Перемешивающее устройство

Изобретение относится к оборудованию химической промышленности и может быть использовано в пищевой, фармацевтической отраслях промышленности. Перемешивающее устройство содержит сосуд 1, мешалку, образованную постоянным магнитом 11, валом 7 и установленными в несколько ярусов лопастями 8, электромагниты 13 привода, вмонтированные в канавки днища 12. Вал 7 соединен с имеющей возможность вращения крышкой 2 гибкой связью, образованной установленными крест-накрест пружинами 5. Ярусы лопастей 8 также соединены между собой гибкой связью из установленных крест-накрест пружин 9. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, где требуется интенсивное перемешивание во всем объеме аппарата и высокая чистота продукта.

Известно перемешивающее устройство, содержащее корпус, вал с перемешивающим средством на свободном конце, шарнирно соединенный с вращающимся приводным валом, ограничитель углового отклонения вала, состоящий из двух взаимодействующих между собой элементов, один из которых выполнен в форме тора и установлен концентрично валу на стенке корпуса, а другой элемент выполнен в виде упругих прутков, закрепленных на конце вала и взаимодействующих с тором (1).

Такое выполнение аппарата позволяет резко интенсифицировать процесс перемешивания, так как мешалка с шарнирным креплением вала вращается не только вокруг своей оси, но и совершает конусообразное прецессионное движение, обеспечивая равномерное интенсивное перемешивание реакционной среды во всем объеме аппарата. Это является необходимым условием увеличения производительности аппарата.

Однако, известному устройству присущи следующие недостатки. Во-первых, конструкция используемого привода затрудняет герметизацию реакционного объема от окружающей среды, приводит к загрязнению получаемого продукта. Отрицательно влияет на чистоту продукта наличие пары трения (шарнир), так как при ее работе выделяются продукты износа, попадающие в зону реакции. Во-вторых, эффективность известного перемешивающего устройства падает с повышением вязкости среды. Чем больше вязкость, тем на меньший угол отклоняется вал.

Известно перемешивающее устройство, обеспечивающее чистоту продукта, получаемого за счет устранения трущихся деталей в жидкости и изоляции внутреннего объема от окружающей среды. Это устройство содержит емкость с крышкой, магнитный привод, образованный постоянным магнитом, установленным с возможностью вращения под дном емкости, мешалку, выполненную в виде шарообразного поплавка с вмонтированным внутри него в нижней части стержнем из ферромагнитного материала и стержня с лопастями и коническим опорным хвостовиком в верхней части, упирающимся в крышку (2). Этому перемешивающему устройству присуща низкая надежность, обусловленная тем, что при отклонении оси мешалки от вертикали подъемная сила поплавка может вывернуть опорный хвостовик из опоры в крышке и мешалка выйдет из строя.

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому результату является перемешивающее устройство, содержащее сосуд, внутри которого установлена с возможностью свободного вращения мешалка из магнитного материала, а снаружи пары магнитов с сердечниками, продольные оси которых размещены в плоскости вращения мешалки, причем сами сердечники замкнуты магнитным ярмом и соединены с радиально расположенными полюсными наконечниками (3).

Установка магнитов снаружи сосуда и радиальное расположение сердечников в плоскости вращения мешалки приводит к резкому увеличению габаритов перемешивающего устройства. Кроме этого, в прототипе для повышения эффективности перемешивания увеличены размеры лопастей мешалки, которые практически перекрывают по своей высоте сечение сосуда. Большие размеры лопастей обуславливают большое сопротивление вращения, особенно в начальный момент перемешивания, что делает необходимым использование мощных электромагнитов, приводящих к увеличению габаритов устройства.

Целью изобретения является уменьшение габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном перемешивающем устройстве, содержащем сосуд, мешалку, включающую постоянный магнит и лопасти, образованный электромагнитами привод, согласно изобретению электромагниты привода вмонтированы в днище сосуда по концентрическим окружностям, мешалка снабжена дополнительными лопастями, а сами лопасти расположены в несколько соединенных между собой гибкой связью ярусов и закреплены на валу, соединенном посредством гибкой связи с закрывающей сосуд и имеющей возможность вращения крышкой.

