МЕШАЛКА ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2007 года по МПК C12M1/06 C12M1/04 C12M1/02 

Заявленное устройство относится к приспособлениям, предназначенным для насыщения жидкой среды газом, например воздухом, и может найти широкое применение в различных отраслях промышленности, включая пищевую, химическую и микробиологическую промышленность.

Известен аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий мешалку с выполненными в ней каналами для сжатого воздуха, и предназначенную для равномерного распределения воздуха через нее в обрабатываемой среде (RU 1349241, от 27.11.95).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, заключающаяся в том, что для ее работоспособности необходим источник сжатого воздуха, например компрессор.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции за счет исключения из нее сжатого воздуха с его источником.

Эта цель достигается тем, что на составляющих частях мешалки установлены газожидкостные смесители струйного типа, например инжекторы, или эжекторы, или струйные насосы, пассивный канал которых выполнен в виде патрубка, начало которого расположено над верхним уровнем обрабатываемой жидкости, т.е. над ее поверхностью, или сами лопасти выполнены в виде газожидкостного смесителя с подобным патрубком.

Заявленное устройство поясняется следующими чертежами.

Фиг.1 - принципиальная схема мешалки.

Фиг.2 - пример установки инжектора.

Фиг.3 - пример выполнения мешалки.

Фиг.4 - пример выполнения лопастного варианта мешалки.

Фиг.5 - пример выполнения мешалки.

Фиг.6 - пример выполнения инжектора.

Фиг.7 - пример выполнения лопастного варианта мешалки. Вид спереди.

Фиг.8 - пример выполнения лопастного варианта мешалки. Продольный разрез. Вид сверху.

Фиг.9 - пример выполнения мешалки. Вид спереди.

Фиг.10 - пример выполнения мешалки. Продольный разрез. Вид сверху.

Фиг.11 - пример выполнения газожидкостного смесителя.

Фиг.12 - типовая схема газожидкостного смесителя.

В заявленных материалах для большего раскрытия конструкции мешалки она представлена на отдельных чертежах совместно с технологической установкой.

Заявленное устройство состоит из технологической установки 1 или емкости, в которой может быть выполнен нагреватель 2, например паровая рубашка, к которой подведен паропровод 3 с утановленным на нем вентилем 4, на выходе которой установлен трубопровод 5 с установленным на нем конденсатоотводчиком 6 для отвода конденсата из паровой рубашки, а именно нагревателя 2. К верхней части технологической емкости 1 может быть подсоединен загрузочный трубопровод 7 для подачи обрабатываемого продукта в нее, а к нижней его части подсоединен разгрузочный трубопровод 8 для отвода обработанного продукта.

С нижней стороны в центре дна технологической установки 1 проведен вал 9 через отверстие 10 с уплотнителем, выполненным в этой емкости 1. Вал 9 кинематически связан с редуктором 11, соединенным с электродвигателем 12, которые являются приводом, а именно электроприводом этого вала, и мешалки в целом, которая также кинематически связана с этим приводом. На конце вала 9, внутри ее, установлено коромысло 13, на котором установлены газожидкостные смесители 14 струйного типа, т.е. относящиеся к струйной технике, например инжекторы, или эжекторы, или струйные насосы, например через штативы 15, скрепленные друг с другом, например, при помощи сварки.

Газожидкостные смесители 14 соединены с патрубками 16, начала которых расположены над верхним уровнем обрабатываемой жидкой среды 17 в установке 1, а именно над ее поверхностью, т.е. оно расположено в газовом пространстве, например воздушном пространстве, этой установки. К установке 1 может быть подсоединен трубопровод 18 для подачи жидкой части обрабатываемой среды, например воды, в этой установке. Газожидкостной смеситель 14, как инжектор, или эжектор, или струйный насос, может состоять из конфузора 19 и диффузора 20, соединенных между собой приемной или смесительной камерой 21, в которой установлено сопло 22, соединенное, например под углом 90°, с вертикальным патрубком 16 или с трубкой. Патрубок 16 и сопло 22 являются каналом для пассивной среды, а именно газа или воздуха (Фиг.1 и Фиг.2).

Газожидкостные смесители 14 могут крепиться непосредственно на коромысле 13, например их смесительные камеры 22 закреплены на коромысле 13 при помощи сварки, или крепятся в разрывах этого коромысла (Фиг.3).

Если коромысло 13 выполнено в виде лопастей 23 мешалки, то газожидкостной смеситель 14 может крепиться непосредственно на этих лопастях, и если эти лопасти и этот смеситель металлические, то это крепление может осуществляться при помощи сварки, например смесительная камера 21 может быть приварена к этим лопастям 23, а конфузор 19 расположен со стороны передней кромки этих лопастей, а диффузор 20 расположен со стороны задних кромок лопастей 23 (Фиг.4).

Патрубок 16 может быть соединен с соплом 22 через отверстие 24, выполненное в смесительной камере 21, в котором патрубок 16 закреплен при помощи сварки, при этом патрубок 16 может быть выполнен за единое целое с соплом 22, т.е. из одной трубки, согнутой, например, под углом 90°, в которой патрубок 16 является вертикальной составляющей, а сопло 22 горизонтальной его составляющей.

Сопло 22 может быть подведено в смесительную камеру 21 через конфузор 19 и закреплено в ней на распорках 25, например при помощи сварки, а его соединение с патрубком 16 расположено до конфузора 19 (Фиг.6).

