Вибрационный смеситель Советский патент 1992 года по МПК B01F11/00 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания веществ, в частности жидких, газообразных и т.п., с образованием тонкодисперсных эмульсий и новых синтезированных веществ, например жидкого углеводородного топлива с водой,

Известно устройство для обводнения жидких топлив, содержащее корпус, внутри которого с зазором установлен стакан с отверстиями в днище. К днищу подсоединен штуцер для подвода воды, а внутри стакана расположен наконечник ультразвукового излучателя.

Однако это устройство имеет весьма узкую область использования и не позволяет перемешивать вязкие вещества. Кроме того, полученные вещества не обладают стойкостью и после непродолжительного хранения проявляют тенденцию к расслаиванию, так как подводимой энергии недостаточно для более глубокого (на молекулярном уровне) перемешивания веществ.

Наиболее близким техническим решением, принимаемым за прототип, является электровибрационный смеситель, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода продуктов, закрепленные на торцах корпуса модули электровибродвигателя и рабочий орган в форме двух групп дисков или пластин. Каждая группа пластин связана с соответствующим модулем электровибродвигателя. В корпусе установлен стакан с образованием кольцевого канала, в днище стакана выполнены отверстия, а в стенках закреплены диски одной группы. При работе данного устройства происходит перемещение одной группы дисков относительно другой в направлении по оси корпуса.

Для того, чтобы это устройство обеспечивало получение стойких к расслоению веществ, необходимо создать мощные электровибродвигатели с большой амплитудой перемещения якоря. Это предъявляет серьезные требования к качеству и точности

XI

ГО Os О О

изготовления и настройки модулей известных двигателей. В целом это существенно повышает стоимость смесителя. Иными словами, смеситель данной конструкции весьма энергоемкий, требует сложного в изготовлении привода. Кроме того, сама по себе конструкция сложна и массивна: необходимо перемещать не только пластины, но и стакан. Большие энергетические затраты обусловлены также тем, что смешиваемые вещества движутся достаточно упорядочение относительно пластин: в радиальном направлении, по нормали к кольцевым канавкам. Такое перемещение обусловливает наличие большого количества дисков для достижения глубокого перемешивания и большую амплитуду их перемещения. Это говорит о низкой эффективности работы смесителя, что опять-таки ведет к увеличению размеров и массы рабочего органа.

Цель изобретения - повышение эффективности смесителя при упрощении конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в вибрационном смесителе, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода продуктов, закрепленный на корпусе привод в виде электровибродвигателя, пластины, соединенные с приводом и расположенные горизонтально, в отличие от прототипа, смеситель снабжен центральным штоком, при этом каждая пластина шарнирно закреплена одним концом на корпусе, а в центральной части - на штоке, причем крепление пластин на корпусе чередуется с противоположных сторон от штока.

На фиг.1 схематично показан вариант осуществления смесителя, вид спереди; фиг.2 иллюстрирует последовательное воздействие кольцевых углублений дисков на проходящий поток веществ.

Смеситель содержит корпус 1, на одном из торцов которого закреплен электровиб- родвигатель 2 любого известного типа. Корпус снабжен патрубками подвода 3 и отвода 4 продуктов. Внутри корпуса расположен рабочий орган в форме пластин 5, шарнирно закрепленных одним концом на внутренней части корпуса. По оси корпуса через отверстия, выполненные в центральной части пластин, проходит шток 6, соединенный с приводом. Каждая пластина 5 шарнирно связана со штоком 6. Во избежание разрушения шарнирных соединений пластин со штоком в этих соединениях предусматривается возможность ограниченного перемещения пластины относительно штока в направлении, перпендикулярном оси штока. Крепление концов пластин на корпусе чередуется с противоположных сторон от

штока, а противоположные креплению концы пластин образуют зазор со стенкой корпуса для прохода продуктов к следующим пластинам. Если корупс выполнен цилиндрическим, то пластины могут иметь форму дисков. Если же в поперечном сечении корпус прямоугольный, то пластины также повторяют форму корпуса. На всех пластинах выполнены кольцевые канавки, концент0 ричные оси штока. Узел, соединяющий подвижный шток 6 с электровибродвигателем 2, снабжен регулирующей упругой системой 7 для возможности подстройки частоты колебаний всей подвижной системы. Патруб5 ки 3 подвода продуктов, предназначенных для смешивания, могут быть снабжены распыляющими насадками, которые выполняют предварительное грубое перемешивание продуктов.

