Устройство для перемешивания

 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и позволяет 1 повысить эффективность работы при I перемешивании систем, содержащих крупные исходные куски, брикеты, кипы ;твердой фазы в жидкой фазе. Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость с загрузочным отверстием, в которой на вертикальном валу расположены снабженные диспергирующими элементами радиальные балки.. Периферийные концы балок расположены в направляющих, вьтолненных на внутренней боковой поверхности емкости . Диспергирующие элементы вьтолнены в виде ножей,, размещенных вдоль и поперек балок, жестко прикрепленных к валу. Вал вьтолнен полым и снабжен центрирующей стойкой, уста новленной внутри него и закрепленной на днище емкости. Вал также снабжен соединенным с ним через шаровую пяту приводом возвратно-поступательного движения. Направляющие выполнены винтообразными с переменным углом подъема . При этом одна из балок под за- g грузочным отверстием снабжена дополнительным продольным ножом-плужком и соединенным с ним дополнительным приводом возвратно-поступательного движения. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ (21) 4099280/31-26 (22) 25,07.86 (46) 07.l0.88. Бюп, И 37 (71) Воронежский инженерно-строительжй институт (72) В.Н.Мищенко, В.П,Лаврухин и E.ß.Ôàðáåðîâ (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

I 1200961, кл. В 01 F 11/00, 1983.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕПВВАНИЯ (57) Изобретение относится к. устройствам для перемешивания и позволяет

)повысить эффективность работы при

1 ! перемешиваиии систем, содержащих крупные исходные куски, брикеты, кипы

;твердой фазы в жицкой фазе, Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость с загрузочным отверстием, s которой на вертикальном валу расположены снабженные дис„„SU„„ д1 (50 4 В 01 У 13/00 пергирующими элементами радиальные балки.. Периферийные концы балок рас2 положены в направляющих, выполненных на внутренней боковой поверхности емкости. Диспергирующие элементы выполнены в виде ножей,; размещенных вдоль и поперек балок, жестко прикрепленных к валу. Вал выполнен полым и снабжен центрирующей стойкой, установленной внутри него и закрепленной на днище емкости. Вал также снабжен соединенным с ним через шаровую пяту приводом возвратно-поступательного движения. Направляющие выполнены винтообразными с переменным углом подьема. При этом одна из балок под за- у грузочным отверстием снабжена дополнительным продольным ножом-плужком и соединенным с ним дополнительным приводом возвратно-поступательно,о движения. 1 з.н. ф-лы, 9 ил.

1428450

Изобретение относится к устройст- .. вам для смешивания, растворения и измельчения крупных исходных кусков, брикетов, в виде кип упруго-вязкоппастичных твердых материалов в жидкой среде для приготовления гетерогенной высокодисперсной система с коагуляционными связями и может быть применено в строительной, химической 10 горнорудной и других отраслях промышленности, Целью изобретения является повышение эффективности работы при перемешивании систем содержащих крупные 15 исходные куски, брикеты, кипы твердой фазы в жидкой фазе.

На фиг. 1 схематично изображено устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез A-А на фиг. 1; на . 20

Фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2; . на фиг. 4 — вид Б на фиг. 3; на фиг.5— разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 6— вид Д на фиг, 5; на фиг. 7 - разрез

Е-Е на фиг. 2; на фчг. 8 — разрез 2S

Ж-Н на фиг. 2; на фиг. 9 — внд И на фиг. 2 °

Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость l c загрузочным отверстием 2,- в которой 30 на вертикальном валу 3 расположены ,сНабженные диспергирующими элементаm 4 радиальные балки 5.

Периферийные концы балок 5 расположены в направляющих 6, выполненных на внутренней боковой поверхности емкости. Диспергирующие элементы 4 выполнены в виде ножей 7 и 8, размещенных вдоль и поперек балок, жестко прикрепленных к валу 3, Вал выполнен полым и снабжен центрирующей стойкой

9„ установленной внутри вала и закрепленной к днищу 10 емкости, Вал

3 снабжен соединенным с ним через шаровую пяту ll приводом 12 возврат" но-поступательного движения. Направляющие 6 выполнены винтообраэнь ми .с переменным углом подъема. При этом одна из балок под загрузочным отверстием снабжена дополнительным продольным ножом-плужком 13 и соединенным с ним дополнительным приводом возвратно-поступательного движения 1.4.

Балки с поперечными ножами 8 ус55 тановлены за балками с продольными ножами 7 по ходу вращения среды.

При этом поперечные ноями 8 установлены по ходу вращения среды с уменьшающимся шагом.

