Смеситель Советский патент 1979 года по МПК B01F7/04 

(54) СМЕСИТЕЛЬ

Изобретение относится к технике перемешивания жидких сред, например/, нефтепродуктов, в которых при хранении и в процессе применени-я происходит расслоение по компонентам с различной плотностью или по фракциям. Преимущественно изобретение может быть использовано для перемешивания жидких сред в заглубленных или полузаглубленных емкостях.. В научно-технической литературе, описаны устройства для перемешивания жидких сред, включающие теплообменНИКИ, насосы для осуществления циркуляции промежуточных теплоносителей терморегуляторы, трубопроводы и арматуру, при использовании которых выравнивание концентраций компоненто достигается путем возбуждения гравитационной конвекции в емкости за сче подогрева жидкой среды в нижней час ти емкости или охлаждения - в верхней ее части 1. Известны также смесители, осущес вляющие механическое перемешивание жидкой среды посредством лопастных устройств, расположенных внутри емкости. Приводом такого устройства обычно служит электродвигатель, упр ление работой которого осуществляется по командам от расположенного внутри емкости терморегулятора 2. В качестве терморегулятора может быть использован, например герметичный узел, состоящий из термочувствительного элемента и камеры, отделенной от атмосферы упругим телом, выПолняющим роль мембраны. Термочувствительный элемент может быть выполнен в виде погруженного в жида:ую среду герметичного баллона, содержащего легко испаряющуюся жидкость. Мембрана является исполнительным элементом и приводит в действие электрический переключатель сотскакивающими контактами 3 ., Указанные устройства требуют существенных затрат энергии на перемешивание жидкой среды и усложнения конструкции емкости для обеспечения пожарной безопасности.- , Известен смеситель, называемый прибором Бернарди, содержащий полые повоторные лопасти, шарнирно закрепленные одним концотл на горизонтальной оси, и камеры, содержащие легко испаряющуюся жидкость, например,- серный эфир, закрепленные на противопояожHtjx концах лопастей и сообщающиеся между собой. Серный эфир в .нижних, погруженных в жидкую среду, камерах испарйется. Пары по каналам в лопастях переходят в верхние камеры, охлаждаемые снаружи холодньм газом, например, воздухом, .и в них конденсируются. Под влиянием веса сконденсировавшегося серного эфира лопасти поворачиваются вокруг.горизонтальной оси и занимают новое положение, при котором в жидкой среде оказываются п груженными камеры с конденсаторами 4 . . Для перемешивания среды в емкости этого смесителя необходимы посторонний источник холодного газа и система охлаждения камер в пространстве над зеркалом жидкости. Цель изобретения упрощение и по вышение надежности конструкции смесителя за счет устранения посторонних источников энергии, необходимых для перемешивания жидкой среды. Это достигается тем, что всмесителе для перемешивания жидкой среды при .температурном расслоении, содерж щем корпус, горизонтальную ось, на которой шарнирно закреплены позоротные лопасти с расположенными на концах камерами с легко испаряющейся жидкостью, лопасти снабжены теплообменными пластинами и противовесом, закрепленным на шарнире, а камера с легко испаряющейся жидкостью снабжена подпружиненным поршнем и кинематически соединенным с ним сильфоном Один конец которого герметично закреплен на внутренней стенке камеры, а с целью предотвращения колебаний лопастей, погруженных в жидкую среду, последние снабжены магнитной за щелкой, причем усилие магнитной защелки выбирается меньше силы тяжест действующей на поршень, но больше силы трения лопастей при их движени в жидкой среде. На фиг. 1 изображ н схематично предложенный смеситель, вертикальны разрез; на фиг. ii - разрез А-А на фиг. 1. Смеситель содержит емкость 1, по груженнБге в жидкую среду, заполняющую емкость 1, поворотные лопасти 2 шарнирно закрепл:енные оДйим концом на установленной в емкости 1гори-: зонтальной оси 3 и сбалансированные противовесом 4. На поворотных лопас тях 2 закреплены имеющие по ходу дв жения обтекаемую форму теплообменны пластины 5 и герметичные камеры G с легко испаряющейся жидкостью, приче при фиксированном положении поворот ных лопастей 2 хотя бы одна пара из теплообменной пластины 5 и камеры 6 , погружена в верхний слой жидкой сре ды, другая пара - в нижний слой. Дл иксации лопастей 2 служит магнит aя защелка 7, неподвижно закрепленая в нижней части емкости 1, ответные части 8 которой установлены на свободных концах поворотных лопастей 2. Теплообменная масса пластин Ь является одновременно теплоносителем, поэтому пластины должны быть изготовлены из-материала j:; высокими значениями удельной теплоемкости и отноения коэффициента теплопроводности к плотности (например, из алюминия, бериллия, магния). Камера 6 выполнена герметичной и содержит подпружиненный поршень 9, выполненный, например/ из вольфрама и связанный через передаточное звено 10 с торцом сильфона 11. Сильфон 11 закреплен на внутренних стенках камеры б таким образом, что совместно с ними образует замкнутую полость 12 для легко испаряющейся жидкости. Заданная длительность теплообмена пластин 5 с жидкой средой обеспечивается, например,:путем нанесения на наружную поверхность камеры 6 слоя теплоизоляции из пеноматериала. Для перемешивания жид1сой среды в емкость, полузаглубленную в грунтовой массив, как это показано на фиг. 1, помещаю смеситель, содержащий, например, две поворотные лопасти 2. В теплый период года, когда температура воздуха в приземном слое атмосферы BbEue температуры грунта, емкость прогревается сверху и конвективные потоки в жидкой среде не образуются, что приводит к застою и расслоению жидкой среды. Смеситель в этом случае обеспечивает перёмешивание жидкой среды следующим образом. Нагреваясь легко испаряющаяся жидкость в полости 12 верхней камеры б газифицируется , вследствие чего СИЛЬФОН 11 сжимается и своим торцом воздействует на передаточное звено.10, тем самьм. перемещая в крайнее положение подпружиненный поршень 9. Вследствие перемещения поршня 9 крутящий момент, создаваемый поршнем У относительно горизонтальной оси 3, увеличивается и преодолевает величину крутящего момента, создаваемого магнитной защёлкой 7, поэтому лопасти 2 поворачиваются относительно оси 3 и занимают новое положение, в котором и фиксируются, так как ответная часть 8 вновь входит во взаимодействие с магнитной защелкой 7..Бывшая ранее верхней теплообменнан пластина 5, уже аккумулировавшая тепло и Верхний СЛОЙ жидкой среды, .занимает нижнее положение и вступает в теплообмен с более холодньми нижними слоями, возбуждая гравитационную конвекцию в емкости 1. Одновременно бывшая ранее нижней относительно холодная теплоорменная плас