Предложено также гибкие связи выполнять из пар, установленных крест-накрест пружин, а пружины смежных пар сориентировать взаимоперпендикулярно.

Кроме того, согласно изобретению между крышкой и торцевой стенкой сосуда помещен подшипник качения.

Отличительные от прототипа признаки являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе с ограничительными достаточны для достижения поставленной цели. Так установка электромагнитов в днище сосуда исключает рассеивание электромагнитной энергии в окружающее пространство. Благодаря этому отпадает необходимость в ярме и металлической оболочке, которые существенно увеличивают габариты перемешивающего устройства.

Установка электромагнитов по концентрическим окружностям позволяет снизить мощность электромагнитов а, как следствие, уменьшить их габариты. Действительно, в прототипе в начальный момент вращения необходимо прикладывать большие усилия, чем в заявляемом перемешивающем устройстве. Это обусловлено следующим. В прототипе из-за больших размеров лопастей мешалки, практически перекрывающих по своей высоте поперечное сечение сосуда, в начальных момент вращения необходимо сдвигать с места сразу значительную массу перемешиваемой среды, что требует больших усилий. В заявляемом же решении сначала приходят в движение только те слои перемешиваемой среды, которые непосредственно примыкают к лопастям. Объемы и масса перемешиваемой среды в этих слоях невелики, так как в первый момент вращения работают электромагниты центрального самого маленького кольца, и мешалка вращается вокруг своей оси. По мере увеличения скорости мешалки последовательно включаются в работу электромагниты колец больших диаметров. Вращение мешалки переходит в конусообразное прецессионное движение, обеспечивающее интенсивное перемешивание. Введение дополнительных лопастей и расположение их в несколько ярусов направлено на повышение интенсивности перемешивания. Дополнительные лопасти увеличивают суммарную площадь лопастей. Однако, усилие, необходимое для вращения мешалки, возрастает не пропорционально увеличению суммарной площади лопастей, а в меньшей степени. Это обусловлено тем, что, как уже отмечалось, максимальное усилие, прикладываемое к мешалке, определяется усилием сдвига ее с места. А в заявляемом решении благодаря гибкой связи между ярусами лопасти приходят в движение поочередно, начиная с нижнего яруса, соединенного с постоянным магнитом, следовательно, усилия сдвига лопастей ярусов не суммируются, так как они распределены повремени.

Гибкая связь вала с крышкой и установка крышки на подшипнике вращения обеспечивают возможность прецессионного вращения мешалки, чем достигается повышение интенсивности перемешивания без увеличения суммарной площади лопастей мешалки.

Из отличительных от прототипа признаков известными являются введение дополнительных лопастей и установка лопастей в несколько ярусов (а.с. СССР №175039).

Остальные же отличительные признаки в исследованных аналогах не обнаружены, следовательно, заявляемое перемешивающее устройство отвечает критерию «существенные отличия».

На чертеже изображен продольный разрез заявляемого устройства.

Перемешивающее устройство содержит металлический сосуд 1, закрываемый крышкой 2, которая установлена на подшипнике вращения 3. Крышка 2 выполнена с крепежным выступом 4, к которому посредством гибкой связи, образованной двумя парами установленных крест-накрест пружин 5 и промежуточным крепежным элементом 6, присоединен вал 7 мешалки. Пружины 5 разных пар сориентированы взаимоперпендикулярно. На нижнем конце вала 7 установлены расположенные в три яруса лопасти 8 мешалки. Верхний ярус лопастей 8 жестко закреплен на валу 7. Нижние два яруса лопастей 8 связаны с валом 7 гибкой связью, образованной двумя парами установленных крест-накрест пружин 9 и промежуточным элементом 10. Причем пружины 9 верхней пары сориентированы перпендикулярно к пружинам нижней пары. Нижний ярус лопастей 8 жестко связан с постоянным магнитом 11. В днище 12 корпуса 1 проточены концентрические канавки, в которых установлены электромагниты 13, покрытые неметаллическим изолирующим материалом. Днище 12 изготовлено из металла. Электромагниты электрически подключены к управляющему устройству (на чертеже не показано).

