Перемешивающее устройство непрерывного действия

Изобретение относится к перемешивающему оборудованию и может использоваться в пищевой и химической промышленности. Перемешивающее устройство непрерывного действия содержит реактор и рабочие органы, выполненные в виде лопастных колес. На оси реактора размещена неподвижная стойка, на которой смонтированы лопастные колеса с возможностью их вращения относительно неподвижной стойки и лопасти которых наклонены под углом к плоскостям колес зеркально по отношению к углу наклона лопастей смежных колес. При этом на верхних плоскостях лопастных колес радиально и симметрично по отношению к лопастному колесу установлено не менее четырех вертикальных рам, в которых под углом к указанной раме размещены вертикальные направляющие пластины. На смежных рамах каждого из лопастных колес направляющие пластины установлены зеркально, а лопастные колеса размещены на неподвижной стойке с интервалом, охватывающим весь объем перемешиваемой среды, причем внешние концы лопастей жестко закреплены на внешнем ободе колеса. Изобретение позволяет снизить энергоемкость процесса перемешивания и обеспечить герметичность реактора. 2 ил.

 

Изобретение относится к перемешивающему оборудованию и может использоваться в пищевой и химической промышленности для получения однородной смеси, состоящей из нескольких жидких компонентов либо для интенсификации процессов тепломассообмена, происходящих в перемешиваемой среде.

Известны перемешивающие устройства, состоящие из реактора (корпуса) и рабочих органов ленточного, шнекового, турбинного, якорного, рамного или лопастного типов, приводимых во вращательное движение при помощи приводных устройств различного вида (Э.А. Васильцов, В.Г. Ушаков «Аппараты для перемешивания жидких сред. Справочное пособие. Машиностроение, Ленинградское отделение, - 1979 г. Стр. 40-52). Эти устройства имеют ряд недостатков, к основным из которых относятся затраты энергии на привод рабочих органов, недостаточная герметичность реактора, низкая однородность получаемых смесей, а также недостаточная интенсивность процессов тепломассообмена.

Наиболее близок по конструкции к заявляемому устройству пульсационно-центробежный смеситель (патент RU №2379098 С1, опубл. 20.01.2010 г.), состоящий из корпуса, по окружности которого установлено шесть узких отражательных перегородок, жестко закрепленных на внутренней поверхности корпуса, либо шесть широких поворотных отражательных перегородок с фиксацией в рабочем положении, при этом широкие рабочие поверхности отражательных перегородок частично располагаются между мешалками, содержащими ступицу и лопасти, каждая из которых выполнена в виде криволинейной поверхности, полученной вращением образующей, являющейся отрезком прямой линии, вокруг оси мешалки так, чтобы ближний к оси конец отрезка перемещался по цилиндрической поверхности ступицы, а удаленный от оси конец отрезка перемещался по траектории, лежащей на воображаемой цилиндрической поверхности, соосной валу таким образом, чтобы вертикальное смещение конца отрезка от срединной плоскости мешалки соответствовало расчетной формуле.

Недостатками такой конструкции являются расход энергии на приведение рабочих органов смесителя во вращательное движение, наличие отверстия в корпусе для размещения приводного вала мешалок, что приведет к разгерметизации корпуса смесителя при износе уплотнительного устройства, сложен при изготовлении профиль лопастей мешалок, а турбулентность перемешиваемой среды, получаемая за счет принудительного вращения рабочих органов, приводит к повышенному расходу энергии, а также к нежелательному разрушению частиц перемешиваемого продукта с выделением в раствор вредных компонентов.

Задачей изобретения является упрощение конструкции перемешивающего устройства и интенсификация процессов тепломассообмена, происходящих в перемешиваемой среде.

Техническим результатом является снижение энергоемкости процесса перемешивания и обеспечение герметичности корпуса смесителя.

