Устройство для перемешивания компонентов в жидкой среде Российский патент 2023 года по МПК B01F23/40 B01F23/53 B01F27/90 B01F27/922 B01F31/441 B01J19/18 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания компонентов в жидкой среде, предназначенное преимущественно к аппаратам периодического действия и может быть использовано, например в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях, где требуется в соответствии с технологическим процессом.

Известно устройство для перемешивания в жидких средах, описанное в патенте RU 2503493 С1 МПК B01F 7/18, опубликовано: 10.01.2014. Бюл. №1.

Данное устройство содержит корпус с установленным в нем валом, и с возможностью поступательно-возвратного движения толкателем, на верхней части которого смонтирован поршень, размещенный внутри цилиндра, к валу шарнирно присоединены радиальные и вертикальные винтовые лопасти, которые шарнирно соединены между собой, на верхней части цилиндра установлен регулирующий штурвал, на конце винта которого смонтирована шарнирная опора, контактирующая с верхней частью толкателя, а радиальные и вертикальные винтовые лопасти с валом образуют систему шарнирного параллелограмма.

Недостатком указанного технического решения является то, что для поступательно-возвратного движения толкателя необходимо наличие внешних источников движения (газ, сжатый воздух, жидкость) для поршня и связанного с ним толкателя с громоздкой пуско-регулирующей аппаратурой.

Прототипом предлагаемого устройства является техническое решение, описанное в патенте RU №2651169. Способ смешивания компонентов в жидкой среде и устройство для его осуществления. МПК В01 3/08 3/12 7/18, опубликовано 18.04.2018. Бюл. №11.

Устройство включает цилиндрический корпус с размещенным в нем валом, к которому шарнирно присоединены радиальные винтовые лопасти, вертикальные и радиальные винтовые лопасти также соединены между собой шарнирно, внутри вала установлен толкатель, с возможностью поступательно-возвратного движения, взаимодействующий с короткими концами верхних радиальных винтовых лопастей отличающийся тем, что верхний конец толкателя связан с диском на конической поверхности выполнен уклон, равный величине осевого перемещения коротких концов верхних радиальных винтовых лопастей, которые поворачивают винтовые лопасти в радиальном и осевом направлении относительно оси вала мешалки, на крышке корпуса размещены винтовые стержни, связанные с плитой с возможностью перемещения по ним, на плите смонтирована опора, контактирующая с конической поверхностью диска, пружина, нижний конец которой опирается на торец вала, а верхний опирается на нижнюю поверхность диска, электродвигатель с шестерней, связанные с зубчатым колесом.

Недостатком этого технического решения является то, что конический диск имеет неуравновешенную массу, что приводит к вибрации вала мешалки и снижает надежность подшипникового узла.

Другим недостатком является то, что лопасти выполнены винтовыми и при вращении возникают тангенциальная (окружная), радиальная и осевая скорости движения частиц среды, что снижает эффективность перемешивания.

Технической проблемой, решаемой предложенным изобретением, является создание устройства для перемешивания компонентов в жидкой среде с достижением следующего технического результата - повышение надежности устройства и эффективности смешивания рабочей среды.

Указанный технический результат решается тем, что устройстве для перемешивания компонентов в жидкой среде, включающем цилиндрический корпус с размещенным в нем валом, к которому шарнирно присоединены радиальные винтовые лопасти, вертикальные винтовые и радиальные винтовые лопасти также соединены между собой шарнирно, внутри вала установлен, с возможностью поступательно-возвратного движения, толкатель, взаимодействующий с короткими концами верхних радиальных винтовых лопастей, верхний конец толкателя связан с диском на конической поверхности выполненый с уклоном, равный величине осевого перемещения коротких концов верхних радиальных лопастей, которые поворачивают лопасти в радиальном и осевом направлении относительно оси вала мешалки, на крышке корпуса размещены винтовые стержни, связанные с плитой с возможностью перемещения по ним, на плите смонтирована опора, контактирующая с конической поверхностью диска, пружина, нижний конец которой опирается на торец вала, а верхний опирается на нижнюю поверхность диска, электродвигатель с шестерней, связанные с зубчатым колесом, согласно изобретению на верхнем конце толкателя установлена планка, имеющая форму трапеции, правый конец которой имеет массу, уравновешиваемую массу шаровой опоры, контактирующей с конической поверхностью диска закрепленного неподвижно на плите. Вертикальные левая и правая винтовые лопасти имеют противоположное направление винтовой линии относительно друг друга, а радиальные винтовые лопасти в каждом ряду также выполнены с винтовой поверхностью в противоположном направлении по отношению друг к другу. На валу просверлены сквозные отверстия по винтовой линии относительно его оси.

