Виброструйный перемешиватель и разжижитель вязких жидкостей и суспензий

 

Изобретение относится к устройствам, применяемым в различных технологических процессах для перемешивания, разжижения жидкостей и суспензий. Корпус устройства выполнен в виде правильной многоугольной призмы. Рабочий орган выполнен в виде нескольких подпружиненных пружинами пластин с подковообразными трапецеидальными отверстиями, являющихся якорями электромагнитов вибропривода, каждая из которых установлена с другой стороны перегородки напротив магнитопровода. Расстояние от перегородки до якорей выполнено не меньше, чем амплитуда колебаний якорей в жидкой среде с собственной частотой, равной частоте напряжения питания электромагнитного вибропривода. Каждая пластина расположена на грани корпуса и закреплена на большем плече пружины, выполненной в виде несимметричной полукруглой скобы, причем отношение длины большего плеча пружины к радиусу ее закругления должно быть не меньше трех. Технический результат состоит в увеличении производительности и долговечности устройства. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам, применяемым в различных технологических процессах перемешивания, разжижения жидкостей и суспензий.

Известна конструкция виброструйного перемешивателя и разжижителя (SU 925375 А, кл. В 01 F 13/08, 1980), содержащий электромагнитный вибропривод, отделенный перегородкой от рабочего органа в виде нескольких симметрично расположенных пластин с отверстиями, являющихся якорями электромагнитного вибропривода, каждая из которых установлена с другой стороны перегородки напротив магнитопровода, при этом катушки электромагнитов соединены с источником тока с возможностью одновременной работы только одной половины якорей.

Недостатком данного устройства является низкая производительность, обусловленная, во-первых, неоптимальностью формы и размеров отверстий в пластинах, и, во-вторых, отсутствием требования согласования частоты собственных колебаний рабочего органа и частоты питающего тока.

Наиболее близкой по технической сущности является виброструйный перемешиватель и разжижитель (RU, 2128547, C1, B 01 F 11/00, 10.04.1999), содержащий электромагнитный вибропривод, отделенный перегородкой от рабочего органа в виде нескольких подпружиненных плоскими пружинами пластин с подковообразными трапецеидальными отверстиями, являющихся якорями электромагнитов вибропривода, каждая из которых установлена с другой стороны перегородки напротив магнитопровода, расстояние от перегородки до якорей выполнено не меньше, чем амплитуда колебаний якорей в жидкой среде с собственной частотой, равной частоте напряжения питания электромагнитного вибропривода.

Недостатками известного устройства являются сравнительно невысокие производительность и долговечность. Невысокая производительность обусловлена, во-первых, расположением пластин в одной плоскости в непосредственной близости друг к другу, что значительно ограничивает объем захватываемой жидкости при колебаниях каждой из пластин, и, во-вторых, недостаточно невысокими амплитудами колебаний пластин. Невысокая долговечность обусловлена применением плоских пружин, имеющих ограниченное количество циклов изгибающего нагружения (до 15•10⁶ циклов) до их вероятного разрушения, что соответствует времени наработки устройства не более 100 часов. Разрушение пластин происходит из-за максимальных деформаций в месте крепления плоских пружин при их работе.

Целью изобретения является повышение производительности и долговечности виброструйного перемешивателя и разжижителя.

Поставленная цель достигается тем, что корпус выполнен в виде правильной многоугольной призмы, каждая пластина расположена на грани корпуса и закреплена на большем плече пружины, выполненной в виде несимметричной полукруглой скобы, причем отношение длины большего плеча пружины к радиусу ее закругления должно быть не меньше трех.

Конструкция предлагаемого виброструйного перемешивателя и разжижителя приведена на фиг.1 - вид сбоку и фиг.2 - вид сверху. Виброструйный перемешиватель и разжижитель содержит корпус 1, выполненный в виде правильной многоугольной призмы (в примере - четырехугольная), магнитопроводы 2 электромагнитного вибропривода, катушки 3 электромагнитов, пружины 4 в виде несимметричной полукруглой скобы, на большем плече которых крепятся пластины-якори 5, перегородки 6, разделяющие якори 5 и внутреннюю полость корпуса 1, где расположены электромагниты, опору 7 для крепления пружин 4 к основанию 11 корпуса 1 и устройство ввода электропитания 9. В пластинах-якорях 5 выполнены подковообразные трапецеидальные отверстия 10. На виде сбоку фиг. 1 полное количество пластин-якорей 5, пружин 4 и опор 7 условно не показано.

