Устройство для перемешивания Советский патент 1988 года по МПК B01F13/00 

Изобретение относится к у.стройст- вам для смешивания, растворения и измельчения крупных исходных кусков, брикетов, в виде кип упруго-вязко- пластичных твердых материалов в жид- йой среде для приготовления гетерогеной высокодисперсной системы с коа- г уляционньп И связями и может быть Применено в строительной, химической горнорудной и других отраслях промышленности«

Целью изобретения является повьппе г|ие эффективности работы при перемеривании систем, содержащих крупньге сходные куски, брикеты, кипы твер- фй фазы в Ж11дкой фазе, i На фиг, 1 схематично изображено устройство, поперечный разрез; на г, 2 - разрез А-А на фиг, ; на , фиг. 3 - разфез Б-Б на фиг, 2; .на фигв, 4 - вид Б на фиг, 3; на фиг,5 - ftaspes Г-Г на фиг. 2j на фиг, 6 - Вид Д на фиг, 5| на фиг, 7 - разрез на фиг, 2;- на фиг, 8 разрез Жг-Ж на фиг, 2; на фиг, 9 - вид И на , 2,

Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость 1с. загрузочньш отверстием 2,- в которой на вертикальном валу 3 расположены ;сйабженные диспергирутощими элемента- m 4 радиальные балки 5„

Периферийные концы балок 5 расположены в направляющих 6, выполненных на внутренней боковой поверхности емкости. Диспергирующие элементы 4 выполнены в виде ножей 7 и 8, размещен НБК вдоль и поперек балок, жестко прикрепленных к валу 3, Вал выполнен полым и снабжен центрирующей стойкой 9 установленной внутри вала и закрепленной к днищу 10 емЕ-сости, Вал 3 снабжен соединенным с ним через шаровую пяту 11 приводом 12 возврат- но-поступательного движения На- правля.ющие 6 выполнены винтообразны ми.с переменнь М углом подъема. При этом одна из балок под загрузочным отверстием снабжена дополнительным продольшзгм нолоом-плужком 13, и соединенным с ним дополнительным приводом возвратно-поступательного движения 1.4.

Балки с поперечными ножами 8 установлены за балками с продольными ножами 7 по ходу вращения среды,, При этом поперечные ножи 8 установ- fo

t5 20 5

ЗО

,р д 45 CQ

5

лены по ходу вращения среды с уменьшающимся шагом.

Устройство работает следующим образом,,

В емкость 1 заливают небольшое количество растворителя, например ке- росина, в таком количестве, чтобы твердая фаза, например брикеты каучука, полностью погружалась в него. Через загрузочное отверстие 2 дозировочно подается кусковый твердый материал, которьй под действием силы тяжести оседает на дно емкости 1, Из исходного положения, когда радиальные балки 5 совместно с ножами 7 и 8 и ножом плужком 13 занимают верхнее положение относительно днища 10 ем-. кости 1 устройства на расстояние h, {фиг.9)з при включении привода 12 возвратно-поступательного движения гидроцилиндра 15 периферийные концы балок 5 на катках 16 начинают опускаться по винтообразным направляющим 6, совершая совместно с ножами 7 и 8 и ножо1 плужком 13 поступательное движение вниз и вращательное движение относительно оси емкости. Шток 17 гидроцилиндра 15 совершает только поступательное движение вниз, так как соединение его с валом 3 вьтолнено через шаровую пяту 11, При встрече продольного ножа 7, укрепленного на балке 5j, с брикетом происходит его разрезание со сдвигом, что способствует лучшей смачиваемости режущей кромки ножа растворителем, значительно снижающим сопротивление резания, В это же время ножи перемещают растворитель, создавая вращательный поток его относительно оси ег-осости I, Происходит совмещение процесса резания, перемешивания и растворения. Ложи достигли днища емкости .10, разрезание брикета закончено, гидроцилиндр 12 отключается. Включается гидроципиндр 18 привода 14 на опускание ножа-плужка 13 над уровнем днища емкости 1 в пределах 1-5 мм, Попавшийся на его пути кусок каучука |Также разрезается,.Затем выполняется операция подачи брикета каучука или его части под следующий раз,при помощи ножа-плужка 13,

Не изменяя своего положения относительно днища емкости 1 , при вк.пюче- нии гидроцилиндра 15 на подъем балок 5 происходит вращение всей систеь справа налево, что и обеспечивает подачу. При этом периферийные концы балок 5, взаимодействуя с винтообразными направляющими 6, перемещаются вверх и одновременно совершают враща- тельное движение справа налево совместно с укрепленными к ним ножами 7 и 8 закручивая тем самым растворитель в противоположном направлении. В то же время крупный кусок от брике- та совместно с высококонцентрированным раствором перемещается по дну емкости 1. Радиальные балки 5 возвращены в исходное положение, т.е. подняты