0 Смеситель работает следующим образом.

В полость корпуса через патрубки 3 подают вещества, предназначенные для смешивания. Это могут быть такие трудно

5 смешивающиеся вещества с различным удельным весом, как вода и углеводородное топливо, например бензин, мазут и т.п. Число исходных веществ может быть равно двум и более. Вещества подают под некото0 рым давлением, позволяющим преодолеть гидросопротивление смесителя. Перед подачей веществ в корпус включают электро- вибродвигатель и приводят в движение шток с соединенными с ним пластинами,

5 Частота и амплитуда колебаний штока задаются двигателем и в дальнейшем могут подстраиваться с помощью упругой системы. При движении штока вверх происходит синхронное движение всех пластин, при этом

0 свободные концы пластин премещаются; вверх на большее расстояние, чем их средние части и, тем более, чем участки вблизи шарнирного соединения пластин с корпусом. Таким образом, амплитуда колебаний

5 свободных концов пластин больше амплитуды колебаний штока и якоря двигателя. Для разных участков пластин амплитуда колебаний различна. Иными словами, расстояние между смежными пластинами изменяется

0 неравномерно по длине пластин, и в процессе их движения направление воздействия на смешиваемые вещества постоянно изменяется. Этому способствует также организация потока веществ . в корпусе, когда

5 на поток воздействуют углубления в пластинах (фиг.2). Направление воздействия этих углублений постоянно меняется по мере прохождения веществ вдоль пластины. При движении штока в противоположном направлении картина перемещения пластин и

воздействия их на вещества аналогична. Перетечка веществ мимо пластин вдоль стенок корпуса исключается в основном за счет более низкого гидродинамического давления между пластинами.

Смеситель по сравнению с прототипом обладает большей эффективностью обработки исходных веществ, так как концевые участки пластин имеют большую амплитуду перемещения, превышающую амплитуду колебаний привода, и, следовательно, сильнее воздействуют на вещества, расстояние между пластинами изменяется неравномерно, и поток веществ взаимодействует с углублениями пластин нелинейно с постоянно изменяющимся направлением воздействия. В целом все это обеспечивает более сильную турбулентность процесса и высокую степень воздействия на вещества. Бла- годаря этому имеется возможность сократить по сравнению с прототипом количество пластин и, следовательно, массу рабочего органа при сохранении степени перемешивания веществ или же достичь более глубокого их перемешивания до получения стойких нерасслаивающихся в течение длительного времени смесей. Уменьшение массы рабочего органа, а также установка пластин с использованием принципа рычага позволяют снизить потребляемую мощность привода. Все пластины имеют одинаковые форму и крепление.

ф о рм ул а и зобрете н и я

Виброционный смеситель, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода продуктов, привод в виде электровибродвигате- ля, закрепленный на корпусе, пластины,

соединенные с приводом и расположенные горизонтально, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности при упрощении конструкции, он снабжен центральным штоком, соединенным с приводом,

при этом каждая пластина шарнирно закреплена одним концом на корпусе, а в цен- тральной части - на штоке, причем крепление пластин на корпусе чередуется с противоположных сторон от штока.

фиг. 2

Изобретение относится к устройствам для перемешивания веществ с образованием нерасслаивающихся тонкодисперсных эмульсий и новых веществ. Цель изобретения - повышение эффективности смешивания при упрощении конструкции. Смеситель содержит корпус с патрубками подвода и отвода веществ, закрепленный на корпусе привод,который соединен с расположенным в корпусе рабочим органом в форме пластин с углублениями. Новым является установка штока, расположенного по оси корпуса и соединяющего все пластины с приводом, при этом каждая пластина шар- нирно закреплена одним концом на корпусе, а в своей центральной части - на штоке, при этом крепление пластин на корпусе чередуется с противоположных сторон от штока. 2 ил.