СТАНИНА МЕШАЛКИ Российский патент 2015 года по МПК B01F7/00 

Настоящее изобретение относится к станине мешалки для погружных мешалок с приводом от электродвигателя согласно преамбуле к пункту 1 формулы изобретения.

Погружные мешалки с приводом от электродвигателя представляют собой мешалки, которые используются под водой вместе с приводом. Они обычно применяются в водоочистных станциях, при очистке сточных вод и при обработке сточных вод для различных технологических функций перемешивания в различных областях применения. Станина мешалки служит для размещения мешалки в заполненном жидкостью резервуаре, в соответствующей производственной установке и т.п. таким образом, чтобы сохранялось такое заданное расстояние между дном резервуара и рабочим концом перемешивающего элемента, с одной стороны, и рабочим концом перемешивающего элемента и уровнем жидкости - с другой стороны, которое обеспечивает наилучшую работу мешалки.

Функция мешалки, по существу, состоит в получении хорошего управления потоком в соответствующем резервуаре или в соответствующей производственной установке для выполнения надлежащей технологической функции, например для хорошего перемешивания нескольких фаз. Станина мешалки должна поглощать все силы и моменты, которые, с одной стороны, возникают в результате работы самой мешалки, а, с другой стороны, возникают вследствие движения жидкости в резервуаре или в проточном канале, и вследствие наличия дополнительных фаз, таких как, например, газы и жидкости, которые могут содержаться в нем. Поглощенные силы и моменты должны быть переданы в грунт, например на дно резервуара, или отведены в него.

В рамках настоящего изобретения используется термин "станина мешалки". Однако аналогичным образом предложенная здесь станина мешалки также может использоваться в качестве станины для турбины. Несмотря на то, что мешалка имеет функцию генерации потоков, распределения температуры и газосодержания, а также микробов и дополнительных присадок, например, для очистки сточных вод, и соответственно используется для обработки воды или для других технологических процессов функция турбины состоит в поглощении энергии из обтекающего потока и в генерации тока.

Станины мешалок для погружных мешалок с приводом от электродвигателя или турбин являются уже известными в различных вариантах осуществления.

Например, известны станины мешалок, выполненные из стальных конструкций, состоящих из сваренных друг с другом профилей. Эти стальные конструкции обычно соединены с направляющим элементом, выполненным в виде направляющей трубы, для погружной мешалки с приводом от электродвигателя. Это дает возможность перемещать погружную мешалку с приводом от электродвигателя во время монтажа посредством направляющего элемента в место ее монтажа и удерживать ее там посредством направляющего элемента, причем поглощенные силы передаются через направляющий элемент на всю стальную конструкцию. В патенте Германии DE-A-39 00 630 раскрыта погружная мешалка с приводом от электродвигателя, в которой направляющая труба прочно соединена только с дном резервуара и в которой предусмотрены две опоры для поглощения сил реакции мешалки, содержащей электродвигатель и крыльчатку, причем эти опоры прикреплены, с одной стороны, ниже мешалки к направляющей трубе и, с другой стороны, ко дну резервуара.

В соответствующих резервуарах, в которых размещены погружные мешалки с приводом от электродвигателя, возникают неравномерные потоки, вследствие чего происходит обтекание перемешивающего элемента погружной мешалки с приводом от электродвигателя неравномерными потоками. Кроме того, проблемы создают завихрения, сгенерированные потоком вокруг несущей рамы. Неравномерные набегающие потоки приводят к вибрациям в несущей раме, вследствие чего оба элемента - погружная мешалка с приводом от электродвигателя и рама основания - подвергаются нагрузке, превышающей среднюю нагрузку.

В европейском патенте ЕР 0980704 В1 для монтажа погружной мешалки с приводом от электродвигателя, которая создает настолько малые вибрации, насколько это возможно, предложено создание направляющего элемента, который выступает в вертикальном направлении за пределы станины мешалки и который сконфигурирован в виде направляющей трубы, выполненного из первого материала, например из стали, и создание самой станины мешалки из второго материала, например из бетона, который имеет иные вибрационные характеристики, чем первый материал. В смонтированном положении погружная мешалка с приводом от электродвигателя неподвижно соединена с направляющим элементом, состоящим из первого материала. Несмотря на то, что станина мешалки, выполненная из бетона, теперь сама является почти абсолютно жесткой, более упругий направляющий элемент, который даже в положении когда погружная мешалка с приводом от электродвигателя закреплена, соединен с ней, одновременно поглощает часть сгенерированных сил и моментов.

