Смеситель



Смеситель
Смеситель

 


Владельцы патента RU 2558608:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический универсиет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") (RU)

Изобретение относится к области химического машиностроения, в частности устройствам для смешения и диспергирования жидких гетерогенных систем, лакокрасочных материалов, приготовления различных суспензий и эмульсий. Смеситель содержит емкость с износостойким покрытием и штуцерами, снабженными фильтрами, вертикальный вал с мешалкой и отбойным элементом, свободно размещенные на дне емкости мелющие тела. Емкость изготовлена в виде тора, лопасти мешалки закреплены радиально на вертикальном валу с помощью цилиндрических шарниров. Лопасти выполнены криволинейными конгруэнтными к образующей тора. Изобретение позволяет повысить эффективность процессов перемешивания и диспергирования жидких материалов в осесимметричных емкостях с использованием мелющих тел. 2 ил.

 

Изобретение относится к области химического машиностроения, в частности устройствам для смешения и диспергирования жидких гетерогенных систем, лакокрасочных материалов, приготовления различных суспензий и эмульсий.

Известна якорная мешалка (Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971. - 784 с.), содержащая емкость с износостойким покрытием и штуцерами, вертикальный вал с мешалкой, имеющей форму, соответствующую внутренней форме аппарата. Основным недостатком данной якорной мешалки является то, что она не обеспечивает достаточные осевые потоки перемешиваемой среды с мелющими телами.

Известен струйный аппарат (Авторское свидетельство СССР №386651, 1973), содержащий емкость, изготовленную в виде тора, и штуцера для подвода и отвода материалов, подлежащих переработке. Основным недостатком данного аппарата является то, что он малоэффективен для производства высококачественных суспензий, например лакокрасочных материалов, при приготовлении которых требуется обеспечить не только качественное перемешивание материалов, но и дезагрегацию твердых частиц. Это можно достигнуть только с применением мелющих тел.

Известен рабочий цилиндр бисерной мельницы (Патент РФ №2021018, 1994), содержащий емкость с износостойким покрытием, штуцеры, фильтры, вертикальный вал с мешалкой и отбойными элементами, между последними размещены мелющие тела. К основным недостаткам бисерных мельниц следует отнести их низкие производительность и интенсивность перемешивания.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предлагаемому изобретению является смеситель (Патент РФ №1788910, 1993), прототип, содержащий емкость с износостойким покрытием и штуцерами, снабженными фильтрами, вертикальный вал с мешалкой и отбойным элементом, свободно размещенные на дне емкости мелющие тела. К основным недостаткам смесителя применительно к перемешиванию и диспергированию жидких гетерогенных систем следует отнести сложность конструкции смесителя и значительные энергетические затраты для обеспечения необходимой осевой циркуляции подлежащих переработке материалов вместе с мелющими телами. Это обусловлено тем, что циркуляция смеси осуществляется за счет использования пропеллерной мешалки с диффузором и отбойным элементом. При этом восходящие и нисходящие потоки перерабатываемых материалов практически мало взаимодействуют друг с другом.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности процессов перемешивания и диспергирования жидких материалов в осесимметричных емкостях с использованием мелющих тел.

Решение указанной задачи достигается тем, что емкость изготовлена в виде тора, лопасти мешалки закреплены радиально на вертикальном валу с помощью цилиндрических шарниров, лопасти выполнены криволинейными конгруэнтными к образующей тора.

На фиг. 1 изображен общий вид смесителя; на фиг. 2 - разрез смесителя по А-А.

Смеситель содержит емкость 1 с крышкой 2, штуцеры 3, снабженные фильтрами, вертикальный вал 4 с мешалкой 5, отбойный элемент 6, свободно размещенные на дне емкости мелющие тела 7. Емкость 1 изготовлена в виде тора и снабжена рубашкой (на фиг. не показана).

