Перемешивающее устройство

 

Использование изобретения: перемешивание суспензий с градиентом концентрации твердой фазы по высоте аппарата, например, при необходимости включения мешалки с лопастями в слое осадка. Сущность изобретения: перемешивающее устройство содержит корпус с крышкой, вертикальный вал с лопастями на нижнем и ходовой резьбой на верхнем концах. Соосно этому валу установлен полый вал, соединенный с ним с возможностью совместного вращения и поступательного относительного перемещения. На участке их взаимного перемещения установлен уплотнительный элемент переменной длины, соединяющий поверхности валов. Внутренний вал имеет механизм подъема. Уплотнительный элемент выполнен в виде эластичной оболочки, имеющей форму усеченного конуса, малое основание которого вывернуто во внутрь оболочки и герметично соединено с одним из соосных валов. Полость оболочки выполнена сообщающейся с полостью корпуса посредством соединительного канала. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к перемешивающим устройствам и может быть использовано в химической, микробиологической, медицинской промышленностях для перемешивания суспензий с градиентом концентрации твердой фазы по высоте аппарата, например, при необходимости включения мешалки, лопасти которой находятся в осевшем на дно осадке.

В известных перемешивающих устройствах, применяемых в различных отраслях, имеется привод только вращательного движения [1] При пуске двигателя перемешивающего устройства для перемешивания суспензий со значительным содержанием твердой фазы, осевшей на дно аппарата, сила сопротивления перемешиваемой среды может превышать мощность привода, что приведет к выходу из строя двигателя или к поломке механизма привода вращения мешалки.

Известно перемешивающее устройство, содержащее корпус с крышкой и со штуцером ввода и вывода продукта, приводной вал с наружной ходовой резьбой и ограничителем хода, полый вал с лопастями, снабженный внутренней жестко закрепленной на нем гайкой, сопряженной с ходовой резьбой приводного вала, причем мешалка снабжена фиксатором верхнего крайнего положения полого вала, ограничитель хода, взаимодействующий с нижним торцом полого вала, размещен на нижнем торце приводного вала, а верхний конец полого вала выполнен в виде разъемной головки; верхняя часть имеет внутреннюю ходовую резьбу, сопряженную с резьбой приводного вала, и соединена с нижней частью головки посредством болтов и пружин сжатия.

Такая конструкция обеспечивает вращательное движение полого вала, вывод мешалки из зоны с оседающим осадком и отсутствие перегрузок при очередном включении привода.

Недостатки описанного перемешивающего устройства состоят в следующем.

Из-за наличия приводного вала, имеющего ходовую резьбу, и полого вала, на котором закреплены ходовая гайка и лопасти мешалки, опускание мешалки при включении привода и подъем мешалки при его выключении возможны при вращении мешалки только в одном направлении, т.е. описанный аппарат не может быть использован при необходимости реверсивного перемешивания.

К недостаткам этого устройства относится также то, что область его применения ограничена нетоксичными, невзрывоопасными и непожароопасными средами и аппаратами, работающими только при атмосферном давлении, т.к. полый вал мешалки, имеющий вращательное и возвратно-поступательное движения, не уплотнен к крышке аппарата. Применение же уплотнений в месте входа полого вала в аппарат приведет к увеличению сопротивлений вращению полого вала, к уменьшению воздействия инерционных сил мешалки и перемешиваемого продукта на подъем мешалки после отключения привода и, по сути дела, к потере работоспособности устройства, тем более, что величину сил сопротивления уплотнений точно определить практически невозможно.

Кроме того, в рассматриваемом известном техническом решении и вращательное и возвратно-поступательное движения передаются мешалке через винтовую пару. В винтовой паре при вращающемся винте вращается и гайка, если гайку затормозить, то она начнет по нему перемещаться. Мешалка (гайка) заторможена усилием, необходимым для перемешивания суспензии и в промежуточном, и в верхнем положениях, поэтому на нее всегда действует осевая сила, что снижает функциональную надежность таких приводов и сужает область применения рассматриваемого перемешивающего устройства. Для того, чтобы обеспечить легкое перемещение мешалки (гайки) по валу (винту), необходимо, чтобы угол подъема винтовой линии был небольшим. С другой стороны, чтобы мешалка (гайка) не перемещалась по валу (винту) в промежуточных положениях, т.е. чтобы витки резьбы винта выполняли несвойственную им функцию шпонки и шлицев, угол подъема винтовой линии должен быть большим. Функционально такое устройство ненадежно.

