Способ перемешивания жидкостей и твердых тел и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения: вращение сферического бака осуществляют вокруг двух осей, расположенных под углом друг к другу. Вращение вокруг одной из осей является принудительным, а вокруг второй внутренней его оси осуществляется самопроизвольно за счет смещения центра тяжести содержимого бака при величине угла между осями, не равной 90^o. Направление самопроизвольного вращения бака меняется на противоположное при полном обороте бака вокруг первой наружной оси карданного подвеса. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к созданию суспензии, эмульсий, растворения веществ, технологии создания красящих веществ, пищевой промышленности, диспергации при добыче драгоценных металлов, в приготовлении бетонной смеси с фибрами.

Известны способ и устройство перемешивания различных веществ в сферическом баке посредством его вращения вокруг двух осей, расположенных под углом друг к другу, причем вращение вокруг одной из осей является принудительным.

Целью изобретения является ускорение процесса перемешивания, повышение однородности перемешивания, уменьшение затрат энергии, уменьшение габаритов при том же объеме бака, упрощение конструкции и эксплуатации.

Способ иллюстрируется на фиг.1-3. Составляющие вещества смеси помещают в бак 1 сферической формы, который устанавливают в карданный подвес, внутренняя ось 4 которого связана с баком и проходит через центр сферы, а наружная ось 3 расположена под углом, не равным 90^о, к внутренней оси.

Вокруг наружной оси осуществляется принудительное вращение, при котором на составляющие вещества смеси воздействует вращательный момент постоянного направления, заставляя эту смесь вращаться относительно этой оси. Одновременно из-за смещения внутренней оси относительно наружной на угол, не равный 90^о, осуществляется самопроизвольное вращение бака вокруг внутренней оси карданного подвеса за счет смещения центра тяжести. Смещение центра тяжести получается за счет неодинаковой плотности смешиваемых составляющих смеси или создается намеренно неполным заполнением бака, если смешиваемые составляющие имеют близкие по величине плотности. Максимальный момент вращениям вокруг внутренней оси кардана может возникнуть, когда эта ось проходит через горизонтальную плоскость (фиг.2 и 3) при вращении вокруг наружной оси и максимальный момент вращения будет при отклонении внутренней оси относительно наружной на угол 45^о. При дальнейшем вращении бака вокруг наружной оси после совмещения внутренней оси с вертикальной плоскостью момент вращения вокруг внутренней оси поменяет направление на противоположное М. В результате воздействия двух вращающих моментов на содержимое бака, один из которых меняет направление на противоположное, возникает турбулентное движение веществ внутри бака, охватывающее весь его объем и приводящее к равномерному распределению смешиваемых веществ.

Режимы турбулентного перемешивания можно регулировать изменением угла наклона внутренней оси кардана относительно наружной.

Если составляющие вещества смеси имеют близкие удельные веса, то нужно сместить внутреннюю ось кардана относительно центра сферического бака.

При полном заполнении бака и достижении равномерного перемешивания вращательный момент вокруг внутренней оси приближается к нулю.

Устройство (фиг.2) состоит из бака 1, карданного подвеса 2, с наружной 3 и внутренней 4 осями, установленного на основание.

Устройство работает следующим образом.

От электроручного или какого-нибудь другого привода вращается наружная ось кардана 3, приводя в движение бак, который под влиянием смещенного центра тяжести одновременно поворачивается вокруг внутренней оси. Поворот вокруг внутренней оси 4 осуществляется, пока она не совместится с вертикальной плоскостью, а затем поворот вокруг оси 4 начнет осуществляться в противоположную сторону. Во взаимодействии этих движений содержимое бака по всему его объему осуществить турбулентное движение, что приведет к получению однородной смеси.

Предложенные способ и устройство позволяют получить однородную смесь по всему объему бака, уменьшается время перемешивания, увеличивается производительность, размеры бака принципиально неограничены, такое перемешивание позволяет увеличить процент введения одного вещества в другое, устройство просто и надежно, удобно в обслуживании (чистка внутренней поверхности и пр. ), легко герметизируемо.

Формула изобретения

1. Способ перемешивания жидкостей и твердых тел в сферичесом баке посредством его вращения вокруг двух осей, расположенных под углом друг к другу, причем вращение вокруг одной из осей является принудительным, отличающийся тем, что вращение бака осуществляют посредством карданного подвеса, а вращение вокруг второй внутренней его оси осуществляется самопроизвольно за счет смещения центра тяжести содержимого бака при величине угла между осями, не равной 90^o, при этом направление самопроизвольного вращения бака меняется на противоположное при полном обороте бака вокруг первой наружной оси карданного подвеса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бак заполняют смешиваемыми веществами неполностью, а свободное пространство заполняют воздухом или газом.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что вторая внутренняя ось кардана смещена относительно центра бака.

4. Устройство для перемешивания жидкостей и твердых тел, содержащее сферический бак с механизмом его вращения вокруг двух расположенных под углом друг к другу осей, отличающееся тем, что механизм вращения бака выполнен в виде карданного подвеса с углом между осями, не равным 90^o, а бак выполнен с шероховатой или ребристой внутренней поверхностью.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что внутренняя ось вращения кардана смещена относительно центра бака.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3