Интенсификации процесса перемешивания способствует также и то, что при вращении вала в центре емкости за счет движения центробежных сил образуется воздушный столб, являющийся источником газоснабжения лопастей, а вся система смесителя образует естественный воздуховод для подачи воздуха в раствор по внутренним каналам лопастей, за счет чего обеспечивается также смешивание материалов с различными физико-механическими свойствами.

Рабочий орган смесителя позволяет быстро и качественно вспенить и равномерно распределить в растворе растворимые и нерастворимые частицы и фракции различные по массе и форме.

Установка рабочего органа целиком на приводном валу с возможностью съема обеспечивает легкий и быстрый доступ к внутренним полостям лопастей, позволяет очистить их и, в конечном счете, увеличивает срок службы всего устройства.

На фиг. 1 изображен общий вид смесителя;
на фиг. 2 - то же, вид сверху;
на фиг. 3 - то же, вид снизу;
на фиг. 4 - то же, в аксонометрии.

Смеситель содержит смесительную емкость 1 и приводной вал 2, имеющий в сечении пяти- или шестигранник для соединения без возможности проворота с соответствующим внутренним сечением вала 3 смесителя. К валу 3 смесителя рядами в виде гребенки прикреплены лопасти 4 на определенном расстоянии друг от друга. Количество радиально расположенных рядов может варьироваться от двух до шести и более в зависимости от размеров смесителя. Дистанция между боковыми поверхностями лопастей 4 может быть различной, что выбирается на практике в зависимости от вязкости раствора и назначения смесителя.

Расположение приводного вала также может быть вертикальным, горизонтальным или наклонным.

Каждая лопасть 4, прикрепленная более широким торцом к валу 3 смесителя, представляет собой в сечении скобообразный профиль с наружной поверхностью 5, рассекающей раствор, и внутренней поверхностью 6, обеспечивающей ввод воздуха в раствор (см. фиг.4).

Нижние в ряду лопасти (при вертикальном расположении вала) выполнены полудугами для интенсификации объемного перемешивания и выгрузки раствора (см. фиг.3).

Работает смеситель следующим образом. При вращении приводного вала 2 совместно с валом 3, лопасти 4 своей передней гранью и наружной поверхностью 5 рассекают раствор, а в тыльной части лопастей создается разрежение. Под действием центробежных сил раствор стекает с лопастей в радиальном направлении и создает избыточное давление на стенки смесителя, поднимаясь во вращении по стенкам вверх в зону пониженного давления и возвращаясь по создаваемому воздушному столбу к центру смесительного устройства. Гребенчатая конструкция рабочего органа смесителя в сочетании с данной конфигурацией лопастей обеспечивает прохождение раствора между лопастями в сужающихся каналах и создает дополнительное давление на раствор и турбулентное перемешивание при срыве потока с тыльной части лопасти. Полость 6 внутри лопасти 4 обеспечивает ввод воздуха за счет разрежения, создаваемого при обтекании лопасти раствором.

При горизонтальной или наклонной оси вращения вала 2, а также при поступательном или сложном движении лопастей 4 рабочий процесс обеспечивает разрежение в задних вогнутых частях лопастей для забора и перемешивания воздуха (газа) с раствором, например входа лопастей из газовой среды в раствор с высокой частотой циклов.

Выбор варианта компоновки смесителя и лопастей зависит от области применения, особенностей процесса, состава компонентов и требований к конечному продукту.

Источники информации
1. Патент RU 2070874, кл. В 28 С 5/38, опубл. 27.12.96 г.

2. Патент RU 2081099, кл. В 28 С 5/16, опубл. 10.06.97 г.

Изобретение предназначено для перемешивания растворов с газами, в частности с воздухом. Смеситель включает смесительную емкость, приводной вал и перемешивающий рабочий орган с полыми лопастями. Перемешивающий рабочий орган выполнен в виде вала смесителя, установленного без возможности проворота, но с возможностью съема на приводном валу. К валу смесителя на определенном расстоянии друг от друга прикреплены расположенные рядами в виде гребенки лопасти. Каждая лопасть представляет собой в сечении скобообразный профиль с наружной поверхностью, рассекающей раствор, и внутренней поверхностью, обеспечивающей ввод воздуха в раствор. Технический результат, достигаемый с помощью предлагаемого изобретения, это интенсификация процесса перемешивания, обеспечение смешивания материалов с различными физико-механическими свойствами, повышение удобства обслуживания и срока службы смесителя. 4 ил.

Смеситель, включающий смесительную емкость, приводной вал и перемешивающий рабочий орган с полыми лопастями, отличающийся тем, что перемешивающий рабочий орган выполнен в виде установленного на приводном валу съемного вала смесителя, на котором закреплены на определенном расстоянии друг от друга лопасти, расположенные рядами с образованием формы гребенки, при этом каждая из лопастей выполнена в виде скобообразного профиля с наружной поверхностью, рассекающей раствор, и внутренней поверхностью, обеспечивающей ввод воздуха в раствор.