Известно перемешивающее устройство, содержащее корпус с крышкой и штуцерами ввода и вывода продукта, вертикальный полый вал с лопастями и соосный с ним внутренний вал с ходовой резьбой, привод вращения, причем полый вал снабжен размещенным на его нижнем конце стаканом, соединенным с внутренним валом и узлом, обеспечивающим возможность совместного вращения стакана с валами и его осевого перемещения относительно полого вала, при этом привод вращения соединен с полым валом, лопасти закреплены на стакане, а сопрягаемые поверхности стакана и полого вала на участке их взаимного перемещения снабжены уплотнением в виде герметизирующего элемента переменной длины. Узел, обеспечивающий возможность совместного вращения стакана с валом и его осевого перемещения относительно полого вала, выполнен в виде окон в стенках полого вала, размещенных в них сухарей, соединенных осью, проходящей через конец внутреннего вала и стенки стакана [3] Недостатки такого устройства состоят в следующем.

Наличие на нижнем конце полого вала стакана, соединенного с ним жестко и неразъемно с помощью металлического сильфона, и соединение стакана с внутренним валом через окна полого вала позволяет обеспечить лишь небольшой вертикальный ход мешалки из-за малой деформационной способности сильфона и невозможности выполнить окна полого вала на достаточной большой длине по причине снижения прочности полого вала на скручивание и значительного увеличения, при этом длины стакана и уменьшения возможности его хода по полому валу.

Кроме того, применение сильфона при перемешивании суспензий со значительным содержанием твердой фазы приводит к залипанию последней между волнами сильфона и к постепенному спрессовыванию в этих местах твердой фазы, что ведет к уменьшению хода мешалки, к снижению ее эффективности и, в конечном счете, к выходу аппарата из строя.

Применение сильфона требует жесткого, с помощью пайки или сварки, соединения его со стаканом и полым валом. Такое неразъемное соединение снижает ремонтопригодность аппарата, т.к. делает невозможной разборку, без необходимого разрушения, узла соединения стакана с обоими валами.

Применение же в данном устройстве вместо металлического сильфона другого элемента, например из эластичного материала типа резины, невозможно из-за того, что внутренние полости стакана, сильфона и полого вала соединены с атмосферой и эластичный материал не сможет противостоять давлению, имеющемуся в аппарате, что приведет к неработоспособности аппарата из-за того, что герметизирующий элемент спадется, обляжет полый вал, вдавится в его окна и, в конечном счете, перестанет выполнять свои функции, поскольку будет поврежден сухарями, перемещающимися в окнах полого вала.

Выполнение внутреннего вала (т.е. вала мешалки) зацело с резьбовой частью, расположенной на его верхнем конце, обеспечивает ход мешалки вниз при одном направлении вращения, а ход вверх при противоположном, т.е. для реверсирования направления вертикального движения мешалки обязательно необходимо реверсировать направление ее вращения. Это снижает технологические и эксплуатационные возможности аппарата, т.к. не дает возможности осуществлять независимое друг от друга направление вращения и вертикального перемещения мешалки, что было бы весьма существенно для расширения возможностей аппарата и сферы его применения.

Кроме того, наличие сопряженной с винтовой частью мешалки гайки, свободно вращающейся в подшипниках и взаимодействующей с тормозным механизмом, требует обязательного соблюдения условия, чтобы сила трения в подшипниках, на которые опирается гайка, была меньше трения в резьбе, что трудно выполнимо и особенно трудно поддается контролю в процессе эксплуатации. Поэтому даже небольшое возрастание сопротивления вращению в подшипниках гайки может привести к неуправляемому вертикальному ходу мешалки.

Из описанных выше технических решений перемешивающее устройство имеет наибольшее количество общих с заявленным техническим решением признаков и принято за прототип.

Целью изобретения является ликвидация недостатков прототипа, т.е. повышение эффективности перемешивания за счет увеличения вертикального хода мешалки, повышение надежности путем обеспечения самоочищения уплотнительного элемента за счет отслоения налипшего продукта из-за изгиба с перекатыванием его стенок, а также упрощение конструкции, ее изготовления и обслуживания.

