Результат интеллектуальной деятельности: ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к перемешивающим устройствам, предназначено для перемешивания жидкостей различной вязкости и может быть использовано для производства водки, обогащенной ионами золота, серебра, стабилизации вин и соков, охлаждения молока, растворения твердых материалов.

Известны перемешивающие устройства (Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.), содержащие вертикальную цилиндрическую емкость, вал, привод вращательного движения, листовую мешалку из плоских звеньев, смонтированных на валу на соосных с валом муфтах. Плоские звенья установлены в плоскостях, проходящих через ось вала, и выполнены с отверстиями.

Основным недостатком листовых мешалок применительно к производству пищевых продуктов различной вязкости является то, что они могут быть использованы эффективно только для перемешивания маловязких жидкостей.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предлагаемому изобретению является перемешивающее устройство (Авторское свидетельство СССР №1452569, 1989), прототип, содержащее вертикальную цилиндрическую емкость, вал, привод вращательного движения, мешалку, состоящую из двух поперечных траверс, смонтированных на валу и на соосной с валом муфте, и плоских звеньев, прикрепленных к траверсам. К основным недостаткам конструкции перемешивающего устройства применительно к производству пищевых продуктов различной вязкости следует отнести узкую область его использования. Это обусловлено тем, что оно предназначено для перемешивания высоковязких и вязкопластичных жидкостей.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, интенсификация процессов перемешивания жидкостей различной вязкости.

Указанная задача решается тем, что плоские звенья установлены в плоскостях, проходящих через ось вала, прикреплены к валу и траверсам с помощью цилиндрических шарниров, оси которых параллельны оси вала, вал и муфта соединены с приводом вращательного движения, обеспечивающим их поочередные шаговые вращательные движения с одинаковыми углами поворота в одну сторону на угол не менее 180 градусов, кроме того, плоские звенья выполнены с отверстиями, расположенными в шахматном порядке и имеющими откидывающиеся заслонки, закрепленные на плоских звеньях над отверстиями с помощью цилиндрических шарниров, оси которых перпендикулярны оси вала.

На фиг.1 изображено перемешивающее устройство, разрез; на фиг.2 - различные положения плоских звеньев; на фиг.3 - фрагмент плоского звена с прямоугольным отверстием и заслонкой в положении «закрыто» и «открыто».

Перемешивающее устройство содержит вертикальную цилиндрическую емкость 1 с крышкой 2, вал 3, привод вращательного движения 4, мешалку, состоящую из двух поперечных траверс 5, 6, смонтированных на валу 3 и на соосной с валом муфте 7, и плоских звеньев 8-11. Плоские звенья установлены в плоскостях, проходящих через ось вала, прикреплены к валу 3 и траверсам с помощью цилиндрических шарниров 12-17 и имеют по две степени свободы в плоскостях, перпендикулярных оси вала. Оси цилиндрических шарниров параллельны оси вала 3. Вал 3 и муфта 7 соединены с приводом вращательного движения 4, обеспечивающим их поочередные шаговые вращательные движения с одинаковыми углами поворота в одну сторону на угол не менее 180 градусов. Привод вращательного движения состоит из привода вращения 18, жестко связанного с вертикальной осью 19, на которую насажены два сменных ведущих цилиндрических зубчатых колеса 23 и 24, каждое из которых имеет вырезку в форме сегментов с одинаковым числом срезанных зубьев, при этом одно из них направлено зубьями влево, а вырезом вправо, а другое наоборот - вырезом влево, а зубьями вправо. Оба колеса поочередно связаны зацеплением с ведомыми зубчатыми цилиндрическими колесами 25 и 26, насаженными на вал 3 и муфту 7. Плоские звенья 8-11 выполнены с отверстиями 27 и 28, расположенными в шахматном порядке антисимметрично друг к другу. Отверстия могут открываться и закрываться откидывающимися заслонками 29, которые установлены на плоских звеньях с помощью горизонтальных цилиндрических шарниров 30. Штуцеры 31 и 32 предназначены для загрузки и выгрузки жидкостей из емкости 1. В случае необходимости подвода или отвода тепла при проведении процесса перемешивания емкость 1 снаружи может быть оборудована рубашкой.

Перемешивающее устройство работает следующим образом.

Емкость 1 заполняется подлежащей переработке жидкостью через штуцер 31. При включении привода вращательного движения 18 вертикальная ось 19 с зубчатыми колесами 23 и 24 вращается в одном направлении, при этом каждое из колес поочередно вступает в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами 25 и 26, вращая посредством вала 3 и муфты 7 поперечные траверсы 5 и 6, которые попарно вращают на угол не менее 180 градусов плоские звенья 8, 9 и 10, 11 (на фиг.1 и 2 против движения стрелки часов). В результате вращения плоских звеньев осуществляется процесс перемешивания жидкости. При вращении лопастей 10, 11 в сторону лопастей 8, 9 происходит закрывание заслонок 29 на лопастях 10, 11, открывание заслонок 29 на лопастях 8, 9 и жидкость перетекает через отверстия 27 и через зазоры между лопастями и внутренней стенкой цилиндрического корпуса 1 в пространство между лопастями 8, 11 и 9, 10. Через некоторое время лопасти 8, 11 и 9, 10 смыкаются, совместно поворачиваются против движения стрелки часов на некоторый угол, и далее лопасти 10, 11 останавливаются, а лопасти 8, 9 начинают аналогичное движение. По завершению процесса перемешивания жидкость сливается из емкости 1 через штуцер 32.

Указанные преимущества предлагаемого перемешивающего устройства, по сравнению с аналогами, обеспечиваются новой совокупностью применяемых известных и новых конструктивных элементов.

Крепление одной траверсы к валу, а другой траверсы к муфте с отдельными шаговыми приводами вращательного движения позволяет обеспечить «мягкое» перемешивание жидкости в ламинарном режиме, что особенно важно для проведения тепло- и массообменных процессов при обработке пищевых продуктов, например, при охлаждении молока.

Обеспечение двух степеней свободы плоским звеньям при их поочередных вращательных движениях вокруг оси вала с помощью цилиндрических шарниров позволяет им приближаться вплотную друг к другу разными сторонами и с помощью отверстий и заслонок менять направление движения струй перемешиваемой жидкости.