RU2503493C1

RU2503493C1 - Fluid mixer

Info

Publication number: RU2503493C1
Application number: RU2012125460/05A
Authority: RU
Inventors: Дубаф Мунирович Мубинов; Эрнест Дубафович Мубинов; Роберт Гарафиевич Шарафиев; Дамир Альбертович Галимов
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-01-10
Also published as: RU2012125460A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to fluid mixers to be used in petrochemical, pharmaceutical and food industries. Proposed mixer comprises case accommodating shaft inside which pusher is arranged to reciprocate therein and provided with piston fitted inside the cylinder arranged atop said pusher. Radial and vertical vanes are articulated with said shaft and interarticulated. Cylinder top accommodates control handwheel with ball support arranged at handwheel screw to interact with pusher top end.Said radial and vertical vanes make with said shaft a system of articulated parallelogram. Offset of radial vanes exceeds housing inner radius. Sort ends of upper radial vanes feature angle α=15-60° relative to vane rib. Toothed plates of antifriction material are secured and said vanes, teeth being shifted by pitch.

EFFECT: expanded mixing and wall-and-bottom cleaning performances.

3 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к устройствам для перемешивания в жидкой среде и может быть использовано во всех отраслях, где необходим этот технологический процесс, например, в пищевой, в нефтехимии, в фармацевтической.The claimed invention relates to devices for mixing in a liquid medium and can be used in all industries where this process is necessary, for example, in food, petrochemicals, and pharmaceuticals.

Известно перемешивающее устройство (А.с.№1720697, Кл. B01F 7/18, 1992 г.), содержащее корпус с установленным на его оси механизмом перемешивания, включающим приводной вал с шарнирно закрепленным на нем лопастями и гибкие связи, соединенные с подвижно установленной на валу втулкой, взаимодействующей с приводом поступательно-возвратного движения в котором снижение пусковых нагрузок осуществляется за счет уменьшения диаметра по выступающим концам лопастей при пуске рабочего органа.A mixing device is known (A.S. No. 1720697, Cl. B01F 7/18, 1992) comprising a housing with a stirring mechanism mounted on its axis, including a drive shaft with blades articulated thereon and flexible couplings connected to a movably mounted on the shaft with a sleeve interacting with a translational-reverse drive in which starting loads are reduced by reducing the diameter of the protruding ends of the blades when starting up the working body.

Недостаток устройства - сложная в изготовлении и эксплуатации система изменения положения лопастей при пуске и перемешивании.The disadvantage of this device is difficult to manufacture and operate a system for changing the position of the blades during start-up and mixing.

Известно перемешивающее устройство (заявка РФ №2003102323 А, Кл. B01F 7/16. Опублик. 10.08.2004 г.), принятое за прототип, содержащее корпус с установленным на его оси механизмом перемешивания, включающим приводной вал с шарнирно установленными на нем лопастями. Внутри пустотелого вала, соосно с ним, установлен с возможностью поступательно-возвратного движения толкатель, имеющий на нижнем конце кольцевую проточку с радиусом, равным радиусу поворота радиальных лопастей, на верхнем конце толкателя смонтирован подпружиненный поршень, на который воздействует газ или жидкость.Known mixing device (RF application No. 2003102323 A, CL. B01F 7/16. Published. 08/10/2004), adopted as a prototype, comprising a housing with a stirring mechanism mounted on its axis, including a drive shaft with blades pivotally mounted on it. Inside the hollow shaft, coaxially with it, a pusher is installed with the possibility of translational-reciprocal movement, having an annular groove at the lower end with a radius equal to the radius of rotation of the radial blades, a spring-loaded piston mounted on the upper end of the pusher, which is exposed to gas or liquid.

Недостатком этого устройства является: невозможность осевого перемещения толкателя без применения сжатого воздуха или жидкости для фиксации положения лопастей относительно оси вала; а также невозможность использования лопастей для внутренней очистки стенок и днища.The disadvantage of this device is: the impossibility of axial movement of the pusher without the use of compressed air or liquid to fix the position of the blades relative to the axis of the shaft; and the inability to use the blades for internal cleaning of the walls and bottom.

Целью заявляемого изобретения является повышение технологических возможностей устройства и снижение энергозатрат.The aim of the invention is to increase the technological capabilities of the device and reduce energy consumption.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для перемешивания в жидких средах, включающем корпус с размещенным в нем валом, внутри которого установлен с возможностью поступательно-возвратного движения толкатель, на верхней части которого смонтирован поршень, размещенный внутри цилиндра, к валу шарнирно присоединены радиальные и вертикальные лопасти, также шарнирно соединенные между собой, согласно предлагаемого изобретения на верхней части цилиндра установлен регулирующий штурвал, на конце винта которого смонтирована шариковая опора, контактирующая с верхней частью толкателя, а радиальные и вертикальные лопасти с валом образуют систему шарнирного параллелограмма, у которого вылет радиальных лопастей больше, чем внутренний радиус корпуса аппарата, короткие концы верхних радиальных лопастей выполнены с углом α=15-60° относительно ребра лопасти, на лопастях прикреплены планки из антифрикционного материала с зубьями со смещением по шагу.This goal is achieved by the fact that in a device for mixing in liquid media, comprising a housing with a shaft located inside it, inside which a pusher is mounted with the possibility of translational-reciprocal movement, on the upper part of which a piston mounted inside the cylinder is mounted, radial and pivotally attached to the shaft vertical blades, also pivotally interconnected, according to the invention, on the upper part of the cylinder there is a control wheel, on the end of the screw of which a ball bearing is mounted, in contact with the upper part of the pusher, and the radial and vertical blades with the shaft form a hinged parallelogram system, in which the radial blades reach more than the internal radius of the apparatus body, the short ends of the upper radial blades are made with an angle α = 15-60 ° relative to the blade edge, on blades attached strips of antifriction material with teeth with a shift in step.