Целями изобретения являются также уменьшение потерь полезного пространства аппарата, достижение оптимальных размеров аппарата при максимально возможном вертикальном ходе мешалки, обеспечение возможности использования аппарата для перемешивания токсичных, пожароопасных сред, применение аппарата в условиях, требующих наличия давления в перемешиваемом объеме.

К целям изобретения относится также расширение функциональных возможностей аппарата за счет обеспечения изменения направления вертикального перемещения мешалки без изменения направления ее вращения и наоборот - изменения направления вращения мешалки без изменения направления ее вертикального перемещения, а также за счет обеспечения возможности введения в аппарат реагентных добавок при условии исключения разгерметизации рабочего пространства корпуса.

Сущность заявляемого технического решения характеризуется существенными признаками, заимствованными из прототипа, в число которых входят корпус с крышкой и штуцерами ввода и вывода продукта, вертикальный вал с лопастями на нижнем и ходовой резьбой на верхнем концах, соосный с полым валом и соединенный с ним с возможностью совместного вращения и поступательного относительно него перемещения, привод вращения, соединенный с полым валом, механизм подъема внутреннего вала с лопастями и уплотнительный элемент переменной длины, соединяющий сопрягаемые поверхности соосных валов, а также признаками, отличными от прототипа, такими, как выполнение уплотнительного элемента переменной длины в виде эластичной оболочки, имеющей форму усеченного конуса, малое основание которого вывернуто во внутрь оболочки и герметично соединено с одним из соосных валов, а большее основание герметично соединено со вторым из этих валов, при этом полость оболочки выполнена сообщающейся с полостью корпуса посредством соединительного канала. Такое техническое решение позволяет обеспечить повышение эффективности перемешивания за счет увеличения вертикального хода мешалки, а также повышение надежности аппарата путем самоочищения эластичной оболочки за счет отслоения налипшего продукта из-за изгиба с перекатыванием стенок этой оболочки. Этими же признаками достигается упрощение конструкции, ее изготовления и обслуживания.

К признакам, отличающим предлагаемое изобретение от прототипа, относится и то, что большее основание эластичной оболочки может быть соединено с полым валом посредством жесткого переходника в виде прямого усеченного конуса, а малое основание с аксиально подвижным валом мешалки. Это обеспечивает дополнительное увеличение вертикального хода мешалки и уменьшение потерь полезного пространства в верхней части аппарата по сравнению, например, с плоским переходником, отнимающим полезный объем и половину хода (изгиба) эластичной оболочки.

Выполнение формы переходника конгруэнтной форме оболочки позволяет получить минимальный объем переходника и тем самым дополнительно сократить потери полезного пространства (объема) аппарата.

К признакам, отличающим заявленное техническое решение от прототипа, относится также то, что эластичная оболочка может быть соединена с полым валом малым основанием, в то время как большее основание ее соединено с аксиально подвижным валом мешалки посредством переходника в виде обратного усеченного конуса, при этом крышка аппарата снабжена герметично закрепленной на ее внутренней стороне воронкой, концентричной с эластичной оболочкой и взаимодействующей с ней при крайнем верхнем положении мешалки, причем крышка снабжена дополнительным штуцером ввода реагентных добавок, расположенным в пределах площади крышки, ограниченной упомянутой воронкой. Такое техническое решение позволяет расширить функциональное применение аппарата за счет обеспечения возможности введения в аппарат реагентных добавок при условии исключения разгерметизации рабочего пространства корпуса или сохранения за счет этого стерильности аппарата.

К признакам, отличающим заявленное техническое решение от прототипа, относится и то, что высота полости переходника, герметично соединяющего большее основание эластичной оболочки с одним из соосных валов, выполнена не меньше величины h+f, где h высота конической части эластичной оболочки, оставшаяся после выворачивания во внутрь нее малого основания, а f высота участка закрепления последнего (т.е. малого основания) на втором из соосных валов, причем суммарный объем переходника и оболочки не должен превышать объема свободного пространства аппарата. Это обеспечивает достижение максимально возможного вертикального хода мешалки.