Работает перемешивающее устройство следующим образом.

Сначала управляющее устройство попеременно включает электромагниты 13 центральной канавки днища 12, создавая в ней направленное вращение магнитного поля. Причем частота вращения направленного магнитного поля должна быть заведомо меньше частоты срыва вращения мешалки. Вместе с магнитным полем электромагнитов 13 вращается постоянный магнит 11. При этом, в первую очередь, вместе в магнитом 11 в движение приходят лопасти 8 нижнего яруса. Затем начинают двигаться лопасти 8 среднего яруса и, в последнюю очередь, лопасти верхнего яруса вместе с валом 7. Время задержки вращения лопастей 8 среднего и верхнего ярусов определяется временем деформации пружин 9, соединяющих ярусы лопастей между собой. После набора мешалкой скорости устройство управления автоматически включает электромагниты 13 канавки, имеющей больший диаметр, и одновременно отмечает электромагниты, стоящие в центральной канавке. Постоянный магнит 11 переходит на ту канавку, электромагниты 13 которой включены, и начинает двигаться вдоль этой канавки вслед за изменяющимся магнитным полем. При этом вал 7 отклоняется от вертикальной оси и начинает совершать прецессионные движения. Угол прецессии регулируют подключением электромагнитов 13 необходимой канавки. Отклонение вала 7 от вертикали обеспечивается деформированием пружин 5 верхней гибкой связи.

Благодаря исключению из конструкции ярма и металлической оболочки и благодаря снижению мощности электромагнитов заявляемое решение по сравнению с прототипом имеет, примерно в два раза меньшие габариты. При одинаковых объемах перемешиваемой среды.

Возможность регулирования угла прецессии повышает универсальность перемешивающего устройства за счет использования его для перемешивания сред с различной вязкостью. Кроме того, предлагаемое решение по сравнению с прототипом обеспечивает более стерильные условия перемешивания, так как в отличие от прототипа не имеет пар трения, помещенных в перемешиваемую среду.

Источники информации:

1. А.с. СССР №1327948, М. кл. B01F 13/04, 1986 г.

2. А.с. СССР №175039, М. кл. B01F 13/04, 1964 г.

3. А.с. СССР №1389831, М. кл. B01F 13/04, 1986 г.

1. Перемешивающее устройство, содержащее сосуд, мешалку, включающую постоянный магнит и лопасти, образованный электромагнитами привод, отличающееся тем, что с целью уменьшения габаритов электромагниты привода вмонтированы в днище сосуда по концентрическим окружностям, мешалка снабжена дополнительными лопастями, а сами лопасти расположены в несколько ярусов, соединенных между собой гибкой связью, и закреплены на валу, соединенном также посредством гибкой связи с закрывающей сосуд крышкой, имеющей возможность вращения.

2. Перемешивающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что гибкие связи образованы парами установленных крест-накрест пружин, а пружины смежных пар сориентированы взаимоперпендикулярно.

3. Перемешивающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что между крышкой и торцевой стенкой корпуса установлен подшипник качения.



 

Похожие патенты:

Смеситель // 2683755
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для смешивания сыпучих материалов с различным углом естественного откоса. Смеситель содержит привод, сужающийся книзу корпус с загрузочным и разгрузочным люками, расположенными соответственно вверху и внизу корпуса, перемещающееся устройство в виде шнека, расположенного вдоль образующей корпуса смесителя и соединенного с водилом, дополнительно содержит конический редуктор и мотор-редуктор, при этом конический редуктор соединен с приводом и с водилом, снабженным механизмом регулирования положения шнека относительно верхней части корпуса, включающим опору, установленную с возможностью перемещения относительно водила и соединенную со шнеком, а мотор-редуктор шарнирно соединен со шнеком и снабжен механизмом регулирования положения шнека относительно нижней части корпуса, выполненным в виде пары винт - гайка, винт которого установлен с возможностью перемещения относительно червячного колеса мотор-редуктора.

