Устройство для виброперемешивания Советский патент 1987 года по МПК B01F11/00 

1

Изобретение относится к аппаратам с виброперемешивающими устройствами, предназначенными для интенсификации различных процессов тепломассообмена в средах, содержащих жидкую, вязкую, твердую и газообразную фазы, и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение производительности устройства за счет интенсификации перемешивания.

На фиг.1 приведено устройство с различными вариантами исполнения рабочих органов, общий вид; на фиг.2 - электромагнитный двигатель, вид сверху.

Устройство включает в себя электромагнитный двигатель 1, содержащий две обмотки, состоящие из двух секций 2,3 и 4,5 соответственно, устройство 6 их коммутации, магнито- провод 7, якорь 8 с валом 9 электромагнитного двигателя и опоры 10 и .11 вала. Якорь двигателя расположен между обмотками и имеет выборки напп ротив секций одной из обмоток. Элект ромагнитньш дйигатель расположен на реакторе 12, заполненном жидкой средой. На дне реактора могут находиться твердые компоненты. Выходной конец вала двигателя имеет подвижное профильное соединение 13 (шестигранник, ршицы и т.п.) и связан с полым валом. 14 посредством подвижного профильного соединения 15, например внутреннего. Другой конец вала 14 расположен в реакторе и заглушен. Вал 14 снабжен ограничителем 16 хода в осевом направлении. Герметичность реактора 12 обеспечивается уплотнением 1.-7.На валу 14 жестко закреплен рабочий орган 18, который может иметь различную конфигурацию (перфорйрованньй лист различной шири ны и длины, винтообразная пластина и т.д.).

1

Рабочий орган может иметь и другое исполнение. Например, он может быть закреплен на валу с помощью шарнира 19. Кроме того, рабочий орган может иметь с валом 14 подвижное профильное соединение 20 и поплавок 21 .

Устройство работает следующим образом.

- -

607872

В исходном положении вал 14с бочим органом 18 помещен в реактор 12, в котором находится жидкая сре5 да и твердые компоненты. Так как вал 14 имеет подвижное профильное соединение 15 с валом 9 двигателя I, то под действием веса вал 14 с рабочим органом 18 опускается к дну ре10 актора до тех пор, пока он не будет остановлен ограничителем 16 хода., Если на дне реактора находятся твердые компоненты, вал 14 с рабочим органом ложится на эти- твердые ком15 поненты. Ввиду того, что вал 14 выполнен полым, его движение ко дн реактора замедленно, а давление на твердые компоненты относительно небольшое .

20 Затем на обмотку двигателя, состоящую из секций 2 и 3, через устройство 6 коммутации подается напряжение . В результате в магнитопро- всде 7 начинает протекать магнит25 ный поток и якорь 8 стремится за - нять положение показанное на фиг.2 сплошной линией. В результате вал 14 с рабочим органом 18 проворачивается на определенный угол. При

30 этом рабочий орган 18 в зависимости от своей конфигурации перемешивает жидкую среду, в том числе и находящуюся в непосредственной близости от дна реактора.

35 Когда на дне реактора имеются твердые компоненты, рабочий орган 18, опустившийся на эти компоненты, в зависимости от конфигурации своей контактирзпощей поверхности, давления

40 на твердые компоненты, их крепости, вязкости разрушает юс, одновременно перемешивая жидкую среду.Если контактирующая (нижняя) -1 поверхность рабочего органа 18 имеет форму лемеха,

45 то она при этом ходе срезает верхний слой твердых компонентов.ЕСли нижняя поверхность имеет форму скребка, твердые компоненты обдираются. Если твердые компоненты достаточ50 но вязкие, лемех (скребок и т.д.) не заглубляется на большую величину, так как вал 14, находясь в подвижном соединении с валом электромагнитного двигателя, имеет возможность от55 ходить вверх.

Затем напряжение с секций 2 и 3 первой обмотки снимается, а на секции 4 и 5 второй обмотки подается.

Якорь в этом, случае стремится занят положение, показанное на фиг.2 пунктирной линией, и вал 14с рабочим органов 18 начинает вращаться в обратном направлении. В результате лемех рабочего органа 18 вькодит из пласта, если он даже и углубился. Если это скребок, происходит поверхностное разрушение твердых компонентов в обратном направлении при действии подцавливания вала 14 с рабочим органом.

Затем напряжение с второй обмотки снимается и подается на первую и цикл повторяется. Амплитуда и частота колебания подвижной системы устанавливается посредством устройств 6 коммутации.

Таким образом, от цикла к циклу при совершении рабочим органом 18 указанного движения происходит его постепенное перемещение по дну реактора и при нал1гчии на дне реактора твердых компонентов вал с рабочим органом углубляется в твердые компоненты до тех пор, пока они не бу - дут подняты для перемешивания в жидкую среду. Неохваченные рабочим органом участки твердых компонентов вы мьшаются жидкой средой. Для предотвращения полного опускания вала 14 на дно реактора служит ограничитель 16 хода.