На фигуре представлена схема реализации предложенного устройства для перемешивания компонентов в жидкой среде, на которой изображено: корпус 1, вал 2, лопасти винтовые радиальные верхние 3, лопасти винтовые радиальные нижние 4, лопасти винтовые вертикальные 5, толкатель 6, диск 7, крыша 8, подшипниковый узел 9, стержни винтовые 10, плита 11, электродвигатель 12, колеса зубчатые 13,14, пружина 15, шариковая опора 16, трапецеидальная планка 17 и сквозные отверстия 18, выполненные на валу по винтовой линии относительно его оси.

Устройство работает следующим образом: устанавливают положение шариковой опоры 16 относительно диска 7 с учетом амплитуды осевого перемещения и свойств перемащиваемой среды, включается электродвигатель, вращение от которого передается через зубчатые колеса 13, 14 на вал 2 и толкатель 6, и на трапецеидальную планку 17 и шариковую опору 16, контактирующую с конической поверхностью диска, сжимая или ослабляя силовое воздействие пружины 15, на толкатель 6, получающее поступательно-возвратное движение и воздействующее на короткие концы верхних винтовых радиальных лопастей 3, которые поворачивают на своих осях шарнирную систему вертикальных (или наклонных) и радиальных винтовых лопастей, в радиальном и осевом направлении от положения А до положения Б и совершая при этом колебания слоев рабочей среды, за счет постоянного изменения величины и направления действия тангенциальной (окружной), радиальной и осевой скоростей движения частиц по винтовой поверхности вертикальных и радиальных винтовых лопастей.

Положительный эффект изобретения выражается в повышении надежности устройства, в частности подшипникового узла 9, эффективности смешивания слоев жидкости при их движении по винтовой линии и в сквозных отверстиях вала.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для перемешивания компонентов в жидкой среде. Устройство для перемешивания жидких сред включает цилиндрический корпус с размещенным в нем валом, к которому шарнирно присоединены радиальные винтовые лопасти, вертикальные и радиальные винтовые лопасти также соединены между собой шарнирно, внутри вала установлен, с возможностью поступательно-возвратного движения, толкатель, взаимодействующий с короткими концами верхних радиальных винтовых лопастей, верхний конец толкателя связан с диском, на конической поверхности выполненный с уклоном, равным величине осевого перемещения коротких концов верхних радиальных винтовых лопастей, которые поворачивают лопасти в радиальном и осевом направлении относительно оси вала мешалки, на крышке корпуса размещены винтовые стержни, связанные с плитой с возможностью перемещения по ним, на плите смонтирована опора, контактирующая с конической поверхностью диска, пружина, нижний конец которой опирается на торец вала, а верхний опирается на нижнюю поверхность диска, электродвигатель с шестерней, связанные с зубчатым колесом. На верхнем конце толкателя установлена планка, имеющая форму трапеции, правый конец которой имеет массу, уравновешиваемую массу шаровой опоры, контактирующей с конической поверхностью диска, закрепленного неподвижно на плите. Вертикальные левая и правая винтовые лопасти имеют противоположное направление винтовой линии относительно друг друга, а радиальные лопасти в каждом ряду также выполнены с винтовой поверхностью в противоположном направлении по отношению друг к другу. На валу просверлены сквозные отверстия по винтовой линии относительно его оси. Техническим результатом изобретения является повышение надежности устройства и эффективности смешивания рабочей среды. 1 ил.

Устройство для перемешивания компонентов в жидкой среде, включающее цилиндрический корпус с размещенным в нем валом, к которому шарнирно присоединены радиальные винтовые лопасти, вертикальные винтовые и радиальные винтовые лопасти также соединены между собой шарнирно, внутри вала установлен, с возможностью поступательно-возвратного движения, толкатель, взаимодействующий с короткими концами верхних радиальных винтовых лопастей, верхний конец которого связан с диском, на конической поверхности выполненный с уклоном, равным величине осевого перемещения коротких концов верхних радиальных лопастей, которые поворачивают лопасти в радиальном и осевом направлении относительно оси вала мешалки, на крышке корпуса размещены винтовые стержни, связанные с плитой с возможностью перемещения по ним, на плите смонтирована опора, контактирующая с конической поверхностью диска, пружина, нижний конец которой опирается на торец вала, а верхний опирается на нижнюю поверхность диска, электродвигатель с шестерней, связанные с зубчатым колесом, отличающееся тем, что на верхнем конце толкателя установлена планка, имеющая форму трапеции, правый конец которой имеет массу, уравновешиваемую массу шаровой опоры, контактирующей с конической поверхностью диска, закрепленного неподвижно на плите, при этом вертикальные левая и правая винтовые лопасти имеют противоположное направление винтовой линии относительно друг друга, радиальные винтовые лопасти в каждом ряду также выполнены с винтовой поверхностью в противоположном направлении по отношению друг к другу, а на валу просверлены сквозные отверстия по винтовой линии относительно его оси.