«Рабочие поверхности емкости 1 изнутри имеют износостойкое покрытие, которое может быть выполнено из корунда, или гранита, или керамики, либо могут быть изготовлены из закаленной стали ШХ15СГ твердостью HRCЭ 62…65, или нержавеющей стали 03Х17Н14М2».

Лопасти мешалки 5 закреплены радиально на вертикальном валу с помощью цилиндрических шарниров 8. Лопасти выполнены криволинейными конгруэнтными к образующей тора. Мешалка имеет герметичный привод вращательного движения 9 и установлена с возможностью осевого перемещения вверх и вниз.

Смеситель работает следующим образом.

Заполнение емкости 1 мелющими телами и подлежащими переработке материалами производится через отверстие, образованное между емкостью 1 и крышкой 2, путем поднятия вала 4, отбойного элемента 6 и привода вращательного движения 9 (вверх). После заполнения емкости 1 производят опускание привода вращательного движения 9 (вниз), с помощью крышки 2 герметизируют емкость 1 и приводят во вращательное движение лопасти мешалки 5. Загруженные в емкость мелющие тела (бисер) и перерабатываемые материалы посредством вращающихся лопастей мешалки 5 совершают интенсивное сложное циркуляционное движение. При этом за счет высокой турбулизации смеси достигается ее качественное перемешивание и диспергирование (дезагрегация).

В предлагаемом смесителе циркуляционное движение мелющих тел и среды осуществляется также посредством мешалки, но принципиально другим способом. При вращении лопастей мешалки мелющие тела начинают участвовать в сложном движении. В случае небольших скоростей вращения мешалки, мелющие тела, находящиеся в верхних слоях, движутся (скользят или катятся) по нижележащим неподвижным слоям мелющих тел, по расширяющимся траекториям. С увеличением частоты вращения мешалки (n) многократно возрастают центробежные силы инерции (пропорционально n2), действием которых лопатки прижимаются к внутренней поверхности емкости и в движение вовлекаются последовательно все слои мелющих тел, которые начинают совершать движение (качение, скольжение) по всей внутренней поверхности емкости (по так называемым циркуляционным петлям). При этом движущиеся мелющие тела вовлекают в движение жидкую среду, скорость движения которой, что очень важно для диспергирования, всегда меньше скорости движения мелющих тел. Таким образом, диспергирование твердой фазы в жидкой в предлагаемом смесителе осуществляется практически, на всем протяжении циркуляционных петель: а) на дне емкости посредством активного взаимодействия мелющих тел с лопастями мешалки и дном емкости; б) при качении мелющих тел по внутренней торообразной поверхности емкости; в) при спутном движении мелющих тел и жидкости с разными скоростями внутри емкости без контакта с ее рабочими поверхностями; г) при ударных взаимодействиях восходящих и нисходящих потоков смеси по поверхности их раздела вблизи центральной части образующей емкость окружности (примерно, так как это происходит в барабанных машинах без внутренних устройств).

Следует отметить, что предлагаемый смеситель может эффективно обеспечить перемешивание и диспергирование гетерогенных систем с мелющими телами из материала любой плотности, в том числе и «тяжелыми» мелющими телами, причем с последними эффективность диспергирования будет выше, чем с «легкими», что в прототипе вообще невозможно организовать.

Смеситель, содержащий емкость с износостойким покрытием и штуцерами, снабженными фильтрами, вертикальный вал с мешалкой и отбойным элементом, свободно размещенные на дне емкости мелющие тела, отличающийся тем, что емкость изготовлена в виде тора, лопасти мешалки закреплены радиально на вертикальном валу с помощью цилиндрических шарниров, лопасти выполнены криволинейными конгруэнтными к образующей тора.



 

Похожие патенты:

Область использования: изобретение относится к системам выравнивания потока текучей среды в проточной части расходомеров или в трубопроводах на входе расходомеров, предназначенных для измерений объемного расхода текучих сред.

