Мешалка

 

СООЗ СОВЕТСКИХ

OOWNCl

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1031.488

3459 В 01 F /16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3249946/23" 26 (22) 11,.02.81 (46) 30.07.83. Бюл. 1г 28 (72) В.И. Коссовский, И.А, Галимов, А.П.. Гребенник, д.С. Скворцов и И.А. Товтин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам

{53) 66.063(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 394074, кл. В 01 F 5/16, 1979

2. Авторское свидетельство СССР

11 648249, кл. В 01 F 5/16, 1974.

3. Патент Германии и 569552, кл. 12е 4/01, 1933. (54)(57) МЕШАЛКА, содержащая ступицу, выполненные в виде усеченных полых конусов покровные диски, конические или цилиндрические направляющие кольца, закрепленные на меньших основа1 ниях покровных дисков, установленные на приводном валу наклонные ло" пасти, размещенные в полостях конусов, и.направляющие лопасти, жестко закрепленные между покровными дисками у их больших оснований, о т л ичающая с я тем, что, с целью повышения эффективности работы мешалки за счет интенсификации перемешивания потоков жидкости внутри мешалки, наклонные лопасти установ" о лены под углом 10-45 к горизонтали и жестко прикреплены к внутренней по- а верхности направляющих колец, а отношение меньшего диаметра покровного диска к его большему основанию со-. ставляет 0,4-0,8.

Ием ниже затраты энергии, тем эффек" тивнее работает мешалка.

Наиболее близкой к предлагаемой является мешалка, включающая ступицу, гюкровные диски, направляющие кольца, закрепленные на валу наклонные лопасти и жестко закрепленные между покровными дисками направляющие лопас" ти (3)

Недостатки указанной мешалки заключаются в том, что неподвижные конические диски и перегородки сжимающего напорного аппарата создают гидродинамическое сопротивление на выходе иэ мешалки, поэтому у нее мал эффективный радиус перемешивания жидкости в емкости, что и требует применения дополнительного направляющего корпуса. Это значительно усложняет конструкцию аппарата и увеличивает ее металлоемкость.

Цель изобретения - повышение эффективности работы мешалки за счет интенсификации перемешивания потоков жидкости внутри мешалки, Поставленная цель достигается тем, что в мешалке, содержащей ступицу, выполненные в виде усеченных полых конусов покровныа диски, конические или цилиндрические направляющие кольца, закрепленные на меньших основа ниях покровных дисков, установленные на приводном валу наклонные лопасти, размещенные в полостях конусов, и направляющие лопасти, жестко закрепленные между покровными дисками у их больших оснований, наклонные лопасти установлены под углом 10-45 к горизонтали и жестко прикреплены к внутренней поверхности направляющих колец, а отношение меньшего диаметра покровного диска к его большему основанию составляет 0,4-0, 8.

Повышение эффективности работы мешалки достигается тем, что дополнительные лопасти создают втречные осевые потоки жидкости, которые, сталкиваясь друг с другом, интенсивно перемешиваются и отбрасываются центробежной силой, создаваемой основными лопастями, sa пределы мешалки.

На фиг. l схематично изображена мешалка, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вариант выполнения мешалки с дополнительными коническими кольцами; на фиг. 4то же, с дополнительными цилиндрическими кольцами, 1 1031488 2

Изобретение относится к перемешивающим устройствам для приготовления смесей типа жидкость-жидкость, жидкость-порошкообразный материал, в частности суспензий и эмульсий, и может быть исгюльзовано в различных областях химической, микробиологической, пищевой, нефтяной и газовой промышленностях для приготовления буровых растворов при бурении скважин.

Известна турбинная мешалка, содержащая ступицу, элемент для крепления лопастей, выполненный в виде дис" ка, лопасти, закрепленные по пери.ферии диска 1 ).

