Устройство для смешения

 

Изобретение относится к устройствам для смешения и позволяет упростить конструкцию, а также повысить надежность работы при снижении энергозатрат. Устройство для смешения содержит бак 1, снабженный размещенным над крышкой 2 вибратором 7 со штоком 12. Крышка выполнена в виде кольца 2 и эластичной мембраны 3 с закрепленным по ее центру жестким переходником 4 с уплотнением 5 для крепления штока 12. На нижнем конце штока посредством радиальных стоек 13 закреплен перфорированный стакан 14 с перфорированной крышкой 16, в котором расположен полый тор из упругого материала. Под крышкой закреплен перфорированный стакан 8 с тором 9, через центральное отверстие 17 которого свободно проходит шток. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

BudA

« .1 20

Д

23

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4469275/31-26 (22) 01.08.88 (46) 07.08.90. Бюл. № 29 (71) Институт механики АН УССР (72) В. Д. Лакиза, В. Н. Кичкин и В. А. Панихидин (53) 621.929.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1315330, кл. В 28 С 5/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам для смешения и позволяет упростить конструкцию, а также повысить надежность работы при снижении энергозатрат. Уст„„SU„„1583299 А 1 (5I) 5 В 28 С 5/00, В 01 F 11/00 ройство для смешения содержит бак 1, снабженный размещенным над крышкой 2 вибратором 7 со штоком 12. Крышка выполнена в виде кольца 2 и эластичной мембраны 3 с закрепленным по ее центру жестким переходником 4 с уплотнением 5 для крепления штока 12. На нижнем конце штока посредством радиальных стоек 13 закреплен перфорированный стакан 14 с перфорированной крышкой 16, в котором расположен полый тор из упругого материала.

Под крышкой закреплен перфорированный стакан 8 с тором 9, через центральное отверстие 17 которого свободно проходит шток. 2 3. и. ф-лы, 2 ил.

1583299

Изобретение относится к устройствам для перемешивания систем жидкость — газ, жидкость — жидкость — газ, жидкость — твердое тело — газ и может быть использовано в строительной, химической, микробиологической, пищевой и других отраслях промыш5 ленности.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы при снижении энергозатрат.

На фиг. 1 показано устройство для ð

; смешения; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Устройство для смешения содержит цилиндрический бак 1, имеющий герметично закрывающую его крышку 2 в виде кольца с эластичной мембраной 3, по центру которой герметично закреплен жесткий переходник 4 с уплотнением 5. На кольцеобразной крышке 2 в опорах 6 закреплен вибратор 7, установленный по центру бака

1. В последнем по вертикальной его оси 20 у крышки 2 размещен верхний перфорированный цилиндрический стакан 8 с упругим газонаполненньпл тором 9, жестко закрепленный на опорах 10, установленных равномерно на внутренней поверхности бака 1. Подвижный элемент 11 виоратора 7

25 жестко соединен с вертикальным штоком 12, на нижнем конце которого с помощью радиальных стоек 13 закреплен у днища бака 1 нижний перфорированный цилиндрический стакан !4 с упругим газонаполненным тором 15. При этом торы 9 и 15 размещены в стаканах 8 и 14 с зазором 4—

5 мм, которые снабжены перфорированными крышками 16 с центральными отверстиями

17, соизмеримыми и выполненными соосно с отверстиями 18 в днищах стаканов 8 и 14 и центральными отверстиями 19 торов 9 и 15, а шток 12 закреплен в переходнике с уплотнением 5 и свободно пропущен через центральные отверстия 17—

19 стакана 8 и тока 9 соответственно.

В верхней части бак 1 имеет смотровое 40 окно 20 с мерной риской 21 для контроля уровня жидкости. Бак 1 имеет также патрубки 22 и 23 соответственно для залива и слива смешиваемых жидкостей.

Устройство для смешивания работает следующим образом.

Бак 1 через патрубок 22 заполняют жидкостями, подлежащими смешению, до уровня, отмеченного мерной риской 21 на смотровом окне 20, что составляет 0,8 — 0,85 высоты бака 1. При этом верхний тор 9 О будет погружен в жидкость на глубину