Изобретение относится к приготовлению тонкодисперсных эмульсий в системах жидкость - жидкость. Вихревой эмульсор содержит вихревую трубу с двумя тангенциальными патрубками.

Изобретение относится к генератору микропузырьков и устройству генерирования микропузырьков. Одним из аспектов настоящего изобретения является генератор микропузырьков, в котором имеется вихревая камера, отверстие для подачи текучей среды, соединенное с вихревой камерой, при этом отверстие для подачи текучей среды предназначено для подачи текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры, и выпускную трубу, предназначенную для направления текучей среды в направлении, по существу, перпендикулярном направлению, в котором текучая среда введена.

Изобретение относится к смешивающему устройству для смешивания первого газа со вторым газом, причем этот второй газ является коррозионным по отношению к смешивающему устройству.

Изобретение предназначено для использования в дорожном строительстве при производстве асфальтобетонных смесей и устройстве дорожного покрытия. Устройство содержит смеситель, системы подачи битума и вспенивающей жидкости, снабженные запорной арматурой, и диспергирующее устройство.

Изобретение относится к оборудованию, используемому при производстве фосфорсеросодержащих удобрений, основной стадией которого является аммонизация кислот. Реактор состоит из корпуса, входящей в него реакционной трубы, патрубков ввода кислот, патрубка ввода аммиака, установленного на корпусе, и патрубка вывода продукта.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к электроизоляционной промышленности, судо-, авиа-, авто-, машиностроению и может быть использовано для получения полимерных композиционных материалов, печатных плат и лакотканей.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к системам ультрафиолетового излучения, применяемым для уничтожения микроорганизмов, и в частности к способу перемешивания жидкостей в системах, в которых используется ультрафиолетовый свет для обеззараживания жидкостей.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Смеситель сыпучих материалов гравитационного типа содержит неподвижный вертикальный корпус прямоугольного сечения, внутри которого к противоположным сторонам прикреплены направляющие лотки, под которыми размещены устройства для разделения потока. В верхней части корпуса установлены устройства загрузки, а в нижней - устройства выгрузки. Направляющие лотки установлены с возможностью поворота симметрично относительно плоскости симметрии корпуса. Между нижними краями лотков выполнен зазор, под которым размещены устройства для разделения потока, представляющие собой симметричные наклонные пластины. На поверхностях направляющих лотков и устройств для разделения потока выполнены продольные ручьи, ширина которых уменьшается по высоте корпуса. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса смешения. 4 ил.

Изобретение относится к пищевой, сельскохозяйственной, химической и другим отраслям промышленности и предназначено для смешивания вязко-пластичных и сыпучих масс, получения упорядоченного распределения исходных компонентов внутри готовой смеси, может быть использовано при производстве строительных материалов, а также для приготовления вафельного теста. Способ получения вязко-пластичной смеси включает раздельную подачу в цилиндрическую емкость для смешивания сухих сыпучих компонентов и жидких компонентов с последующим разделением жидких компонентов на отдельные струи, перемешивание их вращающимся смесителем и вывод готовой вязко-пластичной смеси, создание вакуума в герметичной цилиндрической емкости для смешивания, разделенной на две зоны перфорированной емкостью центрального смесителя с разностью давления между внешней зоной и внутренней, достаточной для выталкивания отдельных струй жидкости во внешнюю зону и создания постоянно циркулирующего потока отдельных струй смеси в горизонтальных и вертикальных плоскостях, подачу компонентов осуществляют в два этапа: первым этапом одновременно подают жидкие компоненты в емкость для смешивания для непрерывного образования жидких отдельных струй и сухие компоненты в перфорированную емкость, вторым этапом подают остаток сухих сыпучих компонентов для опудривания созданных струй с последующим непрерывным перемешиванием и гомогенизацией вязко-пластичной смеси. Устройство для получения вязко-пластичной смеси содержит цилиндрическую емкость для смешивания жидких и сухих сыпучих компонентов, смеситель с отверстиями и устройством для вращения, устройство подачи сухих компонентов, устройство подачи жидких компонентов и устройство для вывода вязко-пластичной смеси, емкость для смешивания выполнена герметичной и снабжена патрубками устройств подачи компонентов и патрубком устройства для создания вакуума в емкости для смешивания, смеситель установлен на наклонном днище цилиндра емкости для смешивания с единой осью вращения и выполнен в виде подвижного ротора, имеющего спиралевидные лопатки, и неподвижного статора, снабженного перфорированной внутренней цилиндрической емкостью с верхней частью в виде перевернутого усеченного конуса - диффузора, причем патрубок устройства подачи сухих компонентов направлен в верхнюю часть внутренней цилиндрической емкости, а патрубок устройства подачи жидких компонентов направлен по касательной к ее поверхности с внешней стороны. Техническим результатом изобретения является повышение качества получаемой смеси и снижение удельных энергозатрат на единицу продукции, снижение окисляемости и вязкости перемешиваемых продуктов ввиду снижения содержания кислорода в емкости, снижения времени смешивания компонентов. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 6 ил.