Данное устройство обладает следующим недостатком: жидкости, находящиеся в объемах над разделительным диском и под ним, перемешиваются практически независимо друг от друга, что снижает эффективность перемешивания, Известна также закрытая турбинная мешалка, содержащая ступицу, элемент для крепления лопастей, выполненный в виде разделительного диска, лопасти, расположенные по периферии диска, покровные диски в виде усеченных полых конусов, закрепленные на этих лопастях, и дополнительные лопасти, наклонно установленные по обе стороны разделительного диска (2 ).

Недостатки известного устройства заключаются в следующем: жидкость, засасываемая лопастями из зоны, расположенной над мешалкой, практически .не перемешивается с жидкостью, заса" сываемой иэ зоны, расположенной под мешалкой из-за наличия разделитель" ного диска. Процесс перемешивания происходит лишь на выходе иэ мешалки.

Поэтому при описании процессов перемешивания турбинными мешалками и при моделировании укаэанных процессов считается, что жидкости, находящиеся в объемах над мешалкой и под ней, 4« перемешиваются независимо друг от друга. Перемещение жидкости из зоны над мешалкой в зону под мешалкой про" исходит случайным образом и поэтому требуется длительное время для полу- «О чения раствора (смеси) с заданной степенью однородности, Это и обусловли" вает низкую эффективность работы та» ких и аналогичных им мешалок, Под эффективностью понимается количество 55 затраченной энергии .на перемешивание до заданной степени однородности единицы объема (массы) раствора (смеси).

3 1031

Иешалка содержит ступицу 1, покровные диски 2 и 3, выполненные в виде пустотелых усеченных конусов,,между которыми.,закреплены направляю, щие лопасти 4, наклонные лопасти 5 и 6,. прикрепленные одним концом к ступице, .а другим к меньшим основа" ниям покровных дисков 2 и. 3, причем лопасти 5 создают осевой поток, направленный вниз, лопасти 6 - осевой,. 1g поток, направленный вверх.

Лопасти, как вариант исполне"

:ния, могут быть закреплены на внутренней поверхности дополнительных конических 7 или цилиндрических 8 колец, прикрепленных к-наружной по" верхности покровных дисков, Устройство работает следующим об.разом. 20

При вращении .мешалки жидкость за" сасыаается верхними дополнительными лопастями из области -над мешалкой, а нижними - из области под мешалкой в камеру мешалки, образованную покровными дисками.

Встречные потоки сталкиваются друг с. другом,- интенсивно перемешиваются и выбрасываются под действием цент30 робежной;силы, создаваемой основны» ми лопастями, из мешалки. В результате происходит быстров и качественное перемешивание всего объема раствора (смеси) в емкости, сокращается вре" мя перемешивания, а следовательно, повышается эффективность работы мешалки.

488 ф

Лабораторные исследования, npole" денные на макете, показали, что при углах наклона дополнительных лопасо о тей менее 10 и более 45 резко снижается насосная производительность мешалки и, как результат, увеличивается время перемешивания жидкости.

При отношении диаметра отверстия меньшего основания покровного диска к диаметру мешалки В 1 0,4 дополни-. тельные лопасти подают жидкости меньше, чем этого требуется ля основных лопастей, и вместо того, чтобы создавать дополнительный подпор в камере мешалки, становятся местными сопротивлениями, что Снижает насосную производительность мешалки.

При отношении В ) 0,8 жидкость сла" бо отбрасывается основными лопастями мешалки, что уменьшает эффективный радиус действия мешалки и ухудшает перемвшивание жидкости в емкости. 8. конечном итоге это снижает эффективность работы мешалки. применение дополнительных конических или цилиндрических направляющих. колец несколько повьеает интен-. сивность перемешивания за счет увели" чения осевого напора, создаваемого дополнительными лопастями..

Таким образом, применение дополнительных наклонных лопастей, закрепленных одним концом на ступице, а другим на наружной поверхности диска, позволяет. интенсифицировать процесс перемешивания, повысить эффективность, ве работы.

1031488

Составитель Э. Скачкова

Техред О.Неце. Корректор В. Гирняк

Редактор Н. Кешеля

Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/g

Заказ 5259/4

Филиал Ililll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4