данном случае функцию лопастей мешалки. Перемешивание происходит по всей высоте объема раствора в емкости I снизу вверх и наоборот, а закручивание потока осуществляется с внешней стороны, т.е. от цилиндрической поверхности емкости, что интенсифицирует процесс перемешивания и сокращает энергозатраты. Между изменениями направления возвратно-поступательного движейия штока 17 роцилиндра 15 выполняется разная по времени выдержка, например в верхнем

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и позволяет 1 повысить эффективность работы при I перемешивании систем, содержащих крупные исходные куски, брикеты, кипы ;твердой фазы в жидкой фазе. Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость с загрузочным отверстием, в которой на вертикальном валу расположены снабженные диспергирующими элементами радиальные балки.. Периферийные концы балок расположены в направляющих, вьтолненных на внутренней боковой поверхности емкости. Диспергирующие элементы вьтол- нены в виде ножей,, размещенных вдоль и поперек балок, жестко прикрепленных к валу. Вал вьтолнен полым и снабжен центрирующей стойкой, уста новленной внутри него и закрепленной на днище емкости. Вал также снабжен соединенным с ним через шаровую пяту приводом возвратно-поступательного движения. Направляющие выполнены винтообразными с переменным углом подъема. При этом одна из балок под за- g грузочным отверстием снабжена дополнительным продольным ножом-плужком и соединенным с ним дополнительным приводом возвратно-поступательного движения. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

. на ВЫСОТУ h( , гидроцилиндр отключает- 15 положении 1 с, а в нижнем 2 с, что

ся. После этого нож-плужок 13 тажка занимает верхнее исходное положение. Операция резания повторяется. При осуществлении процесса резания крупных кусков, брикетов, кип каучука или другого материала ёертикальный ход ножей принимается по максимальному размеру исходного куска. Угол подье- ма направляющих 6 в этом случае назначается большим, например of., 60 , чтобы резание и подача кусков под следующие резы осуществлялась организованно и послойно По мере измельчения одного брикета на освобожденное место подается следующий и т.д., пока не загрузится полностью вся твердая фаза. Увеличение количества твердой фазы в емкости 1 и постепенное перемещение ее в зону балок с поп-еречными ножами В обеспечивает измель- тс кусков материала. С самого начала работы устройства циркуляционные потоки не в состоянии перемещать крупные куски материала; они будут оставаться на месте под действием силы тяжести.

чение крупных кусков, полос каучука на более мелкие кусочки и крошку.

После окончания загрузки всей твердой фазы в смеситель процесс резания

и перемешивание проводится до получе- 4о При помощи ножа-плужка крупные куски

ния гомогенного раствора. Далее в смеситель заливается менее дефицитный растворитель, например подогретый гудрон, и начинается режим интенсивного перемешивания для получения более подвижного раствора, который удобно перекачивать насосом. Перемещение штока 17 гидроцилиндра 15 в этом случае происходит на весь его ход, т.е. расстояние h (фиг.9). Периферийные концы баЛок на катках 16 теперь перемещаются по всей длине направляющих 6, переходя, в верхней части их на менее пологий угол, например , что создает больший размах при большом радиальном их перемешивания, чем при резании. Образуются мощные циркуляционные потоки от всех ножей, выполняющих в

позволяет односторонне равномерно перемещаться и распределяться твердой фазе в жидкой, при этом улучшается гомогенизация раствора. При изменении направления вращения балок с ножами образуются встречные потогси, которые резко турбулизуют процесс перемешивания. Кусочки материала, но находящиеся во взвешенном состояНИИ гетерогенного раствора, при тз р- булизации выпадают из него, ударяясь между собой, ножами, стенками емкости, что также интенсифицирует процесс перемешивания и дисперп- рования.

Нож-штужок необходш- в предлагав- ном смесителе дпя создания высококон, центрированного, тягучего раствора из брикетов, т.е. крупньк исходных

боты устройства циркуляционные потоки не в состоянии перемещать крупные куски материала; они будут оставаться на месте под действием силы тяжести.

45

можно перемещать по окружности смесителя, т.е. менять их позиции, что необходимо для последующих разрезаний (разрушений) кусков. В противном спу- чае емкость в месте загрузки завалится материала, что приведет it неработоспособности устройства.

Конструктивное исполнение ножей и их расположение обусловлено спедуюпви-. ми факторами.