Устройство работает следующим образом, В емкость 1 заливают небольшое количество растворителя, например ке росина, в таком количестве, чтобы твердая фаза, например брикеты каучука, полностью погружалась в него, Через загрузочное отверстие 2 дозировочно подается кусковый твердый материал, который под действием силы тяжести оседает на дно емкости 1. Из исходного положения, когда радиальные балки 5 совместно с ножами 7 и 8 и ножом-плужком 13 занимают верхнее положение относительно днища 10 е . кости 1 устройства на расстояние 1:, (фиг.9), при включении привода !2 возвратно-поступательного движения гидроцилиндра 15 периферийные концы балок 5 на катках 16 начинают опускаться по винтообразным направляющим б, совершая совместно с ножами 7 и

8 и ножом-плужком 13 поступательное движение вниз и вращательное движение относительно оси емкости. Шток

17 гидроцилиндра 15 совершает только поступательное движение вниз, так как соединение его с валом 3 выполнено через шаровую пяту 11. При встрече продольного ножа 7, укрепленного на балке 5, с брикетом каучука происходит его разрезание со сдвигом, что способствует лучшей смачиваемости режущей кромки ножа растворителем, значительно снижающим сопротивление резания . В это же время ножи перемещают растворитель, создавая вращательный поток его относительно оси емкости 1, Происходит совмещение процесса резания, перемешивания и растворения,.Ножи достигли днища емкости

10, разрезание брикета закончено, гидроцилиндр 12 отключается. Включается гидроцилиндр 18 привода 14 на опускание ножа-плужка 13 над уровнем днища емкости 1 в пределах 1-5 мм.

Попавшийся на его пути кусок каучука

1 также разрезается..Затем выполняется операция подачи брикета каучука или его части под следующий раз.при помощи ножа-плужка 13.

Не изменяя своего положения относительно днища емкости 1, при включении гидроцилиндра 15 на подъем балок

5 происходит вращение всей система справа налево, что н обеспечивает по1428450 дачу. При этом периферийные концы балок 5, взаимодействуя с винтообразными направляющими б, перемещаются вверх и одновременно совершают враща

5 тельное движение справа налево совместно с укрепленными к ним ножами 7 и 8, закручивая тем самым растворитель в противоположном направлении.

В.то же время крупный кусок от брике- 111 та соВместно с высококонцентрированным раствором перемещается по дну емкости 1. Радиальные балки 5 возвращены в исходное положение, т.е. подняты .на высоту h<, гидроцилиндр отключает- 15 ся. После этого нож-плужок 13 тажке занимает верхнее исходное положение.

Операция резания повторяется. При осуществлении процесса резания крупных кусков, брикетов, кип каучука или 2{) другого материала вертикальный ход ножей принимается по максимальному размеру исходного куска. Угол подъема направляющих 6 в этом случае нао значается большим, например сС, =60, 25 чтобы резание и подача кусков под следующие резы осуществлялась организованно и послойно; По мере измельчения одного брикета на освобожденное место подается следующий и т.д., no- 30 ка не загрузится полностью вся твердая фаза . Увеличение количества твердой фазы в емкости I и постепенное перемещение ее в зону балок с поперечными ножами 8 обеспечивает измельчение крупных кусков, полос каучука на более мелкие кусочки и крошку.

После окончания загрузки всей твердой фазы в смеситель процесс резания и перемешивание проводится до получе- 4р ния гомогенного раствора. Далее в смеситель заливается менее дефицитный растворитель, например подогретый гудрон, и начинается режим интенсивного перемешивания для получения бо- 4> лее подвижного раствора, который удобно перекачивать насосом. Перемещение штока 17 гидроцилиндра 15 в этом случае происходит на весь его ход, т.е. расстояние Ь (фиг.9). 5О

Периферийные концы балок на катках

16 теперь перемещаются по всей длине направляющих 6, переходя. в верхней части их на менее пологий угол, нао пример ®. =20, что создает больший размах при большом радиальном угле их перемешивания, чем при резании. Образуются мощные циркуляционные потоки от всех ножей, выполняющих в данном случае функцию лопастей мешалки. Перемешивание происходит по всей высоте объема раствора в емкости 1 снизу вверх и наоборот, а закручивание потока осуществляется с внешней стороны, т.е. от цилиндрической поверхности емкости, что интенсифицирует процесс перемешивания и сокращает энергозатраты. Между изменениями направления возвратно-поступательного движения штока 17 гид роцилиндра 15 выполняется разная по времени выдержка, например в верхнем положении 1 с, а в нижнем 2 с, что позволяет односторонне равномерно перемещаться и распределяться твердой фазе в жидкой, при этом улучшается гомогенизация раствора. При изменении направления вращения балок с ножами образуются встречные потоки, которые резко турбулизуют процесс перемешивания. Кусочки материала, обычно находящиеся во взвешенном состоя- нии гетерогенного раствора, при турбулизации выпадают из него, ударяясь между собой, ножами, стенками емкости, что также интенсифицирует процесс перемешивания и диспергироваHBSl °

Нож-плужок необходим в предлагаемом смесителе для создания высококон"-, центрированного, тягучего раствора из брикетов, т.е, крупных исходных кусков материала. С самого начала работы устройства цнркуляционные потоки не в состоянии перемещать крупные куски материала: они будут оставаться на месте под действием силы тяжести.