Изобретение относится к смесительному валу, содержащему держатель инструмента и смесительную лопатку, причем держатель инструмента имеет выемку, в которой фиксируется участок смесительной лопатки.

Изобретение предназначено для процессов перемешивания в гетерогенных системах: для суспендирования, гомогенизации суспензии, особенно в больших объемах, в том числе при особых требованиях по бережному перемешиванию, когда касательные напряжения в жидкости не должны превышать некоторый порог, допустимый с точки зрения предотвращения разрушения частиц, например, активного ила.

Изобретение относится к устройствам для смешивания и диспергирования порошкообразных нерастворимых материалов в жидкостях и может найти применение при изготовлении красок и различных паст.

Изобретение относится к устройствам для смешивания кормов. Смеситель кормов содержит корпус (1), внутри которого находится горизонтально расположенный ведущий вал (2) с вращающейся вместе с ним рамкой (3).

Изобретение относится к устройству для приготовления и охлаждения литейного формовочного песка. Устройство имеет смесительный бак и выполненный с возможностью вращения вокруг приводного вала смесительный инструмент, причем для подачи воздуха внутрь бака предусмотрен воздухопровод, смесительный инструмент имеет по меньшей мере две отстоящие друг от друга в вертикальном направлении смесительные лопасти, и по меньшей мере одна смесительная лопасть имеет смесительную пластину с наклоненной относительно горизонтали поверхностью, причем смесительный инструмент имеет по меньшей мере две отстоящие друг от друга по вертикали смесительные лопасти со смесительными пластинами, причем одна смесительная пластина, преимущественным образом самая верхняя смесительная пластина, имеет наклоненную вверх в направлении вращения смесительного инструмента поверхность.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания многокомпонентных смесей и может быть использовано преимущественно в химической и строительной промышленности, а также в других областях промышленной индустрии, где необходимо производство данного типа смесей.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания многокомпонентных смесей и может быть использовано преимущественно в химической и строительной промышленности, а также в других областях промышленной индустрии, где необходимо производство данного типа смесей.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания многокомпонентных смесей и может быть использовано преимущественно в химической и строительной промышленности, а также в других областях промышленной индустрии, где необходимо производство данного типа смесей.Вибрационный смеситель содержит камеру смешивания с окнами загрузки и выгрузки материалов соответственно, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания многокомпонентных смесей и может быть использовано преимущественно в химической и строительной промышленности, а также в других областях промышленной индустрии, где необходимо производство данного типа смесей.

Изобретение относится к бытовой кухонной электротехнике. Лопастный элемент расположен в контейнере с возможностью отсоединения и вращается для приложения внешней силы к объекту, подлежащему кулинарной обработке в контейнере.

Изобретение относится к областям энергетики и экологической защиты окружающей среды и может быть использовано в химической, энергетической, нефтегазодобывающей и других областях промышленности, в частности, для очистки промышленных и бытовых стоков.

Изобретение относится к областям энергетики и экологической защиты окружающей среды и может быть использовано в химической, энергетической, нефтегазодобывающей и других областях промышленности, в частности, для очистки промышленных и бытовых стоков.

Изобретение относится к способу непрерывного получения битумной эмульсии и к реактору для его осуществления. Предлагаемый способ включает смешение битума, воды и комплексного стабилизатора эмульсии до получения устойчивой эмульсии в реакторе, выполненном в виде цилиндрической немагнитной емкости с конусными переходами на входе и выходе для соединения с магистралями для подачи битума, водного раствора комплексного стабилизатора эмульсии и отвода готовой битумной эмульсии.

Изобретение относится к способу непрерывного получения битумной эмульсии и к реактору для его осуществления. Предлагаемый способ включает смешение битума, воды и комплексного стабилизатора эмульсии до получения устойчивой эмульсии в реакторе, выполненном в виде цилиндрической немагнитной емкости с конусными переходами на входе и выходе для соединения с магистралями для подачи битума, водного раствора комплексного стабилизатора эмульсии и отвода готовой битумной эмульсии.