Увеличение производительности в предлагаемом виброструйном перемешивателе и разжижителе происходит, с одной стороны, за счет расположения каждой пластины-якоря 5 на отдельной грани корпуса 1 в разных плоскостях, что приводит к увеличению объема захвата обрабатываемой жидкости при колебаниях каждой из пластин-якоря 5, а, с другой стороны, за счет увеличения амплитуды колебаний пластины-якоря 5, обеспечиваемой выполнением пружины 4 в виде несимметричной полукруглой скобы и закреплением пластины-якоря 5 на большем плече пружины, причем отношение длины большего плеча пружины к радиусу ее закругления должно быть не меньше трех. Выполнение пружины 4 такой формы и размеров позволило достичь существенно больших допустимых значений их изгиба по сравнению с плоскими пружинами, что в конечном счете и приводит к большей амплитуде колебаний пластины-якоря 5.

Увеличение долговечности виброструйного перемешивателя и разжижителя происходит за счет отсутствия деформаций в месте крепления пружины 4 к опоре 7. Отсутствие деформаций обеспечивается закреплением выполненной в виде полукруглой скобы пружины 4 к опоре 7 своим меньшим плечом. При таком закреплении вся деформация пружины 4 распределяется равномерно только на участке от А до Б. Отсутствие деформаций в месте крепления пружины 4 позволило значительно увеличить количество циклов ее изгибающего нагружения до 150•10⁶, что в свою очередь обеспечило увеличение срока наработки устройства до 500 часов.

Виброструйный перемешиватель и разжижитель жидкостей и суспензий работает следующим образом. Устройство полностью погружают в технологическую жидкость. На катушки 3 электромагнитного вибропривода по устройству ввода электропитания 9 через диод подается напряжение переменного тока. При поступлении пропускаемой диодом полуволны напряжения переменного тока на катушки 3 электромагнитов по ним протекает ток, пластины-якори 5 под действием электромагнитной силы притягиваются через перегородки 6 к магнитопроводам 2, пружины 4 деформируются. При этом технологическая жидкость, находящаяся под пластинами-якорями 5, сжимается и под большим давлением выталкивается через отверстия 10 в направлении от корпуса, образуя поток 8. Во второй полупериод, когда диод не пропускает ток, ток по катушкам 3 электромагнитов не протекает, электромагнитная сила равна нулю, пластины-якори 5 под действием силы упругости пружины 4 отходят от перегородок 6 и очередной объем технологической жидкости подтекает под пластины-якори 5. При постоянной подаче напряжения переменного тока на катушки 3 электромагнитного вибропривода пластины-якори 5 совершают колебания, формируя постоянный поток 8 технологической жидкости, тем самым перемешивая и разжижая ее. Частота напряжения переменного тока должна быть равна собственной частоте колебаний пластин-якорей 5 в жидкости.

Применение предлагаемого виброструйного перемешивателя и разжижителя жидкостей и суспензий позволяет существенно сократить потребление электроэнергии за счет реализации в нем резонансно-колебательного режима работы, характеризующимся малым потреблением энергии.

Формула изобретения

Виброструйный перемешиватель и разжижитель, содержащий корпус, электромагнитный вибропривод, отделенный перегородкой от рабочего органа в виде нескольких подпружиненных плоскими пружинами пластин с подковообразными трапециидальными отверстиями, являющихся якорями электромагнитов вибропривода, каждая из которых установлена с другой стороны перегородки напротив магнитопровода, расстояние от перегородки до якорей выполнено не меньше чем амплитуда колебаний якорей в жидкой среде с собственной частотой, равной частоте напряжения питания электромагнитного вибропривода, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде правильной многоугольной призмы, каждая пластина расположена на грани корпуса и закреплена на большем плече пружины, выполненной в виде несимметричной полукруглой скобы, причем отношение длины большего плеча пружины к радиусу ее закругления должно быть не меньше трех.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2