Изобретение относится к кондитерской промышленности, а именно к установкам, предназначенным для получения многокомпонентных жидкообразных кондитерских сред. Установка состоит из блока механического смешивания, включающего не менее 2-х емкостей одинакового объема, соединенных между собой внутренним контуром трубопровода, и блока кавитационной обработки, имеющего реактор с ультразвуковым преобразователем. При этом блоки соединены основным трубопроводом, оснащенным насосом и клапаном с приводом, регулирующим направление движение смеси в автоматическом режиме. Каждая из емкостей соединена с основным трубопроводом, посредством клапанов с приводом, обеспечивающих работу в автоматическом режиме. Изобретение обеспечивает получение жидкообразных сред с высокой однородностью размеров частиц твердой фазы и равномерностью распределения компонентов во всем объеме. 1 ил.

Изобретение относится к технологии получения различного рода жидких многокомпонентных смесей, суспензий и коллоидных растворов. Смеситель-реактор состоит из двух торцевых пробок 1, корпуса цилиндрической формы 2, цилиндрического вкладыша 3, составленного из набора одинаковых ячеек 4, и камеры предварительного смешивания. При сборке вкладыша каждая ячейка поворачивается вокруг продольной оси цилиндрического корпуса 2, обеспечивая соосность каналов соответствующих ячеек. Каждая ячейка 4 имеет на одной торцевой поверхности выступы, на другой - углубление, отвечающее выступу по форме и расположению, а на соседних ячейках такие же углубления и выступы, что обеспечивает плотный контакт торцовых поверхностей ячеек. Вкладыш 3 вставляется внутрь цилиндрического корпуса 2 без зазора или с незначительным натягом и фиксируется с торцов торцевыми пробками 1, имеющими патрубки 17, предназначенные для соединения с трубопроводом. Изобретение обеспечивает создание смесителя-реактора ячеистого типа, характеризующегося высокими техническими характеристиками, позволяющими получить однородные по физико-химическому составу жидкие среды и максимально достичь эффективного прохождения химического и физического реагирования составных элементов жидкостей по всему рабочему объему смесителя-реактора. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к смешивающим устройствам и может быть применено для смешения потоков текучей среды, в частности газов или жидкостей, в различных отраслях промышленности и преимущественно в нефтепереработке и нефтехимии, газовой и энергетической промышленности. Смешивающее устройство для потоков текучей среды содержит камеру смешения, соединенные с ней по меньшей мере две коаксиально размещенные цилиндрические трубы, по которым потоки текучей среды поступают на смешение, завихритель, установленный по меньшей мере в одной из труб, и штуцер для вывода смеси, диаметр камеры смешения более чем в 1,7 раза превышает диаметр внешней из труб, а соотношение между длиной камеры смешения и ее диаметром больше или равно 1,5. При этом завихритель установлен с возможностью подвода закрученного потока на вход камеры смешения с интенсивностью, определяемой из отношения момента количества движения потока текучей среды к осевому количеству движения потоков на входе в камеру смешения, которое равно или больше 0,7. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности смешения подаваемых потоков текучей среды. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, эмульгирования, гомогенизации жидких сред и может быть использовано для проведения и интенсификации гидродинамических физико-химических, тепломассообменных процессов в системах «жидкость-жидкость» и жидкость-газ». Устройство содержит корпус с передней торцовой крышкой, консольно закрепленные упругие заостренные пластины, расположенные напротив горизонтальных осей щелевидных участков конических сопел с возможностью осевого смещения. Предусмотрен радиальный патрубок ввода основного компонента. Входной патрубок основного компонента, имеющий цилиндрический участок может перемещаться в осевом направлении. Смесительный элемент представляет собой цилиндрический корпус с внутренней конической поверхностью, на которой выполнены не менее двух радиальных проточек. В торцовой перегородке корпуса, где находится четное количество сквозных пересекающихся каналов, закреплена ступенчатая цилиндрическо-коническая вставка. На ее цилиндрическом конце, находящемся напротив щелевидного сопла, выполнена лыска, на которой жестко закреплена упругая пластина одной толщины. Пластина имеет П-образную форму с пластинами-ножками разной длины. Средняя ступень, значительно большего диаметрального размера, имеет коническую поверхность и находится внутри корпуса смесительного элемента. На другой цилиндрической поверхности ступенчатой вставки закреплены стержни с консольной частью разной длины, расположенные по окружностям в несколько рядов вдоль оси. В каждом последующем ряду оси стержней смещены по длине окружности относительно осей стержней предыдущего ряда на одинаковое расстояние. Внутренняя часть задней торцовой крышки, по оси которой находится выходной патрубок, выполнена в виде поверхности, близкой к сферической. Разность длин консольных пластин-ножек П-образной упругой пластины выбирается таким образом, чтобы разность частот, генерируемая этими элементами, не превышала 5%. Оси входа и выхода пересекающихся сквозных каналов находятся на одном диаметре и располагаются друг напротив друга на боковых поверхностях торцовой перегородки таким образом, что в каждой паре соседних каналов вход первого канала находится напротив выхода второго канала, а вход второго канала находится напротив выхода первого канала. Длина консольной части стержней в каждом ряду одинакова, но в каждом следующем ряду уменьшается таким образом, чтобы коническая поверхность, прилегающая к наружной поверхности торцов стержней была эквидистантна внутренней конической поверхности корпуса смесительного элемента. Форма поперечного сечения консольной части стержней может быть любой (круг, треугольник, многоугольник и др.). На боковой поверхности стержней выполнены не менее одной продольной канавки с округлой формой поперечного сечения, имеющих длину не менее чем 3/4 длины консольной части стержня. Стержни установлены с произвольной ориентацией боковых поверхностей. Диаметр, на котором находятся оси выхода сквозных пересекающихся каналов, должен быть больше внутреннего диаметра выходного патрубка в 1,4…1,6 раза. В устройстве осуществляется комплексное воздействие на обрабатываемую среду: акустических колебаний, кавитации, турбулентных пульсаций, сдвиговых напряжений, вихревых потоков. Технический результат изобретения - интенсификация гидродинамических, физико-химических и тепломассообменных процессов. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к аппарату для смешивания трех адгезивных компонентов и набору для смешивания трех адгезивных компонентов, пригодных в качестве смесительного контейнера трехкомпонентного смешанного адгезивного средства, используемого, например, при хирургической или стоматологической операции (хирургическом или стоматологическом лечении). Аппарат для смешивания трех адгезивных компонентов и набор для смешивания трех адгезивных компонентов включает шприц, заполненный первым лекарственным средством, поршень и соединительную насадку с инфузионной иглой, снабженную соединительным элементом для контейнера со вторым лекарственным средством и соединительным элементом для контейнера с третьим лекарственным средством и расположенным в основании сливным каналом. Первое лекарственное средство, второе лекарственное средство и третье лекарственное средство смешивают в шприце путем разъемного присоединения соединительной насадки с инфузионной иглой к выпускному отверстию шприца, присоединения контейнера со