Результат интеллектуальной деятельности: Мешалка

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для проведения различных тепло- и массообменных процессов химической технологии, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме перемешиваемой среды при рациональных затратах мощности.

Известна мешалка (Авторское свидетельство СССР №1648540, 1991, МПК B01F 7/18), содержащая вал, ротор, регулируемые радиальные лопасти. Основными недостатком данной мешалки является то, что она динамически неуравновешенна и не обеспечивает достаточно полного перемешивания жидких материалов во всем объеме аппарата.

Известен смеситель (Авторское свидетельство СССР №676308, 1979, МПК B01F 7/18), содержащая вал, ротор, лопасть, регулируемую в радиальном направлении. Основным недостатком данного смесителя является низкая эффективность перемешивания жидких материалов, обусловленная невысокими окружными скоростями вращения вала.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предлагаемому изобретению является мешалка (Патент РФ №2396108, 2010, МПК B01F 7/16), прототип, содержащая вал, ротор, радиальные спицы, на концах которых закреплены конфузоры с входными расширяющимися отверстиями, обращенными в сторону вращения. К основным недостаткам мешалки можно отнести невозможность регулирования длины радиальных спиц в процессе перемешивания жидких материалов.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности процессов перемешивания и диспергирования жидких материалов путем рационального изменения конструктивных и режимных параметров мешалки.

Решение указанной задачи достигается тем, что конфузоры и радиальные спицы выполнены в виде соединенных между собой ножничных механизмов типа ромб, ротор установлен коаксиально валу с возможностью возвратно-поступательного движения в осевом направлении, внутренние концы элементов ножничных механизмов смонтированы с помощью цилиндрических шарниров на валу и роторе, нижние концы элементов ножничных механизмов смонтированы на валу, верхние концы элементов ножничных механизмов смонтированы на роторе, оси цилиндрических шарниров, соединяющих элементы ножничных механизмов, установлены поперек длин элементов, вдоль сторон их наибольшей ширины и в плоскостях, перпендикулярных оси вала.

На фиг. 1 изображен общий вид мешалки; на фиг. 2 - мешалка со сложенными ножничными механизмами; на фиг. 3 - мешалка с максимально раздвинутыми ножничными механизмами.

Мешалка содержит вал 1, ротор 2, радиальные спицы 3, на концах которых закреплены конфузоры 4 с входными расширяющимися отверстиями, обращенными в сторону вращения. Конфузоры 4 и радиальные спицы 3 выполнены в виде ножничных механизмов типа ромб. Конфузоры 4 представляют собой полую четырехугольную усеченную пирамиду (на фиг. 1 правильной формы), состоящую из плоских элементов 5 в виде равнобедренных трапеций, соединенных между боковыми сторонами с помощью цилиндрических шарниров 6. Ротор 2 установлен коаксиально валу 1 с возможностью возвратно-поступательного движения в осевом направлении. Внутренние концы 7, 8 элементов 9 ножничных механизмов смонтированы с помощью цилиндрических шарниров 10 на валу 1 и роторе 2. Нижние концы 7 элементов 9 ножничных механизмов смонтированы на валу 1. Верхние концы 8 элементов ножничных механизмов смонтированы на роторе 2. Оси цилиндрических шарниров 10, соединяющих элементы 9 ножничных механизмов, установлены поперек длин элементов 9 вдоль сторон их наибольшей ширины и в плоскостях, перпендикулярных оси вала 1.

Мешалка работает следующим образом.

Компоненты смеси загружаются в корпус аппарата (на фиг. 1-3 не показан), в котором установлена мешалка. При вращении ротора 1 мешалки конфузоры 4 подхватывают жидкость. На выходе из них скорость движения потоков жидкости многократно возрастает, они соударяются между собой, взаимодействуют с жидкостью, находящейся вне рабочих органов мешалки. Совокупность таких воздействий (удар, кавитация) на смесь (дисперсию или эмульсию) приводит к интенсивному диспергированию и смешению компонентов с образованием гомогенной структуры.

С помощью ножничных механизмов радиальных спиц 3 путем осевого перемещения ротора 2 можно установить оптимальные геометрические размеры спиц, конфузоров для заданной частоты вращения вала.

Указанные преимущества предлагаемой мешалки, по сравнению с известными, обеспечиваются новой совокупностью конструктивных элементов.