0,5 — 0,6 своей высоты. При этом торы н столб жидкости между ними образуют колебательную систему жидкость — газ, собственная частота которой зависит от количества газа в торах и высоты столба жидкости между ними. Включают вибратор 7,; качестве которого может быть использова н вибростенд ВЭДС-10, и вибрационная нагруз4 ка от его подвижного элемента 11 посредством штока 12 передается нижнему стакану 14, который начинает совершать колебания в вертикальной плоскости с частотой, задаваемой вибратором 7, и амплитудой, равной амплитуде колебаний подвижного элемента 11. Вибрации стакана 14 передаются тору 15, размещенному с зазором внутри его, благодаря сжимаемости последнего происходит возбуждение его пространственных пульсаций. Затем, плавно увеличивая или уменьшая частоту возбуждения, задаваемую вибратором 7, обеспечивают настройку на резонансный режим пульсаций, соответствующий совпадению собственной частоты системы жидкость — газ и задаваемой частоты. Это сопровождается увеличением амплитуды пульсаций тора 15 в 6 — 7 раз по сравнению с амплитудой колебаний стакана 14, а также амплитуды колебаний столба жидкости, которые обеспечивают возбуждение интенсивных пространственных пульсаций верхнего тора 9. Пульсации газонаполненных торов представляют собой периодические (с частотой внешних вибраций) изменения его размеров, т. е. расширение и сжатие тора в соответствии с изменением знака динамического давления в жидкости. Поэтому торы размещены в перфорированных стаканах с зазором, немногим меньше его максимальной амплитуды пульсаций в резонансном режиме.

Возбуждение интенсивных резонансных пульсаций торов 9 и 15 обеспечивает грубое диспергирование жидкостей за счет их взаимодействия с внутренней поверхностью перфорированных стаканов 8 и 14. В условиях резонансных пульсаций торов 9 и 15 в жидкостях увеличивается в 3 — 4 раза гидродинамическое давление, приводящее к образованию кавитационных пузырьков вблизи пульсирующих торов, при всхлопывании которых происходит измельчение грубодиспергированных частичек жидкостей. Кроме того, одновременно с пульсациями упругие торы, свободно размещенные в цилиндрических стаканах, совершают осциллирующие движения — хаотические пространственные колебания относительно статического равновесия, сопровождающиеся микроударами торов о стенки стаканов. Такие микроудары способствуют диспергированию жидкости, а также образованию кавитационных пузырьков, что дополнительно обеспечивает повышение эффективности диспергирования жидкос-.ей, Интенсивное перемешивание всей массы жидкости в баке 1 обеспечивается возникающими в жидкостях пульсирующими струйными течениями, образующимися при выдавливании жидкостей торами 9 и 15 через мелкие и центральные отверг-ия 17 и 18 в стаканах 8 и 14. Кроме того, 1583299

Формула изобретения

Составитель A. Горба нь

Редактор А. Мотыль Техред А. Кравчук Корректор T. Малец

Заказ 2224 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01

5 интенсивные колебания столба жидкости вызывают возбуждение больших хаотических колебаний свободной поверхности жидкости, сопровождаемых ее разрушением. При уровнях заполнения, равных 0,8 — 0,85 высоты бака 1, происходит полное разрушение газовой полости над свободной поверхностью на большое количество газовых пузырьков диаметром 2 — 3 мм, которые под действием вибрационных сил резко устремляются вниз к днищу бака 1. Затем под воздействием струйных течений и вибрационных сил совершают интенсивное хаотическое движение во всем объеме смешиваемых жидкостей, при этом совершая пульсирующие и осциллирующие движения, что при таком уровне заполнения бака способствует интенсификации процесса перемешивания во всем

его объеме.

Колебания стакана 14 у днища бака 1 и струя жидкости, распространяющаяся из отверстия 17 стакана 14, порождают мощное течение, распространяющееся от центра днища к его периферии и далее по стенкам в верхние слои жидкостей, а взаимодействие колебаний эластичной мембраны 3, жестко связанной с колеблющимся штоком

12, и пульсирующей струи жидкости, выходящей из отверстия 17 верхнего стакана 8, также создает турбулентные течения, распространяющиеся вдоль крышки 2 и далее в нижние слои жидкостей, что позволяет исключить образование застойных зон в таком устройстве.

Использование устройства для смешения с вибратором, непосредственно связанным с нижним тором, свободно размещенным в перфорированном цилиндрическом стакане, позволяет упростить конструкцию предлага6 емого устройства и повысить его надежность, обеспечивая при этом высокую степень диспергирования обычно несмешиваемых жидкостей при снижении энергозатрат на 30 — 40Я.

1. Устройство для смешения, содержащее бак с герметичной крышкой, верхние

10 и нижние полые торы из упругого материала равных объемов, цилиндрические перфорированные стаканы, в которых размещены торы, при этом их внутренние диаметры ра вны диа метра м центральных отверстий стаканов, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы при снижении энергозатрат, оно снабжено вибратором со штоком, размещенным по центру бака над крышкой, выполненной в виде кольца и

20 эластичной мембраны с закрепленным по ее центру жестким переходником с уплотнением, и опорами, установленными на внутренней поверхности бака, на которых у крышки закреплен верхний стакан с тором, на нижнем конце штока посредством радиальных стоек закреплен нижний стакан с тором, при этом стаканы снабжены перфорированными крышками, а шток жестко закреплен в переходнике с уплотнением и свободно установлен в центральном отверстии верхнего стакана и внутреннем отверстии тора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что бак снабжен патрубками для залива и слива жидкостей.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем. что бак в верхней части снабжен смотровым окном с мерной риской уровня.