Допустим, что два-три брикета каучука (,крупные куски) загружены в емкость и находятся на ее днище в зо- не мевду двумя.балками перед первой балкой 5 с продольным ножом 7 (фигЛ). Из исходного положенияJ (фиг. 1) все балки с ножами опускаются вниз и одновременно поворачиваются относительHO оси смесителя слева направо на угол, примерно 15-30°,,

Продольный нож 7 балки 5 при этом отрежет от брикета брусок или полосу. Затем опускается нож-плужок 13, положение которого над уровнем днища останется неизменным при подъеме всех балок, т.е. при обратном холостом движении. Нож-плужок 13 (фиг, и 8), поворачиваясь совместно с балкой справа налево, частично подвинет, изменит исходное положение брусков. Крупный кусок до этого разрезан на бруски 5, В дальнейшем рабочий ход повторяется. По мере накопле- ;кия и перемещения путем подталкивания друг друга брусков при помощи ножа- в соседнем левом секторе (вто- 1ром) продольный нож 7 балки 15 режет |эти бруски на полосы, В третьем сек- торе поперечные ножи 8 перерезают полосы поперек, в результате чего образуются короткие полоски, В четвертом секторе эти полоски разрезаются на менее короткие полоски, а в пятом и шестом - полоски разрезаются на кубики (крошку). По мере полной загрузки твердой фазы и ее равномерного распределения на днище емкости смесителя дисперсионный состав может быть еще неравномерным, частицы пол-, костью не растворкпись, В этом случае режим работы смесителя будет идентичным вьдпеописанному, только после полного измельчения твердых частиц (каучука) и растворения их в жидкости (керосине) до получения коллоидного раствора J, добавляют менее дефицитный раствор (гудрон) и начинают работу в другом режиме, чтобы получить менее вязкий раствор. При работе ножа-плужка гребки будут интен- сивней, перемешивание ускорится,

Возможен И:, другой случай работы смесителя, напримерприготовление глиня нного раствора в воде. Вода не является дефицитным растворителем, Поэто у раствор сразу можно готовить необходимой концентрации. Ход ножей будет осуществляться на полную высоту Ь„ (фиг, 9), Ив этом случае необхо- Д1-Ш переменный угол подъема винтообразных направляющих у; При резании куска глины угол подъема направляющих необходим большой, иначе не будет реза. Затем необходимо сделать достаточное закручиванне потока, его вращение относительно оСи емкости, -в

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

этом случае угол подъема винтовой линии необходим меньще, но не такой как у винтовых нарезок, так как в данной конструкции лопасти не делают полных оборотов, Пож-плужок в этом случае будет также работать на полный ход Ъ,. Крупные куски глины, осевщие на днд, за счет циркуляционных потоков не сдвинутся с места и не разрушатся, Необходимо внещнее воздействие для их перемещения, что и выполняет нож-плужок. Ножи на балках, установленные в различных комбинациях, вьшолняют мно- гостадийное измельчение исходных крупных кусков, что расширяет технологические возможности смесителя, повьша- ет производительность при приготовлении раствора, снижает энергозатраты, снижаются производственные площади, материалоемкость производства, трудозатраты.

Формула из,обрет 1ения

1,Устройство для перемешивания, содержащее цилиндрическую емкость с загрузочным отверстием, в которой на вертикальном валу расположены снабженные диспергирующими элементами радиальные балки, периферийные концы которых расположены в направляющих, выполненных на внутренней боковой поверхности емкости, отличающееся тем., что, с целью повьяпе- . ния эффективности работы при перемешивании систем, содержащих крупные исходные куски, брикеты, кипы твердой фазы в жидкой фазе, диспергирующие элементы выполнены в виде ножей, размещенных вдоль и поперек балок, жестко прикрепленных к валу, выполненному полым и снабженному центрирующие стойкой, установленной внутри вала и закрепленной к днищу емкости, вал снабжен соединенным с ним через шаровую пяту приводом возвратно-поступательного движения, а направляющие вьшолнены винтообразными с переменным углом подъема, при этом одна из, балок под загрузочным отверстием снабжена дополнительным продольным ножом-плужком и соединенным с ним дополнительным приводом возвратно-поступательного движения,

1428450

вращения среды при опускании но- установлены по ходу вращения среды жей, при , этом поперечные ножи с уменьшающимся шагом.

f ffjrfjfMff..ffjrfjr fje fjrjff jffffj mffJi jfff fjrff jfjrfjrtrMrsiffa jfjf,ff fff/f.

/J

g-5 подернуто -f

Г«Ж ЖЖУЖГЖ j - - te.J

r-jr подернуто

u.B.5

Buff В

f us. .

«-i -H-f 5.

-Е повернуто

/W /VV //у /77 f7 f7f f/7 777 77f f7f 77

Ж-ж побернупго /