При перемешивании систем жидкость газ, т.е. при необходимости насыщения жидкости газом, может быть использован рабочий орган, имеющий поплавок 21. Рабочий орган также может иметь различную конфигурацию перфорированная пластина, винтообразная пластина и т.п.) .

В исходном положении вал 14с рабочим органом помещается в жидкую среду и рабочий орган, установленный на валу подвижно в осевом направлении, занимает положение, соответствующее верхнему уровню жидкой среды. При этом вал 14 может иметь или не иметь подвижного соединения с налом 9 двигателя.

При попеременном включении секций 2,4 и 4,5 первой,и второй обмоток якорь 8. с валом 14 совершает колебательные движения, а рабочий орган интенсифицирует смещивание верхнего слоя жидкой среды с газом. Если в качестве рабочего орагна использовать закрученную по винту пластину, при ходе пластины, например, f. вперед может происходить заглубление рабочего органа в жидкую среду, так как рабочий орган имеет подвижность в осевом направлении относительно вала 14, а при ходе назад 0 всплытие.

Заглубление рабочего органа в жидкую среду может быть различным или совсем не происходить (простая плас- тинаJ, .Кроме того, различным может

5 быть размер пластины и в осевом направлении, -поэтом наряду с обогащением жидкой среды газом происходит перемешивание и остального объема жидкой среды.

0 Кроме того, происходит отслеживание верхнего уровня жидкой среды независимо от объема жидкости в реакторе и ее уровня в реакторе.

Таким образом, происходит повы

5 шение производительности вибромешалки за счет интенсивного насыщения жидкой среды газом и обеспечения равномерности перемешивания объема независимо от уровня жидкой

0 среды в реакторе.

Рабочий орган с подвижным профильным соединением 20 может и не иметь поплавка. Тогда он в зависимости от профилирования совершает

5 кроме движения, сообщаемого двигателем, и осевое перемещение без всплытия .

При использовании реакторов с уз- о кой горловиной может быть применен рабочий орган, закрепленный на шарнире. В исходном положении рабочий орган располагается так, как показано на фиг.1 сплошной линией. При 5 этом он контактирует с твердыми компонентами. При включении двигателя рабочий орган начинает поворачиваться вокруг шарнира 19. При этом вал 14 опускается, рабочий орган ложится 0 большей стороной на твердые компоненты и охватьгоает большую площадь воздействия на твердые компоненты.

В зависимости от конкретных условий и перемешиваемой системы (жид- 5 кость - газ - твердое тело) обеспечивается требуемая интенсификация при отслеживании каждого из участков : дно реактора, периферия и центр реактора, верхний уровень жидкой

среды, верхний уровень твердых компонентов . г

Формула изобретения

1. Устройство для виброперемешивания, содержащее реактор, узел уплотнения, установленные на валу рабочие органы и электромагнитньй двигатель, имеющий вал, магнитопро- вод, две обмотки и якорь, отличающееся тем, что, с ц&лью повьшения производительности устройства за счёт интенсификации перемешивания, вал установлен с возможностью осевого перемещения, снабжен ограничителем хода, вьшолнён полым,

заглушен со стороны, помещаемой В реактор, и соединен с валом электромагнитного двигателя посредством подвижного профильного соединения,- при этом обмотки электромагнитнЬго двигателя вьшолнены секционными, а якорь расположен между обмотками и имеет выборки напротив секций од- ной из обмоток.

2.Устройство по п.I, от л и - чающееся тем, что рабочий орган снабжен поплавком и связан с валом посредством подвижного профильного соединения.

3.Устройство по п. 1,, о т л и - чающеес я тем, что рабочий орган соединен с валом щарнирно,

Изобретение относится к аппаратам с виброперемешивающими..устройствами для интенсификации физико-химических процессов в средах, содержащих систему газ-жидкость - твердое тело. Оно обеспечивает повьшение производительности устройства. Уст-. ройство для виброперемешивания содержит реактор, установленные на валу рабочие органы и электромагнитный двигатель, имеющий вал, магнитопро- вод, две секционированные обмотки, между которыми расположен якорь, . имеющий выборки напротив секций одной из обмоток. Вал с рабочим органом, который может быть снабжен поплавком, или соединен с валом шарнирно, соединен с валом электродвигателя с помощью подвижного профильного соединения Рабочий орган также может быть соединен с валом с помощью подвижного профильного соединения. При попеременной подаче напряжения на секции первой, и второй ,обмоток электромагнитного двигателя якорь с валом двигателя совершает возвратно-поворотное движение. Помещенные в реактор рабочие органы совершают в зависимости от их исполнения либо осевое движение с валом или относительно вала, либо поворотное движение относительно вала, 2 з.п.ф-лы, 2 ил.(Л со о: о -sj 00 -vl

. . i.. .. ///,./..//

10 8 д

.4v.f..f-:f-.

. ///,/// ir

Фиг.г