Однако станины мешалок из известного уровня техники имеют различные недостатки. Например, станины мешалок, которые выполнены целиком из высококачественной стали, являются очень дорогостоящими и вследствие отсутствия внутреннего демпфирования также очень подвержены вибрациям. Использование нескольких материалов, которые известны из европейского патента ЕР 0980704 В1, дополнительно требует надлежащих способов монтажа и соединения. Передача крутящих моментов и сил на направляющую трубу, которая предусмотрена согласно этому техническому решению, требует наличия прочной конструкции направляющей трубы. Это, в свою очередь, приводит к вибрациям в случае изменяющихся нагрузок.

Задачей настоящего изобретения является создание устойчивой станины мешалки для погружных мешалок с приводом от электродвигателя, которая позволяет производить монтаж погружной мешалки с приводом от электродвигателя, которая имеет настолько низкие вибрации, насколько это возможно.

Согласно настоящему изобретению эта задача достигнута посредством станины мешалки, имеющей комбинацию признаков по пункту 1 формулы изобретения.

На основании этого технического решения, в котором предложена станина мешалки для погружных мешалок с приводом от электродвигателя, которая содержит, по меньшей мере, опорную часть и вмещающую часть для погружной мешалки с приводом от электродвигателя, причем, в свою очередь, над этой вмещающей частью возвышается направляющий элемент, служащий в качестве направляющей для погружной мешалки с приводом от электродвигателя во время монтажа, а вся станина мешалки выполнена из одного материала, демпфирующего вибрации. В рамках смысла настоящего изобретения материалом, демпфирующим вибрации, является материал с низким модулем упругости. Согласно настоящему изобретению станина мешалки поглощает все нагрузки работающей мешалки или турбины, которая соответственно предусмотрена в качестве альтернативы мешалке. В отличие от известного уровня техники направляющий элемент не является составной частью самой станины мешалки, и в рабочем положении мешалки не поглощает ни сил, ни моментов, создаваемых мешалкой. Он служит исключительно для установки мешалки или турбины в заданное положение на станине во время операции монтажа, то есть до использования в соответствующем резервуаре.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения, которые следуют за основным пунктом формулы изобретения.

Соответственно станина мешалки может предпочтительно состоять из бетона, литого минерального композита, чугуна или из композиционных материалов с низким модулем упругости.

Контур вмещающей части сконфигурирован таким образом, что она может вмещать мешалку или турбину, и может фиксировать ее в ее рабочем положении. Для этого предпочтительно предусмотрены стенки, которые поглощают силы реакции от помещенной в эту часть погружной мешалки с приводом от электродвигателя или силы реакции от турбины. Предпочтительно погружная мешалка с приводом от электродвигателя, на ее стороне, противоположной перемешивающему элементу, может иметь пластины, которые опираются на соответствующие внутренние поверхности стенок вмещающей части. Эти пластины могут предпочтительно быть упругими и, следовательно, могут служить для демпфирования вибраций.

Станина мешалки предпочтительно имеет цельную конструкцию. Однако, в принципе, она также может состоять из многих деталей, и в этом случае предусмотрена возможность того, что она состоит из опорной части и вмещающей части, при необходимости, с расположенной между ними промежуточной частью. Для оптимальной передачи сил и моментов на дно резервуара станина мешалки предпочтительно снабжена подходящим средством крепления к этому дну резервуара. Это средство крепления может содержать, например, химические анкерные крепления, такие как, например, дюбели, закрепляемые на клее, анкеры, работающие на силе противодействия, и/или соединительные элементы, работающие на срез. Однако, с другой стороны, может быть предусмотрено наличие крепежных винтов, даже при использовании стальных резервуаров. В случае пластмассовых резервуаров могут использоваться, например, металлические втулки для того, чтобы в этом случае также было возможным закрепление посредством крепежных винтов. Однако также может использоваться любые другие существующие и известные анкерные соединения.

Станина мешалки предпочтительно имеет полость, в которой расположен направляющий элемент, закрепленный в одной или в большем количестве точек в станине мешалки посредством втулок, расположенных в полости. Эти втулки предпочтительно состоят из легкого, упругого, стойкого к сжатию и демпфирующего вибрации материала, предпочтительно из подходящей пластмассы.