Технический результат достигается тем, что в перемешивающем устройстве непрерывного действия, содержащем реактор и рабочие органы, выполненные в виде лопастных колес, на оси реактора размещена неподвижная стойка, на которой установлены лопастные колеса с возможностью их вращения относительно неподвижной стойки и лопасти которых наклонены под углом к плоскостям колес зеркально по отношению к углу наклона лопастей смежных колес, при этом на верхних плоскостях лопастных колес радиально и симметрично по отношению к лопастному колесу установлено не менее четырех вертикальных рам, в которых под углом к указанной раме размещены вертикальные направляющие пластины, причем на смежных рамах каждого из лопастных колес направляющие пластины установлены зеркально, а лопастные колеса размещены на неподвижной стойке с интервалом, охватывающим весь объем перемешиваемой среды, причем внешние концы лопастей жестко закреплены на внешнем ободе колеса.

Использование такой конструкции перемешивающего устройства позволяет снизить энергозатраты на процесс перемешивания, обеспечить герметичность реактора, повысить однородность получаемой смеси компонентов и интенсифицировать процессы тепломассообмена за счет того, что направления вращений смежных лопастных колес противоположны вследствие зеркального наклона лопастей каждого из колес, кроме того, направляющие пластины, установленные в вертикальных рамах, расположенных на верхних плоскостях каждого из лопастных колес, также расположены под углом к радиальным рамам зеркально по отношению к смежным рамам. Кроме того, исключена турбулизация смеси компонентов, приводящая к нежелательному разрушению частиц перемешиваемого продукта с выделением в раствор вредных компонентов.

Таким образом, совокупность существенных признаков изобретения способствует достижению желаемого технического результата.

Предлагаемое изобретение поясняется рисунками, на которых изображены общий вид устройства (Фиг. 1) и его поперечное сечение (Фиг. 2).

Перемешивающее устройство непрерывного действия содержит реактор 1, загрузочные патрубки 2, неподвижную стойку 3, внешний обод 4 лопастных колес 5 с лопастями 6, ограничители 7, выпускной патрубок 8, вертикальные рамы 9, направляющие пластины 10.

Предлагаемое перемешивающее устройство непрерывного действия работает следующим образом. Компоненты смеси по загрузочным патрубкам 2 под давлением поступают в реактор 1 и затем, попадая на наклонные поверхности лопастей 6 лопастных колес 5, приводят их во вращательное движение. Так как углы наклона лопастей 6 смежных лопастных колес 5 выполнены зеркально по отношению к друг другу, то смежные лопастные колеса 5 будут вращаться в противоположных направлениях, что обеспечивает перемешивание компонентов смеси при их вертикальном перемещении. При этом смешиваемые компоненты, проходя через лопастные колеса 5, попадают на направляющие пластины 10, установленные в вертикальных рамах 9 на каждом из лопастных колес 5, что приводит к смешиванию компонентов смеси в горизонтальной плоскости, так как направляющие пластины 10 на смежных вертикальных рамах 9 выполнены зеркально таким образом, что потоки компонентов смеси одними направляющими пластинами 10 направляются к неподвижной стойке 3, а другими направляющими пластинами 10, установленными на смежных вертикальных рамах 9 данного лопастного колеса, направляются к стенкам реактора 1. Степень однородности получаемой смеси компонентов и производительность перемешивающего устройства регулируются за счет изменения перепада давления перешиваемых компонентов смеси на входе и выходе из реактора.

Перемешивающее устройство непрерывного действия, содержащее реактор и рабочие органы, выполненные в виде лопастных колес, отличающееся тем, что на оси реактора размещена неподвижная стойка, на которой установлены лопастные колеса с возможностью их вращения относительно неподвижной стойки и лопасти которых наклонены под углом к плоскостям колес зеркально по отношению к углу наклона лопастей смежных колес, при этом на верхних плоскостях лопастных колес радиально и симметрично по отношению к лопастному колесу установлено не менее четырех вертикальных рам, в которых под углом к указанной раме размещены вертикальные направляющие пластины, причем на смежных рамах каждого из лопастных колес направляющие пластины установлены зеркально, а лопастные колеса размещены на неподвижной стойке с интервалом, охватывающим весь объем перемешиваемой среды, причем внешние концы лопастей жестко закреплены на ободе колеса.