Результат интеллектуальной деятельности: Мешалка

Изобретение относится к аппаратам емкостного типа, 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.

Известны мешалки ViscoJet(ООО «ЕТ-Сервис» www.viscojet.ru), содержащие приводной вертикальный вал, ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры, выполненные в виде прямых круговых полых усеченных конусов, обращенных большими основаниями в сторону вращения. Основными недостатком таких мешалок является то, что они не обеспечивают достаточно полного перемешивания во всем объеме аппарата. Известно перемешивающее устройство (Патент РФ №2396108, 2010, С1), содержащее приводной вертикальный вал, ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены конфузоры, выполненные в виде прямых круговых полых усеченных конусов, обращенных большими основаниями в сторону вращения. Основным недостатком данного перемешивающего устройства является низкая эффективность перемешивания.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предполагаемому изобретению является мешалка (Патент РФ №2578156, 2016, С1), прототип, содержащая приводной вертикальный вал, ротор с радиальными спицами, на концах которых закреплены парами коаксиально друг в друге с помощью продольных ребер конфузоры, выполненные в виде прямых круговых полых усеченных конусов, обращенных большими основаниями в сторону вращения, К основным недостаткам мешалки можно отнести то, что потоки жидких компонентов смеси, разогнанные в конфузорах, взаимодействуют друг с другом только после выхода их из конфузоров.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности процессов перемешивания и диспергирования жидких материалов.

Решение указанной задачи достигается тем, что на меньших основаниях внешних конфузоров смонтированы соосно к ним полые диффузоры, изготовленные в виде сопла Лаваля, задняя расширяющаяся часть сопла Лаваля выполнена из отдельных продольных упругих пластин, закрепленных консольно в суженной его части, между пластинами имеются щелевые отверстия, свободные концы пластин отогнуты радиально от оси симметрии сопла, продольные ребра установлены между конфузорами по винтовой линии.

На фиг. 1 изображена мешалка, общий вид; на фиг. 2 - коаксиальное размещение конфузоров, из которых внешний с соплом Лаваля.

Мешалка содержит приводной вертикальный вал 1 ротор с радиальными спицами 2, на концах которых закреплены парами коаксиально друг в друге внутренние 3 и внешние 4 конфузоры, обращенные большими основаниями в сторону вращения. Конфузоры 3,4 выполнены в виде прямых круговых полых усеченных конусов. На меньших основаниях 5 внешних конфузоров 4 соосно к ним смонтированы полые диффузоры 6. Диффузоры 6 изготовлены в виде сопла Лаваля. Расширяющаяся часть сопла Лаваля выполнена из отдельных продольных упругих пластин 7, закрепленных консольно. в суженной его части. Между пластинами имеются щелевые отверстия 8. Свободные концы 9 пластин 7 отогнуты радиально от оси симметрии сопла. Продольные ребра 10 установлены между конфузорами 3, 4 по винтовой линии. Мешалка работает следующим образом.

Компоненты смеси загружаются в корпус аппарата. При вращении ротора мешалки конфузоры 3,4 подхватывают жидкость. На выходе из них скорость потоков движения жидкости многократно возрастает, и они ударяются между собой внутри диффузора и о жидкость находящуюся вне рабочего органа ротора. Совокупность таких воздействий (удар, кавитация) на смесь (дисперсию или эмульсию), приводит к интенсивному диспергированию и смешению компонентов с образованием гомогенной структуры.

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

Присоединение к внешнему конфузору диффузора в виде сопла Лаваля с расширяющейся частью из отдельных продольных упругих пластин с отогнутыми радиально концами позволяет значительно увеличить турбулентность потоков жидкости за счет конфигурации диффузора, колебаний упругих пластин сопла посредством отогнутых ее концов, возмущающих воздействий потоков жидкости изнутри, снаружи и через щелевые отверстия сопла. Использование продольных ребер по винтовой линии, соединяющих конфузоры, позволяет, в зависимости от необходимости, создавать за счет вращательного движения жидкости внутри сопла необходимый перепад давлений жидкости внутри и снаружи сопла. Опытным путем установлено, что эффективность мешалки с соплом Лаваля для перемешивания систем жидкость-твердое на 30…45% выше мешалки изготовленной по схеме прототипа при равных их гидравлических сопротивлениях.

Таким образом происходит повышение эффективности процессов перемешивания и диспергирования жидких материалов.