Направляющий элемент может доходить до дна резервуара и может быть закреплен там для поглощения сил, возникающих во время монтажа погружной мешалки с приводом от электродвигателя. Однако задание размеров направляющего элемента с большей толщиной в области опоры подвески не является необходимым, поскольку во время работы погружной мешалки с приводом от электродвигателя или используемой вместо нее турбины силы должны поглощаться исключительно станиной мешалки, а не направляющим элементом.

Направляющий элемент также может удерживаться посредством механизма позиционирования, расположенного на краю резервуара. Направляющий элемент может быть расположен в полости станины мешалки, в этом случае он вставлен в эту полость, приклеен к ней или забетонирован в ней с настолько малым люфтом, насколько это возможно.

Направляющий элемент предпочтительно реализован как полый

профиль, имеющий в поперечном разрезе форму многоугольника, предпочтительно, квадрата. Однако здесь возможна конструкция, имеющая, в принципе, любую иную форму в поперечном разрезе. Например, могут использоваться прямоугольные, треугольные, пятиугольные, шестиугольные или даже восьмиугольные полые профили, или, фактически, многоугольные профили, имеющие, вообще говоря, любое количество углов, а также круглые трубы с направляющими ребрами или без них. Однако, в принципе, также могут использоваться две или более труб, причем эти трубы могут быть соединенными между собой, хотя, естественно, должны быть приняты меры для гарантии того, что они расположены на заданном расстоянии одна от другой и являются параллельными. Однако в качестве направляющих элементов также возможны двутавровые профили или U-образные профили.

Все полые профили могут быть покрыты одним или большим количеством материалов для повышения жесткости и улучшения демпфирования.

Направляющий элемент может состоять из металлического материала, например стали, чугуна, из экструдированной или литой пластмассы. Также может использоваться соответствующим образом армированный литой минеральный композит, бетон или полимербетон, в этом случае направляющий элемент, если он имеет полый профиль, может быть по выбору покрыт другим материалом.

Однако в рамках этого изобретения он также может быть реализован как сплошной профиль.

Дополнительные признаки, подробности и преимущества настоящего изобретения вытекают из иллюстративного варианта осуществления изобретения, представленного на чертежах, на которых изображено следующее:

на Фиг.1 показано схематичное изображение станины мешалки с установленной мешалкой с приводом от электродвигателя,

на Фиг.2 на виде в перспективе показано подробное изображение станины мешалки из Фиг.1,

на Фиг.3 показано изображение станины мешалки на виде в перспективе сверху под углом,

на Фиг.4 показано изображение станины мешалки из Фиг.3 на виде в перспективе снизу под углом,

на Фиг.5 показан продольный разрез через станину мешалки из Фиг.3 и Фиг.4,

на Фиг.6 на виде в перспективе показана погружная мешалка с приводом от электродвигателя с прикрепленным перемешивающий элементом, и

на Фиг.7 показана погружная мешалка с приводом от электродвигателя из Фиг.6 на ином виде в перспективе.

На Фиг.1 показана станина 10 мешалки, которая в этом варианте осуществления изобретения выполнена в виде цельной детали, имеющей конкретную форму, и имеет опорную часть 14 и вмещающую часть 16. Из фиг.1 понятно, что контур вмещающей части 16 сконфигурирован таким образом, что она может вмещать изображенную здесь погружную мешалку 12 с приводом от электродвигателя, или в ином случае турбину, в качестве ее альтернативы, и фиксирует ее в ее рабочем положении. Погружная мешалка 12 с приводом от электродвигателя имеет перемешивающий элемент 20, который здесь выполнен в виде двухлопастной крыльчатки. Над станиной 10 мешалки возвышается направляющий элемент 18, который изображен на Фиг.1 только частично. Этот направляющий элемент 18, который здесь выполнен в виде стальной трубы квадратного сечения, служит просто в качестве направляющей для погружной мешалки 12 с приводом от электродвигателя при вертикальных перемещениях. Для этого погружная мешалка 12 с приводом от электродвигателя имеет на стороне, противоположной перемешивающему элементу 20, каретку суппорта или держатель, состоящую, по мере возможности, из листовой пластмассы для обеспечения возможности направленного перемещения вдоль направляющего элемента 18. Следовательно, погружная мешалка с приводом от электродвигателя может быть опущена или поднята на большее расстояние от края резервуара до вмещающей части станины мешалки. После монтажа погружной мешалки с приводом от электродвигателя во вмещающей части 16 направляющий элемент 18 больше не выполняет какие-либо функции дальнейшего обеспечения монтажа или направления погружной мешалки с приводом от электродвигателя.

