Смеситель Советский патент 1991 года по МПК B01F7/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для перемешивания вязких жидкостей, и может найти применение как в химической, так и в металлургической отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности работы.

На фиг. 1 схематично изображен смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант выполнения смесителя; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Смеситель состоит из корпуса 1 в виде цилиндрического элемента с входным окном 2, выходным окном 3, расположенными в крышках 4 и 5. Корпус 1 выполнен с кольцевыми наклонными каналами 6 (фиг. 1 и фиг. 2) или винтовыми каналами 7 (фиг. 3 и фиг. 4). Кольцевые наклонные каналы расположены последовательно на внутренней боковой поверхности корпуса. Внутри корпуса 1 расположен другой цилиндрический элемент в виде ротора 8 с винтовыми каналами 9 (фиг. 1 и фиг. 2) или кольцевыми наклонными каналами 10 (фиг. 3 и фиг. 4) и поперечными радиальными лопатками 11 треугольного поперечного сечения, расположенными на боковых стенках канала. Угол наклона кольцевых наклонных каналов близок к углу трения и равен углу наклона винтовых каналов 9 ротора, но направлен в сторону, противоположную по направлению. Противоположный наклон каналов обеспечивает снижение гидравлического сопротивления.

Выполнение на одном из цилиндрических элементов каналов винтовыми, а дополнительных смесительных элементов в виде радиальных лопаток повышает эффективность работы (определяемый эффективным КПД) с одной стороны за счет повышения эффективности перемешивания путем улучшения организации многократного меридионального движения перемешиваемых жидкостей вдоль каналов за счет подвижных радиальных лопаток, с другой стороны за счет уменьшения гидравлических потерь ввиду уменьшения потерь на поворот потока, имеющих существенное значение в области автомодельности по числу Рейнольдса, в особенности при малых числах Рейнольдса, а применительно к вязким жидкостям типа эмульсий и суспензий, являющихся одними из определяющих .

со

с

Os

ч

CJ

00 -sj

Винтовые каналы обеспечивают плавность движения эмульсии от витка к витку и тем самым уменьшают потери на удар потока, которые вызывали бы расслоение эмульсии. Винтовые каналы обеспечивают увеличение протяженности самых высокоэнергетических слоев жидкости и тем самым обеспечивают более равномерное течение жидкости и более равномерное ее перемешивание в каналах.

Выполнение винтовых каналов снижает гидравлические потери в виду плавности переходов и уменьшает при радиальной решетке лопаток профильные потери, определяемые при малых Рейнольдсах по

формулеС

В нашем случае уменьшается А при неизменном числе Рейнольдса.

Смеситель работает следующим образом.

При вращении цилиндрического элемента в виде ротора 8 жидкость из входного окна 2 поступает в винтовой 9 или кольцевой наклонный канал 10 и радиальными лопатками 11 нагнетается в кольцевые наклонные каналы 6 или винтовые каналы 7, совершая спиралевидное движение вокруг цилиндрического элемента в виде ротора 8 и вихревое движение в каналах ротора и корпуса. При этом жидкость перемешивается и выходит из смесителя через выходное окно 3. Смеситель работает как вихревая

машина многократного сжатия, обеспечивая многократное повышение напора жидкости и многократное перемешивание.

Стенки между наклонными кольцевыми каналами формируют спиралевидное течение. Наличие каналов и лопаток на роторе является определяющим, так как при взаимодействии радиальной решетки лопаток с жидкостью, жидкости передается кинетическая энергия, которая преобразуется в потенциальную энергию в рабочих каналах неподвижных элементов.

Формула изобретения

1. Смеситель, содержащий два концен- трично расположенных цилиндрических элемента, установленных с возможностью вращения относительно друг друга, с наклонными каналами на обращенных друг к

другу боковых поверхностях, причем на одном цилиндрическом элементе каналы выполнены кольцевыми и в них расположены дополнительные смесительные элементы, отличающийся тем, что, с целью

повышения эффективности работы, каналы на другом цилиндрическом элементе выполнены винтовыми, а дополнительные смесительные элементы выполнены в виде радиальных лопаток.

2. Смеситель поп. 1,отличающийс я тем, что винтовые каналы наклонены в сторону, противоположную наклону кольцевых каналов.

Изобретение относится к смесителям и позволяет повысить эффективность работы устройства. Смеситель содержит два концентрично расположенных цилиндрических элемента - корпус 1 и ротор 8 с наклонными каналами на обращенных одна к другой боковых поверхностях, в которых расположены поперечные радиальные лопатки 11. При этом каналы на одном из элементов выполнены кольцевыми, а на другом - винтовыми. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

//

Фиг. 2

НЕЭФиг J

//