При помощи ножа-плужка крупные куски можно перемещать по окружности смесителя, т.е. менять их позиции, что необходимо для последующих разрезаний (разрушений) кусков. В противном случае емкость в месте загрузки завалится кусками материала, что приведет к неработоспособности устройства.

Конструктивное исполнение ножей и их расположение обусловлено следующн». ми факторами, Допустим, что два-три брикета каучука (крупные куски) загружены в емкость и находятся на ее днище в зоне между двумя. балками перед первой балкой 5 с продольным ножом (фиг 1)

Из исходного положения 1 (фиг, I) все балки с ножами опускаются вниз и одновременно поворачиваются относитель1428450

Ио оси смесителя слева направо на угол, примерно !5-30 продольный нож 7 балки 5 при этом отрежет от брикета брусок или полосу. Затем опускается нож-плужок

13, положение которого над уровнем днища останется неизменным при подъеме всех балок, т.е, при обратном холостом движении, Нож-плужок 13 10 (фиг. 7 и 8), поворачиваясь совместно с балкой справа налево, частично подвинет, изменит исходное положение брусков. Крупный кусок до этого разрезан на бруски. В дальнейшем рабочий ход повторяется. По мере накопле:ния и перемещения путем подталкивания друг друга брусков при помощи ножа:плужка в соседнем левом секторе (вто. ром) продольный нож 7 балки 15 режет 20 ,эти бруски на полосы, В третьем сек торе поперечные кожи 8 перерезают полосы поперек, в результате чего образуются короткие полоски. В четвертом секторе эти полоски разрезаются 25 ня менее короткие полоски, а в пятом и шестом — полоски разрезаются на кубики (крошку). По мере полной загрузки твердой фазы и ее равномерного распределения на днище емкости смесителя дисперсионный состав может быть еще неравномерным, частицы полностью не растворились. В этом случае режим работы смесителя будет идентичным вышеописанному, только после полного измельчения твердых частиц (каучука) и растворения их в жидкости (керосине) до получения коллоидного раствора, добавляют менее дефицитный раствор (гудрон) и начинают работу в другом режиме, чтобы получить менее вязкий раствор, При работе ножа-плужка гребки будут интенсивней, перемешивание ускорится.

Возможен и. другой случай работы смесителя, например приготовление глинянного раствора в воде, Вода не является дефицитньм растворителем.

Поэтому раствор сразу можно готовить необходимой концентрации. Ход ножей будет осуществляться на полную высоту 50 (фиг. 9). И в этом случае необходим переменный угол подъема винтообразных направляющих При резании куска глины угол подъема направляющих необходим большой, иначе не будет реза, Затем необходимо сделать достаточное закручивание потока, его врашение относительно оси емкости, в этом случае угол подъема винтовой линии необходим меньше, но не такой как у винтовых нарезок, так как в данной конструкции лопасти не делают полных оборотов. Нож-плужок в этом случае будет также работать на полный ход

h . Крупные куски глины, осевшие на дно, за счет циркуляционных потоков не сдвинутся с места и не разрушатся.

Необходимо внешнее воздействие для их перемещения, что и выполняет нож-плужок. Ножи на балках, установленные в различных комбинациях, выполняют многостадийное измельчение исходных крупных кусков, что расширяет технологические возможности смесителя, повышает производительность при приготовлении раствора, снижает энергозатраты, снижаются производственные площади, материалоемкость производства, трудо. затраты.

Ф о р м у л а и з.о б р е т е н и я .1. Устройство для перемешивания, содержащее цилиндрическую емкость с загрузочным отверстием, в которой на вертикальном валу расположены снабженные диспергирующими элементами радиальные балки, периферийные концы которых расположены в направляющих, выполненных на внутренней боковой поверхности емкости, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше- . ния эффективности работы при перемешивании систем, содержащих крупные исходные куски, брикеты, кипы твердой фазы в жидкой фазе, диспергирующие элементы. выполнены в виде ножей, pasмещенных вдоль и поперек балок, жестко прикрепленных к валу, выполненному полым и снабженному центрирующие стойкой, установленной-внутри вала и закрепленной к днищу емкости, вал снабжен соединенным с ним через шаровую пяту приводом возвратно-поступательного движения, а направляющие выполнены винтообразными с переменным углом подъема, при этом одна из, балок под загрузочным отверстием снабжена дополнительным продольным ножом-плужком и соединенным с ним дополнительным приводом возврат- . но-поступательного движения, 2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что балки с поперечными ножами установлены за балками с продольными ножами по ходу

1428450

8 вращения среды при опускании ножей, при, этом поперечные ножи установлены по ходу вращения среды с уменьшающимся шагом.

1428450

1428450

МГ-E т5срнут

E- E пойриула

Составитель Н,Федорова

Редактор Г.Волкова Техред М.Дидик Корректор Н. Король

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Заказ 5071/12

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4