В верхней части установки 1 может быть выполнено смотровое окно 26 (Фиг.1).

Газожидкостные смесители 14 могут быть выполнены непосредственно в лопастях 23, являться составляющей конструкции этих лопастей, при этом корпуса этих газожидкостных смесителей, а именно конфузоры 19, диффузоры 20 и смесительные камеры 21, установлены непосредственно в корпусах лопастей 23, конфузоры 19 со стороны передних кромок лопастей 23, а диффузор со стороны задних кромок лопастей 23, а патрубки 16 соединены с соплами 22, проходя через корпус лопастей 23. При этом поперечные сечения конфузоров 19, диффузоров 20, смесительных камер 21, сопел 22 и патрубков 16 могут иметь форму эллипсов (Фиг.7 и Фиг.8).

Наконец сами лопасти 23 или коромысло 13 могут быть выполнены в виде газожидкостных смесителей 14, корпуса которых могут быть закреплены на валу 9, например корпус камеры 21 закреплен на валу 9 при помощи сварки, и конфузоры 19, диффузоры 20 и камера 21 могут иметь щелевидную форму, например их поперечное сечение имеет форму щели с скругленными краями, а в каждой смесительной камере 21 параллельно установлено сразу несколько пассивных сопел 22, к которым подсоединены несколько параллельно установленных патрубков 16. Смесительная камера 21, сопла 22 и патрубки 16 совместно представляют собой своеобразный коллектор (Фиг.9 и Фиг.10).

Газожидкостной смеситель 14 струйного типа, каким является инжектор, или эжектор, или водоструйный насос, может иметь совершенно различную конструкцию, например он может быть выполнен в виде эжектора, содержащего конфузор 26, соединенный с трубкой 27, например при помощи сварки, соосно установленной в цилиндрической приемной камере 28, при этом на окончании трубки 27 может быть установлено специализированное сопло 29, или насадка. Приемная камера 28 соединена с конфузором 19, например при помощи сварки, который как и в предыдущих примерах соединен со смесительной камерой 21, заканчивающейся диффузором 20. В этом примере патрубок 16 для подвода газовой среды соединен с приемной камерой 28, например при помощи сварки. При этом данный газожидкостной смеситель 14, а именно эжектор, может быть, как и в предыдущих примерах, закреплен на штативе 15, например при помощи сварки (Фиг.11).

Но в самых общих чертах газожидкостной смеситель 14 струйного типа может быть изображен как типовой эжектор или типовой инжектор в технологических схемах применительно к заявленной мешалке (Фиг.12).

Заявитель подчеркивает, что в целом такие понятия, как инжектор, или эжектор, или струйный насос могут быть названы применительно для заявленных материалов газожидкостным смесителем 14 струйного типа, патрубок 16 для газовой составляющей которого берет начало в окружающей газовой среде, расположенной над уровнем или над поверхностью обрабатываемой среды в технологической установке 1, а заканчивается или в смесительной камере 21, или в приемной камере 28. Подобные выражения будут использоваться и в формуле заявленного изобретения. Следует учесть, что для работы заявленного устройства достаточно, по меньшей мере, одного газожидкостного смесителя 14 струйного типа с, по меньшей мере, одним патрубком для газовой среды.

Заявленное устройство работает достаточно просто, включается электропривод мешалки, начинают вращаться коромысло 13 или лопасти 23, и конфузоры 19 или конфузоры 26 захватывают обрабатываемую жидкую среду, которая со значительной скоростью поступает в смесительную камеру 21 или приемную камеру 28, создавая в зоне окончания патрубка 16 отрицательное давление, засасывая из расположенной над поверхностью обрабатываемой среды газовую составляющую, например воздух с парами обрабатываемой среды, перемешивая ее с жидкой средой в смесительной камере 21 и на выходе этого смесителя, а из диффузора 20 выходит газожидкостная смесь. В описании устройства использовалась в качестве примера конструкция сусловарочного котла пивного производства, а в качестве жидкости в ней подразумевалось пивное сусло, этот же котел очень хорошо подходит для приготовления кваса. Но в качестве технологической установки подходит любая другая установка для обработки жидкой среды или суспензии пищевой, химической, микробиологической промышленности.

Изобретение относится к приспособлениям, предназначенным для насыщения жидкой среды газом, например воздухом, и может найти применение в различных отраслях промышленности, включая пищевую, химическую и микробиологическую. Мешалка для технологической установки содержит, по меньшей мере, один газожидкостный смеситель струйного типа с, по меньшей мере, одним патрубком для газовой среды и кинематически связана с приводом. При этом патрубок газожидкостного смесителя для газовой среды берет начало из окружающей газовой среды технологической установки, расположенной над поверхностью обрабатываемой жидкой среды. Заявленное устройство имеет более простую конструкцию за счет исключения источника сжатого воздуха. 12 ил.

Мешалка для технологической установки, содержащая, по меньшей мере, один газожидкостный смеситель струйного типа с, по меньшей мере, одним патрубком для газовой среды, кинематически связанная с приводом, отличающаяся тем, что патрубок газожидкостного смесителя для газовой среды берет свое начало из окружающей газовой среды технологической установки, расположенной над поверхностью обрабатываемой жидкой среды.