Изображенное на Фиг.2 состояние погружной мешалки 12 с приводом от электродвигателя во вмещающей части 16 в собранном виде обеспечивается, прежде всего, соответствующими стенками 22, сформированными во вмещающей части 16 станины 10 мешалки. Опора непосредственно на эти стенки заключается в том, что на соответствующем конце погружной мешалки с приводом от электродвигателя, который является противоположным перемешивающему элементу 20, погружная мешалка с приводом от электродвигателя служит опорой для соответствующих пластин 24 (см. также Фиг.6 и Фиг.7), которые опираются непосредственно на внутренние поверхностей стенок 22. Таким образом, задние пластины 24 (которые видны на Фиг.7) передают осевое усилие и/или силы реакции погружной мешалки с приводом от электродвигателя на вертикальную внутреннюю поверхность стенок 22 и на станину 10 мешалки. Боковые пластины 24 поглощают обратный крутящий момент погружной мешалки с приводом от электродвигателя и передают его на соответствующие поверхности стенок 22 вмещающей части 16. В передней части погружная мешалка 12 с приводом от электродвигателя опирается через подобное фланцу кольцо 30 на соответствующую кольцевую канавку 32 во вмещающей части.

В рабочем состоянии станина 10 мешалки с установленной погружной мешалкой 12 с приводом от электродвигателя расположена таким образом, что является полностью погруженной в резервуар (подробное изображение которого здесь не приведено)

Крепление к дну резервуара, которое, вероятно, обычно представляет собой бетонное покрытие, обычно реализовано посредством химических анкеров (подробное изображение которых здесь не приведено). Здесь обычно применяют дюбели, закрепляемые на клее, анкеры, работающие на силе противодействия, или соединительные элементы, работающие на срез. Когда станина мешалки расположена в стальном резервуаре, то здесь в качестве анкеров могут быть предусмотрены крепежные винты. На изображении согласно Фиг.4 для этого предусмотрено шесть сквозных отверстий 34. Когда резервуар состоит из пластмассового резервуара, то в этом случае также могут использоваться металлические втулки, поэтому здесь в качестве анкеров также могут использоваться крепежные винты, которые могут быть установлены через сквозные отверстия 34 в станине 10 мешалки.

Для обеспечения оптимальной опоры всей поверхности станины 10 мешалки на неровном основании, состоящем, например, из бетона, может использоваться компенсирующая масса в виде расположенной на дне отливки или картриджа. Эти средства являются уже известным уровнем техники и, следовательно, более подробно здесь не представлены в графическом виде.

В альтернативном варианте станина 10 мешалки также может быть расположена в углублении на дне резервуара и забетонирована или приклеена к нему на месте, что является понятным, например, из области техники установки фонарных столбов или опор воздушной контактной сети для железных дорог.

На изображении из Фиг.5 видно, что в станине 10 мешалки предусмотрена полость 28, через которую установлен направляющий элемент 18. Предпочтительно он является закрепленным в области дна резервуара. В полости 28 он может удерживаться посредством двух пластмассовых втулок 26 (которые здесь изображены), состоящих из слабоупругой, стойкой к сжатию и демпфирующей вибрации пластмассы. Верхний конец направляющего элемента 20 выступает за пределы уровня жидкости и является либо свободно стоящим, либо прикрепленным в его верхней части посредством крепежного приспособления к краю резервуара, к мосту или к поперечной балке, но это здесь не изображено.

В представленном здесь варианте осуществления изобретения направляющий элемент 18 может иметь сравнительно малые размеры, поскольку во время работы погружной мешалки 12 с приводом от электродвигателя он не обязательно должен поглощать исходящие из нее силы и моменты. Вместо этого он имеет чисто направляющую функцию для установки погружной мешалки 12 с приводом от электродвигателя в надлежащее положение на станине 10 мешалки. На направляющий элемент действуют только силы, возникающие в результате действия набегающего потока, то есть силы потока жидкости, содержащейся в резервуаре, а также механические воздействия, генерируемые в связи с аэрацией содержимого резервуара.