К признакам новизны относится также то, что соотношение высоты корпуса аппарата с величиной вертикального хода мешалки принимается не меньше 3h 2h. Это обеспечивает достижение оптимальных размеров корпуса аппарата при максимально возможном ходе мешалки.

В предлагаемом устройстве выполнение диафрагмой уплотнительных функций и наличие соединительного канала, сообщающего обе полости, находящиеся по разные стороны оболочки и обеспечивающего уравнивание давлений в полостях, исключает необходимость применения конических поверхностей на сопрягаемых деталях, диктуемых условиями работы под давлением, т.к. оболочка в заявленном техническом решении не является силовым элементом.

Наличие же в заявленном техническом решении конических переходников вызвано другими факторами, а именно стремлением уменьшить потери полезного пространства, т. к. коническая форма переходников, конгруэнтных эластичной оболочке, является телом, имеющим наименьший объем из всех возможных переходников, внутри которых могла бы разместиться эластичная оболочка.

К признакам, отличающим заявленное техническое решение от прототипа, относится также то, что соединительный канал, сообщающий полость эластичной оболочки с полостью корпуса аппарата, выполнен в виде обводного трубопровода, соединяющего полость корпуса с камерой вращательного уплотнения полого вала, сообщающейся через радиальный канал с полостью этого вала и полостью эластичной оболочки, причем выше вращательного уплотнения, но ниже резьбовой части вала мешалки установлено поступательное уплотнение последнего (т.е. вала мешалки) относительно полого вала. Это обеспечивает подачу давления во вращающуюся полость эластичной оболочки и одновременно в полость корпуса аппарата при возможности аксиального перемещения вала мешалки и оболочки, что упрощает конструкцию и обеспечивает возможность контроля, обслуживания и ремонта.

К отличительным признакам заявленного технического решения относится также снабжение обводного трубопровода фильтром. Это повышает надежность работы путем исключения возможности попадания частиц перемешиваемого продукта внутрь оболочки и на место сочленения соосных валов.

К числу отличительных признаков относится и то, что обводной трубопровод может быть соединен с внешним источником рабочего газа под давлением, причем точка подвода давления расположена между фильтром и местом подвода обводного трубопровода к вращательному уплотнению полого вала. Это обеспечивает повышение работоспособности аппарата за счет исключения снижения давления внутрь оболочки по сравнению с давлением внутри корпуса из-за увеличения сопротивления фильтра в результате его забивания частицами перемешиваемого продукта.

К отличительным признакам относится также то, что часть вала, несущая ходовую резьбу, отделена от вала мешалки, выполнена невращающейся и соединена с гайкой механизма подъема, а нижний конец ее жестко связан с ползуном, в котором с возможностью вращения вмонтирована остальная часть вала мешалки. Это расширяет функциональные возможности аппарата за счет обеспечения изменения направления вертикального перемещения мешалки независимо от направления ее вращения, а также упрощает конструкцию и технологию изготовления вала мешалки за счет уменьшения его длины и формы.

К отличительным признакам относится, наконец, наличие датчика верхнего крайнего положения мешалки, отключающего и блокирующего включение привода вращения мешалки в этом положении. Это обеспечивает предотвращение износа и повреждения эластичной оболочки и повышает надежность эксплуатационных качеств аппарата.

На фиг. 1 изображено предложенное перемешивающее устройство при нижнем положении мешалки, вариант закрепления эластичной оболочки на валу мешалки, а переходника на полом валу; на фиг.2 то же, при верхнем положении мешалки; на фиг. 3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 перемешивающее устройство, вариант закрепления эластичной оболочки на полом валу, а переходника на валу мешалки при нижнем положении последней; на фиг.5 то же, при верхнем положении мешалки; на фиг.6 разрез Б-Б на фиг.5.

Перемешивающее устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, на которой установлена мешалка 3, состоящая из вала 4 с лопастями 5, пропущенного через полый вал 6, соединенный с приводом вращения 7.

Вал 4 мешалки соединен с полым валом 6 посредством шлицевого участка 8 с возможностью совместного с ним вращения и осевого относительно него перемещения. Это соединение может иметь и другое конструктивное исполнение, обеспечивающее выполнение вышеназванных функций, например скользящие шпонки, окна с сухарями и др. Верхний конец вала 4 снабжен цилиндрическим участком 9, уплотненным относительно полого вала 6 с помощью поступательного уплотнения 10.

Полый вал уплотнен по крышке 2 вращательным уплотнением 11, камера 12 которого через радиальное отверстие 13 соединена с полостью вала 6. Вал установлен в подшипниках 14, опирающихся на стойку 15.

Цилиндрический конец вала 9 монтирован на подшипнике 16 в ползуне 17, жестко соединенном с ходовым винтом 18, который сочленен с ходовой гайкой 19 механизма подъема 20, опирающегося на стойки 21, несущие мерную линейку 22 и датчик 23 верхнего конечного положения мешалки, взаимодействующий с упором 24 ползуна 17.

Внутри корпуса 2 на валу 3 монтирован уплотнительный элемент переменной длины 25, состоящий из эластичной оболочки 26, выполненной в виде усеченного конуса, малое основание 27 которого вывернуто во внутрь оболочки и герметично соединено с одним из валов 4 или 6 (в зависимости от варианта исполнения аппарата), а большее основание герметично соединено с переходником 28, выполненным в виде прямого или обратного усеченного конуса, конгруэнтных форме конуса оболочки 26. Переходник 28 в зависимости от варианта исполнения аппарата герметично соединен с валом 6 или 4.

В варианте исполнения аппарата, показанном на фиг.1-3, эластичная оболочка 26 вывернутым малым основанием 27 герметично соединена с валом 4, несущим лопасти 5, а большим основанием через колоколообразный переходник 28 герметично соединена с полым валом 6.

В варианте исполнения, показанном на фиг.4-6, эластичная оболочка 26 вывернутым малым основанием 27 герметично соединена с полым валом 6, а большим основанием через переходник 28 герметично соединена с валом 4, несущим лопасти 5. При этом варианте на внутренней стороне крышки 2 герметично закреплена воронка 9, с которой взаимодействует эластичная оболочка 26 при верхнем положении вала 4, лопастей 5 и переходника 28. Сквозь крышку 2 проходит дополнительный штуцер 30, выходящий в воронку 29. Крышка 2 имеет основной штуцер 31 ввода продукта в аппарат, а корпус 1 основной штуцер 32 вывода готового продукта из аппарата.

Высота h конической части оболочки 26 принята равной половине вертикального хода мешалки. При этом высота переходника 28 принимается равной h + f, где f длина заделки ввернутой части (малого основания конуса) эластичной оболочки. Такое соотношение величин элементов позволяет обеспечить максимальный вертикальный ход мешалки, равной 2h при оптимальной высоте рабочего пространства аппарата, равной 3h + f.

Из этого следует, что оптимальным соотношением величин высоты корпуса аппарата и вертикального хода мешалки является отношение 3h 2h.

Указанные соотношения обеспечивают достижение оптимальных высотных размеров корпуса аппарата при максимально возможной величине вертикального хода мешалки, что значительно повышает эффективность перемешивания.

Углы конусности оболочки 26 и переходника 28 определяются минимальной величиной, в пределах 10-30^o, диктуемой допустимой максимальной величиной совместного объема оболочки 26 и переходника 28, который не должен превышать величины свободного объема, образующегося в верхней части аппарата, после его заполнения перемешиваемым продуктом.

Полость корпуса аппарата соединена с полостью эластичной оболочки с помощью соединительного канала, представляющего собой обводной трубопровод 33, соединяющий крышку 2 с камерой 12 вращательного уплотнения 11. На этом трубопроводе установлен фильтр 34, а к точке 35 этого трубопровода, расположенной между фильтром 34 и уплотнением 11, подведен трубопровод подачи рабочего газа под давлением от внешнего источника, перекрываемый при необходимости вентилем 36.

Устройство работает следующим образом.

При проведении реакционного процесса, сопровождающегося выделением твердой фазы, аппарат заполняют исходным продуктом при верхнем положении мешалки, показанном на фиг.2. Для этого приводом 20 поднимают винт 18 с ползуном 17, который через подшипник 16, цилиндрический конец 9 и шлицевой участок 8 поднимает вал 4 с лопастями 5. Затем через штуцер 31 заполняют аппарат и после его закрытия включают привод 7, который, вращая полый вал 6, передает вращение валу 4 и лопастям 5. Если реакция ведется без давления в аппарате, то вентиль 36 остается закрытым. Если же реакция ведется под давлением, то вентиль 36 открывают, пуская рабочий газ в полость аппарата и в камеру 12 уплотнения 11, откуда он через отверстие 13 проходит в полость вала 6 и оттуда по зазорам шлицевого соединения 8 заполняет полость эластичной оболочки 26 и переходника 28. После этого приводом 20 опускают вал 4 с лопастями 5 до нижнего положения (фиг.1 и 3). При этом оболочка 26, перекатываясь, выходит из переходника 28, т.е. преобразуется из внутреннего конуса, расположенного внутри переходника 28 (на фиг. 3 пунктиром), в наружный конус. В процессе опускания вала 4 и его вращения происходит интенсивное перемешивание продукта и увеличение объема полости оболочки 26 и переходника 28. Этот объем заполняется либо рабочим газом, подаваемым как было сказано выше (если процесс идет под давлением), либо (если процесс ведется без давления) это заполнение происходит за счет вытеснения газа из корпуса и его перетекания в оболочку по трубопроводу 33, через фильтр 34, предотвращающий попадание частиц продукта в оболочку и на сопрягаемые поверхности валов 4 и 6 и уплотнения 11. В процессе проведения реакции лопасти 5 можно неоднократно и в любой последовательности опускать или поднимать, меняя или не меняя направление вращения вала 4 путем реверсирования приводов 20 и 7.

Если возникает необходимость внезапной остановки аппарата, то его последующее включение может быть легко выполнено без опасения сломать привод вращения, т.к. сначала включают привод 20 и поднимают лопасти 5 из осевой твердой фазы, а затем уже можно включить и привод 7 вращения. При подъеме вала 7 эластичная оболочка, перекатываясь, переходит из наружного конуса во внутренний, постепенно входящий в переходник 28. При этом из-за изгиба при перекатывании осевшей на стенках оболочки продукт, особенно при многократном наслоении, отслаивается, что обеспечивает самоочищение оболочки.

Поддержание равного давления внутри оболочки и вне ее обеспечивает ее долговечную работу при ходе мешалки, равном 2/3 высоты аппарата.

Если нужно проводить реакционный процесс, при котором в ходе процесса необходимо введение в продукт реагентных добавок, то аппарат компонуют в варианте, показанном на фиг.4-6, где эластичная оболочка 26 малым основанием 27, вывернутым во внутрь, закреплена на полом валу 6, а переходник 28 на валу 4. Тогда аппарат сначала через штуцер 31 заполняют продуктом на 2/3 объема, т.е. до высоты h + f + h и после проведения определенной стадии реакции, при вращении и необходимом вертикальном перемещении лопастей, для введения реагентных добавок включают привод 20 и поднимают вал 4 с лопастями 5 до крайнего верхнего положения. При этом переходник 28, поднимаясь вместе с валом 4, заставляет эластичную оболочку 26, перекатываясь, преобразовываться во внутренний конус (фиг.6). Это продолжается до тех пор, пока оболочка 26 не прижмется к воронке 29. Перед этим датчик 23 отключает привод 7 и вращение валов 6 и 4, что предотвращает повреждение оболочки 28. После прижатия оболочки 26 к воронке 29 происходит разобщение полости корпуса аппарата 1 от полости, образованной между оболочкой и воронкой 29 с крышкой 2. Таким образом появляется возможность подать через штуцер 30 реагентные добавки в образовавшуюся полость, не разгерметизируя полость аппарата, не сбрасывая в нем давление и не нарушая стерильность аппарата.

После подачи реагентных добавок включают привод 20 и опускают вал 4 с лопастями 5 до момента, когда упор 24 освободит датчик 23 и последний разблокирует привод 7, позволив произвести его включение для вращения и перемешивания.

В зависимости от особенностей проведения реакции в аппарате мешалку либо полностью опускают вниз (при этом вся порция реагентных добавок за счет перекатывания оболочки полностью попадает в продукт), либо поэтапно производят опускание с постепенным выходом реагентных добавок в перемешиваемый продукт. Опорожнение аппарата производят при преимущественном нижнем положении мешалки, чтобы не оставить в конусе, образованном оболочкой, часть продукта. Хотя возможно и опорожнение при поднятой мешалке, если, допустим, для последующей реакции, после заполнения свежим продуктом, необходимо присутствие ранее приготовленного продукта в качестве затравки для начала реакции.

Из описанного выше следует, что предложенная конструкция перемешивающего устройства обеспечивает значительное расширение функциональных и технологических возможностей, повышение эффективности перемешивания, выполнение всех поставленных изобретением целей, что делает возможным применение аппарата в самых различных условиях химического, химико-фармацевтического, микробиологического, пищевого и других видов производств.

Расширение областей применения и повышение функциональной надежности аппарата снижает эксплуатационные расходы, повышает долговечность, снижает капитальные затраты, что в конечном итоге дает значительный экономический эффект.

Формула изобретения

1. Перемешивающее устройство, содержащее корпус с крышкой и штуцерами ввода и вывода продукта, вертикальный вал с лопастями на нижнем и ходовой резьбой на верхнем концах, соосный с полым валом и соединенный с ним с возможностью совместного вращения и поступательного относительного перемещения, привод вращения, соединенный с полым валом, механизм подъема внутреннего вала и уплотнительный элемент переменной длины, соединяющий поверхности соосных валов на участке их взаимного перемещения, отличающееся тем, что уплотнительный элемент переменной длины выполнен в виде эластичной оболочки, имеющей форму усеченного конуса, малое основание которого вывернуто во внутрь оболочки и герметично соединено с одним из соосных валов, а большее основание герметично соединено с другим из этих валов, при этом полость оболочки выполнена сообщающейся с полостью корпуса посредством соединительного канала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что большее основание эластичной оболочки соединено с полым валом посредством жесткого переходника в виде прямого усеченного конуса, а малое основание с аксиально подвижным валом мешалки, причем коническая поверхность переходника конгруэнтна эластичной оболочке.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что малое основание эластичной оболочки соединено с полым валом, а большее основание с аксиально подвижным валом мешалки посредством переходника в виде обратного усеченного конуса с формой, конгруэнтной эластичной оболочке, при этом крышка аппарата снабжена герметично закрепленной на ее внутренней стороне воронкой, концентричной с эластичной оболочкой и взаимодействующей с ней при крайнем верхнем положении мешалки, причем крышка снабжена дополнительным штуцером ввода реагентных добавок, расположенным в пределах площади крышки, ограниченной упомянутой воронкой.

4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что высота полости переходника, соединяющего большее основание эластичной оболочки с одним из валов, выполнена не меньше величины h f, где h высота конической части оболочки, оставшейся после выворачивания во внутрь нее малого основания, а f - высота участка закрепления последнего на втором валу, причем суммарный объем переходника и оболочки не должен превышать объема свободного пространства аппарата.

5. Устройство по пп. 1 4, отличающееся тем, что соотношение высоты корпуса аппарата и величины вертикального хода мешалки принимается не менее 3h 2h.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соединительный канал, сообщающий полость эластичной оболочки с полостью корпуса аппарата, выполнен в виде обводного трубопровода, соединяющего полость корпуса с камерой вращательного уплотнения полого вала, сообщающейся через радиальный канал с полостью этого вала и полостью эластичной оболочки, причем выше вращательного уплотнения, но ниже резьбовой части вала мешалки установлено поступательное уплотнение последнего относительно полого вала.

7. Устройство по пп. 1 и 6, отличающееся тем, что обводной трубопровод снабжен фильтром.

8. Устройство по пп. 1, 6 и 7, отличающееся тем, что обводной трубопровод соединен с внешним источником рабочего газа под давлением, причем точка подвода давления расположена между фильтром и местом подвода обводного трубопровода к вращательному уплотнению полого вала.

9. Устройство по пп. 1 8, отличающееся тем, что резьбовая часть отделена от вала мешалки, выполнена невращающейся и соединена с гайкой механизма подъема, а нижний конец ее жестко связан с ползуном, в котором с возможностью вращения смонтирована остальная часть вала мешалки.

10. Устройство по пп. 1 8, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком верхнего крайнего положения мешалки, отключающим и блокирующим включение привода вращения мешалки в этом положении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6