вторым лекарственным средством к его соединительному элементу и контейнера с третьим лекарственным средством к его соединительному элементу и последующего выдвижения вставленного в шприц поршня для введения второго лекарственного средства и третьего лекарственного средства в шприц. Изобретение позволяет легко и однородно смешивать три типа лекарственных средств с получением трехкомпонентного смешанного адгезивного средства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к смешиванию текучих сред. Устройство содержит полый трубчатый основной корпус (41) для смешивания первой (G4) и второй (G5) текучих сред внутри него, первый впускной порт, предусмотренный в верхней по потоку части основного корпуса (41), через который протекает первая текучая среда (G4), способствующий смешиванию корпус (38) трубчатой формы, расположенный внутри основного корпуса (41) и имеющий продольную ось (С1), проходящую в направлении, согласованном с направлением потока первой текучей среды (G4), причем противоположные концы способствующего смешиванию корпуса оставлены открытыми, и второй впускной порт (45), предусмотренный в периферийной стенке основного корпуса, через который протекает вторая текучая среда (G5) в направлении наружной периферийной стенки способствующего смешиванию корпуса (38). Первая текучая среда (G4) протекает снаружи и внутри способствующего смешиванию корпуса (38). Изобретение обеспечивает однородное смешивание и позволяет снизить потери давления. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к смесительным устройствам и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности для получения смесей определенного соотношения. Устройство содержит центральную камеру, напорную и смесительную камеры, соединенные конфузором, установленные коаксиально с возможностью осевого перемещения патрубок инжектируемых сред и центральный нагнетательный патрубок, снабженные соплами, причем между соплами обоих патрубков выполнена кольцевая щель, как минимум, два патрубка подвода инжектируемых сред, соединенных с центральным нагнетательным патрубком, оснащенным ребрами через шестигранную муфту, при этом центральная и напорная камеры, сообщенные между собой посредством трубок, имеют как минимум четыре периферийных нагнетательных патрубка, половина из которых установлена на напорной камере и расположена под наклоном к диаметральной и осевой плоскостям, а между поверхностью конфузора и соплом патрубка инжектируемых сред выполнена кольцевая щель, а также центральная камера соединена с центральным нагнетательным патрубком за счет цилиндрической муфты, фиксируемой гайками, кроме того, на патрубке инжектируемых сред установлен корпус, где в подшипниках скольжения установлена ведущая зубчатая шестерня с барашком, которая зубьями находится в зацеплении с зубьями ведомой шестерни, имеющей резьбу на внутренней поверхности цилиндра, в соединении с резьбой на внешней поверхности втулки, а на внутреннем цилиндре шлицы, с зацеплением со шлицами патрубка инжектируемых сред, на шестигранной муфте установлен корпус, где в подшипниках установлена ведущая зубчатая шестерня с барашком, которая зубьями находится в зацеплении с зубьями ведомой шестерни, имеющей резьбу на внутренней поверхности цилиндра, в соединении с резьбой на внешней поверхности втулки центрального патрубка, имеющей на внутреннем цилиндре шлицы, с зацеплением со шлицами цилиндрической муфты, кроме того, подвижные части центрального патрубка и конфузора имеют воротники для герметизации замкнутого пространства. Устройство позволяет повысить качество смешения сред, оптимизировать процесс инжекции и дает возможность осуществления определенной дозированной концентрации инжектируемых сред в заданный объем рабочей среды посредством регулировки их соотношения непосредственно в процессе работы, что улучшает его эффективность и повышает надежность. 1 ил.
Наверх