Изобретение относится к аппаратам физико-химического воздействия на жидкие среды и может быть использовано в сельском, коммунальном хозяйстве, химической промышленности и других областях.

Настоящее изобретение относится к способу непрерывной растворной полимеризации каучуков, включающий подачу газожидкостной смеси, содержащей мономер или мономеры, растворитель, водород и отдельно приготовленный каталитический комплекс в первый и последующие реакторы при перемешивании реакционной массы, повышенных давлении и температуре, отвод полученного полимеризата, его промывку и дезактивацию каталитического комплекса, выделение крошки каучука, сушку и брикетирование, при котором в полимеризат, собранный для последующих операций и движущийся в ограниченном пространстве магистрали со скоростью 0,05-0,5 м/с, вводят дезактиватор, после чего полимеризат с дезактиватором в немагнитной цилиндрической емкости, встроенной в магистраль полимеризата, подвергают высокоскоростному воздействию движущихся анизотропных ферромагнитных тел, приводящихся в движение электромагнитным полем, формируемым индукторами электромагнитного поля, установленными снаружи на внешней трубе, охватывающей немагнитную цилиндрическую емкость, внутри объема которой осуществляют смешение сред и дезактивацию катализатора.

Настоящее изобретение относится к способу непрерывной растворной полимеризации каучуков, включающий подачу газожидкостной смеси, содержащей мономер или мономеры, растворитель, водород и отдельно приготовленный каталитический комплекс в первый и последующие реакторы при перемешивании реакционной массы, повышенных давлении и температуре, отвод полученного полимеризата, его промывку и дезактивацию каталитического комплекса, выделение крошки каучука, сушку и брикетирование, при котором в полимеризат, собранный для последующих операций и движущийся в ограниченном пространстве магистрали со скоростью 0,05-0,5 м/с, вводят дезактиватор, после чего полимеризат с дезактиватором в немагнитной цилиндрической емкости, встроенной в магистраль полимеризата, подвергают высокоскоростному воздействию движущихся анизотропных ферромагнитных тел, приводящихся в движение электромагнитным полем, формируемым индукторами электромагнитного поля, установленными снаружи на внешней трубе, охватывающей немагнитную цилиндрическую емкость, внутри объема которой осуществляют смешение сред и дезактивацию катализатора.

Изобретение относится к способам и аппаратам, использующим для обработки различного вида сырья энергию вращающегося постоянного магнитного поля, воздействующего на ферромагнитные элементы, которые непосредственно взаимодействуют с обрабатываемым сырьем, и может быть использовано в различных отраслях, преимущественно для гомогенизации суспензий и получения сверхтонких порошков.

Изобретение относится к машиностроению. Смеситель-дозатор с магнитожидкостными управляющими элементами предназначен для автоматического смешения компонентов в требуемых пропорциях и дозированной подачи их смеси.

Изобретение относится к смесительным устройствам для смешивания высокодисперсных и нановеществ и может быть использовано в сельскохозяйственной, химической, пищевой, нефтехимической и других отраслях промышленности. Роторно-вибрационный смеситель включает корпус, перемешивающий орган и вибратор, содержит крышку корпуса, перемешивающий орган, выполненный в виде пропеллера, установленного соосно над перемешивающим органом якорной формы, причем вибратор выполнен в виде направляющей поворотной гребенки. Изобретение обеспечивает повышение эффективности смешивания высокодисперсных и нановеществ, а следовательно, повышение качества готовой смеси за счет применения ультразвуковых колебаний в псевдоожиженном слое. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию химической промышленности и может быть использовано в пищевой, фармацевтической отраслях промышленности. Перемешивающее устройство содержит сосуд 1, мешалку, образованную постоянным магнитом 11, валом 7 и установленными в несколько ярусов лопастями 8, электромагниты 13 привода, вмонтированные в канавки днища 12. Вал 7 соединен с имеющей возможность вращения крышкой 2 гибкой связью, образованной установленными крест-накрест пружинами 5. Ярусы лопастей 8 также соединены между собой гибкой связью из установленных крест-накрест пружин 9. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх