Турбинный смеситель каучуковой крошки с растворителем
Владельцы патента RU 2535719:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к смесителям и предназначено для применения в химической промышленности и других отраслях промышленности. Смеситель содержит устройства загрузки и выгрузки, неподвижный корпус, во внутреннем объеме которого размещен вертикальный вал с лопастями, и кольцевая камера с проницаемой перегородкой. Лопасти выполнены составными в виде горизонтальных стержней, установленных вертикальными рядами, имеющих в поперечном сечении форму треугольника, вершина которого направлена в сторону вращения вала. Между лопастями на валу установлены плоские лопатки меньшей длины. Проницаемая перегородка представляет собой установленные с зазором чередующиеся в окружном направлении отбойные элементы в виде вертикальных брусов трапецеидальной и треугольной формы. Технический результат состоит в повышении эффективности процесса перемешивания и растворения. 2 ил.
Предлагаемое изобретение предназначено для применения в химической и других отраслях промышленности при получения клея.
Известен смеситель турбинный [патент РФ № 57144]. Смеситель турбинный содержит корпус, вал, на котором жестко закреплен несущий диск односторонней турбины, на последнем закреплены нижние метательные лопасти, на метательных лопастях размещен покровный диск, всасывающие лопасти установлены наклонно в радиальном направлении с отклонением назад, а в поперечном сечении состоят из прямого участка, перпендикулярного к несущему диску, переходного криволинейного участка и захватывающих кромок. На стенках корпуса против выходных каналов турбины расположены турбулентные камеры, образованные вертикальными перегородками, днищем и ограничителем. Вертикальные перегородки состоят из внутренних входных кромок, направленных встречно и параллельно потоку жидкости, выходящей из турбины, переходных криволинейных участков и внешних радиальных участков, примыкающих к стенке корпуса. Над выходными окнами турбулентных камер расположены направляющие патрубки. Турбина выполнена с расположением всасывающих лопастей с верхней стороны турбины с отводом жидкости из турбины через турбулизаторы непосредственно в выходной патрубок.
К недостаткам данного смесителя следует отнести невозможность проведения процессов смешения каучуковой крошки с растворителем по причине отсутствия приспособлений для снятия с частиц разбухшего слоя.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является смеситель турбинный [патент РФ № 45302]. Несмотря на то что данный смеситель не предназначен для проведения процессов смешения частиц с растворителем, он имеет схожие конструктивные элементы с предлагаемым изобретением. Смеситель содержит устройства загрузки и выгрузки, неподвижный корпус, во внутреннем объеме которого размещен вертикальный вал с лопастями, и кольцевая камера с проницаемой перегородкой. На лопастях размещены верхний и нижний покровные диски. Лопасти установлены наклонно в радиальном направлении с отклонением назад, а в поперечном сечении состоят из прямого участка, перпендикулярного к разделительному диску, переходного криволинейного участка и захватывающих кромок, установленных под углом к разделительному диску в направлении вращения турбины с образованием вместительного канала.
К недостаткам данного смесителя следует отнести сложность конструкции и невозможность проведения процессов смешения каучуковой крошки с растворителем по причине отсутствия приспособлений для снятия с частиц разбухшего слоя.
Задачей данного изобретения является создание турбинного смесителя каучуковой крошки с растворителем, имеющего относительно простую конструкцию и имеющего приспособления для снятия с частиц разбухшего слоя.
Поставленная задача достигается тем, что в турбинном смесителе каучуковой крошки с растворителем, содержащем устройства загрузки и выгрузки, неподвижный корпус, во внутреннем объеме которого размещен вертикальный вал с лопастями и кольцевая камера с проницаемой перегородкой, лопасти выполнены составными в виде горизонтальных стержней, установленных вертикальными рядами, имеющих в поперечном сечении форму треугольника, вершина которого направлена в сторону вращения вала, причем между лопастями на валу установлены плоские лопатки меньшей длины, проницаемая перегородка представляет собой установленные с зазором чередующиеся в окружном направлении отбойные элементы, выполненные в виде вертикальных брусов трапецеидальной и треугольной формы.
На Фиг.1 изображена схема турбинного смесителя каучуковой крошки с растворителем.
На Фиг.2 показан разрез А-А.
Турбинный смеситель каучуковой крошки с растворителем состоит из неподвижного корпуса 1, устройств загрузки смешиваемых компонентов 2 и 3 и выгрузки готового продукта 4. Во внутреннем объеме корпуса размещен вертикальный вал 5, на котором установлены лопасти 6, выполненные составными в виде горизонтальных стержней, установленных вертикальными рядами, имеющих в поперечном сечении форму треугольника, и плоские лопатки 7. По периметру внутренней поверхности корпуса размещены отбойные элементы трапецеидальной 8 и треугольной 9 формы. Между отбойными элементами выполнены зазоры для циркуляции потока. За отбойными элементами размещена кольцевая камера 10, между отбойными элементами выполнены зазоры 11 для циркуляции смеси.
Турбинный смеситель каучуковой крошки с растворителем работает следующим образом. Подлежащие смешению материалы - растворитель и каучуковая крошка - подаются из устройств загрузки 2 и 3 в рабочую полость смесителя. В процессе взаимодействия частиц с растворителем начинается их растворение. Сначала происходит разбухание их поверхности, то есть образование слоя с пониженной прочностью. При вращении вала компоненты захватываются лопастями 6 и 7 и под действием центробежных сил движутся по их поверхностям от центра к периферии. Разрушение частиц начинается при их взаимодействии с рабочими поверхностями лопастей 6. Благодаря тому что лопасти 6 выполнены составными в виде горизонтальных стержней, установленных вертикальными рядами, имеющих в поперечном сечении форму треугольника, при столкновении разбухших частиц с заостренными поверхностями происходит разрушение (снятие) смоченной поверхности. При движении частиц их поверхностям лопастей (в зазорах между стержнями) наблюдается интенсивное взаимодействие с потоками растворителя и одновременное разрушение. В момент срыва с лопасти частицы попадают в зазор между краем лопасти и отбойными элементами, где происходит интенсивное разрушение. Ввиду того что отбойные элементы выполнены в виде чередующихся в окружном направлении вертикальных брусов трапецеидальной и треугольной формы, на набухшие частицы оказывается воздействие разного направления и интенсивности, что повышает скорость разрушения.
Далее частицы поступают в зазоры между отбойными элементами, проходят через них и поступают в кольцевую камеру 10, откуда вместе с потоком уносятся обратно в центральную часть аппарата. Процесс повторяется до полного разрушения (растворения) частиц.
Благодаря тому что лопасти выполнены составными, существенно снижаются силы сопротивления при вращении вала. Наличие зазоров между горизонтальными стержнями лопастей приводит к разрушению застойных зон, образованию дополнительных потоков, что также приводит к повышению эффективности растворения частиц.
Размещение между лопастями на валу плоских лопаток меньшей длины, чем лопасти, обеспечивает дополнительный разгон смеси и разрушение застойных зон.
Предлагаемый турбинный смеситель каучуковой крошки с растворителем имеет достаточно простую конструкцию и способен получать качественные смеси.
Турбинный смеситель каучуковой крошки с растворителем, содержащий устройства загрузки и выгрузки, неподвижный корпус, во внутреннем объеме которого размещен вертикальный вал с лопастями и кольцевая камера с проницаемой перегородкой, отличающийся тем, что лопасти выполнены составными в виде горизонтальных стержней, установленных вертикальными рядами, имеющих в поперечном сечении форму треугольника, вершина которого направлена в сторону вращения вала, причем между лопастями на валу установлены плоские лопатки меньшей длины, проницаемая перегородка представляет собой установленные с зазором чередующиеся в окружном направлении отбойные элементы, выполненные в виде вертикальных брусов трапецеидальной и треугольной формы.