Изобретение относится к станине мешалки. Станина (10) мешалки для погружных мешалок (12) с приводом от электродвигателя содержит, по меньшей мере, опорную часть (14) и вмещающую часть (16) для погружной мешалки (12) с приводом от электродвигателя, причем над этой вмещающей частью возвышается направляющий элемент (18), служащий в качестве направляющей для погружной мешалки (12) с приводом от электродвигателя во время монтажа, вся станина (10) мешалки, представляющая собой цельную фасонную деталь, содержащую опорную часть (14) и вмещающую часть (16), выполнена из одного материала, демпфирующего вибрации, причем вмещающая часть (16) имеет такую конфигурацию, что в нее помещена сторона погружной мешалки (12) с приводом от электродвигателя, противоположная перемешивающему элементу (20), и зафиксирована в рабочем положении, причем во вмещающей части (16) предусмотрена по меньшей мере одна воспринимающая крутящий момент пластина (24), которая расположена между указанной стороной погружной мешалки (12) и обращенной к ней внутренней поверхностью стенок (22) вмещающей части (16). Изобретение обеспечивает создание устойчивой станины мешалки для погружных мешалок с приводом от электродвигателя, которая имеет низкие вибрации. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Станина (10) мешалки для погружных мешалок (12) с приводом от электродвигателя, содержащая, по меньшей мере, опорную часть (14) и вмещающую часть (16) для погружной мешалки (12) с приводом от электродвигателя, причем над этой вмещающей частью возвышается направляющий элемент (18), служащий в качестве направляющей для погружной мешалки (12) с приводом от электродвигателя во время монтажа,
отличающаяся тем, что вся станина (10) мешалки, представляющая собой цельную фасонную деталь, содержащую опорную часть (14) и вмещающую часть (16), выполнена из одного материала, демпфирующего вибрации, причем
вмещающая часть (16) имеет такую конфигурацию, что в нее помещена сторона погружной мешалки (12) с приводом от электродвигателя, противоположная перемешивающему элементу (20), и зафиксирована в рабочем положении, причем
во вмещающей части (16) предусмотрена по меньшей мере одна воспринимающая крутящий момент пластина (24), которая расположена между указанной стороной погружной мешалки (12) и обращенной к ней внутренней поверхностью стенок (22) вмещающей части (16).

2. Станина мешалки по п. 1, отличающаяся тем, что станина (10) мешалки выполнена из бетона, литого минерального композита, чугуна или из композиционных материалов.

3. Станина мешалки по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что стенки (22) вмещающей части (16) выполнены с возможностью поглощения силы реакции от погружной мешалки (12) с приводом от электродвигателя, помещенной в эту часть.

4. Станина мешалки по п. 1, отличающаяся тем, что она может быть прикреплена к дну резервуара при помощи подходящего средства крепления.

5. Станина мешалки по п. 4, отличающаяся тем, что средство крепления содержит химические анкеры, например дюбели, закрепляемые на клее, анкеры, работающие на силе противодействия, и/или соединительные элементы, работающие на срез, крепежные винты или иные соединительные анкеры.

6. Станина мешалки по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет полость (28), в которой расположен направляющий элемент (18), закрепленный в одной или в нескольких точках в станине (10) мешалки посредством втулок (26), расположенных в полости (28).

7. Станина мешалки по п. 1, отличающаяся тем, что втулки (26) выполнены из легкого, упругого, стойкого к сжатию и демпфирующего вибрации материала, предпочтительно из пластмассы.

8. Станина мешалки по п. 1, отличающаяся тем, что направляющий элемент (18) доходит до дна резервуара и закреплен там.

9. Станина мешалки по п. 1 или 8, отличающаяся тем, что направляющий элемент (18) удерживается посредством механизма позиционирования, расположенного на краю резервуара.

10. Станина мешалки по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет полость, в которой расположен направляющий элемент (18), который вставлен в эту полость, приклеен к ней или забетонирован в ней с минимально возможным люфтом.

11. Станина мешалки по п. 1, отличающаяся тем, что направляющий элемент (18) выполнен как полый уголковый профиль, предпочтительно квадратного сечения.

12. Станина мешалки по п. 11, отличающаяся тем, что направляющий элемент (18) выполнен из металлического материала, например стали, чугуна, из экструдированной или литой пластмассы, или, при необходимости, из соответствующим образом армированного литого минерального композита, бетона или полимербетона, причем в этом случае он выполнен как полое тело, при необходимости покрытое другим материалом, или как сплошной профиль.