На чертеже показано устройство с частичным разрезом по вертикальной оси. Цифрами обозначено: корпус 1, с размещенным внутри валом 2, на котором смонтированы лопасти радиальные верхние 3, лопасти радиальные нижние 4. Лопасти вертикальные 5 соединены шарнирно с радиальными лопастями 3 и 4. Внутри вала размещен толкатель 6 с возможностью поступательно-возвратного движения, на нижней части которого выполнены прорези 7. Радиальные лопасти 3 установлены на валу 2 на осях 8. Верхний конец толкателя 6 опирается на пружину 9. Гайки 10 приварены к цилиндру 11. Крышка устройства 12 прикреплена к корпусу 1 болтами. На крышке смонтированы: электродвигатель 13, редуктор 14. Внутри редуктора размещена зубчатая передача 15. Регулирующий штурвал 16 установлен на цилиндре 11, на нижнем конце которого имеется шариковая опора 17. Антифрикционные планки 18 соединены с вертикальными лопастями 5 и нижними радиальными лопастями 4 и имеют зубья со смещением по половине шага относительно друг друга; радиальные лопасти 3,4 и вертикальные лопасти 5 вместе с наружной поверхностью вала 2 образуют систему шарнирного параллелограмма, причем вылет радиальных лопастей 3 и 4 больше, чем внутренний радиус корпуса 1, короткие концы верхних радиальных лопастей выполнены с углом α=15-60° относительно ребра лопасти. Буквами обозначено: А - положение лопастей в начальный момент запуска вращения вала 2 (показано пунктирными линиями); Б - положение лопастей при очистке внутренней поверхности стенок и днища; Г - перемешиваемая среда. В позиции В и Bi показано положение концов верхних радиальных лопастей при максимальном вылете d_maxи минимальном d_min соответственно.The drawing shows a device with a partial cut along the vertical axis. The numbers indicate: the housing 1, with the shaft 2 located inside, on which the upper radial blades 3 are mounted, the lower radial blades 4. The vertical blades 5 are pivotally connected to the radial blades 3 and 4. Inside the shaft there is a pusher 6 with the possibility of translational-reverse movement, the lower part of which slots are made 7. Radial blades 3 are mounted on the shaft 2 on the axles 8. The upper end of the pusher 6 is supported by a spring 9. The nuts 10 are welded to the cylinder 11. The cover of the device 12 is bolted to the housing 1. Mounted on the cover: electric motor 13, gear 14. The gear is placed inside the gear 15. The control wheel 16 is mounted on the cylinder 11, at the lower end of which there is a ball bearing 17. The antifriction plates 18 are connected to the vertical blades 5 and the lower radial blades 4 and have teeth with an offset of half a step relative to each other; the radial blades 3,4 and the vertical blades 5 together with the outer surface of the shaft 2 form a hinged parallelogram system, the radius of the blades 3 and 4 being larger than the inner radius of the housing 1, the short ends of the upper radial blades are made with an angle α = 15-60 ° relative to ribs of the blade. The letters indicate: A - the position of the blades at the initial moment of the start of rotation of the shaft 2 (shown by dashed lines); B - the position of the blades when cleaning the inner surface of the walls and bottom; G is a mixed medium. Position B and Bi show the position of the ends of the upper radial blades with a maximum reach d _max and a minimum d _min, respectively.

Устройство работает следующим образом: перед включением электродвигателя 13 вращают штурвал 16 по часовой стрелке до упора шариковой опоры 17 в верхнюю часть толкателя 6, при этом пружина 9 сжимается, и толкатель 6 перемещается вниз прорези 7 воздействует на короткие концы верхних радиальных лопастей 3, которые поворачиваются на осях 8 и перемещают лопасти из положения B(d_max) в положение А на минимальный диаметр по выступающим концам лопастей (d_min). В этом положении включают вращение вала с минимальным пусковым моментом, продолжительность которого зависит от регламента пускового периода. Затем обратным вращением штурвала 16 перемещают толкатель вверх и лопасти занимают положение с учетом диаметра смешения, который зависит от физико-механических свойств среды.The device operates as follows: before turning on the electric motor 13, turn the helm 16 clockwise until the ball bearing 17 rests in the upper part of the pusher 6, while the spring 9 is compressed, and the pusher 6 moves down the slots 7 and acts on the short ends of the upper radial blades 3, which rotate on the axes 8 and move the blades from position B (d _max ) to position A by the minimum diameter along the protruding ends of the blades (d _min ). In this position, the rotation of the shaft with the minimum starting torque, the duration of which depends on the regulation of the starting period, is included. Then the reverse rotation of the steering wheel 16 moves the pusher up and the blades occupy a position taking into account the diameter of the mixture, which depends on the physicomechanical properties of the medium.

При очистке стенок и днища, штурвал 16 устанавливают в верхнее положение, при этом винт уходит от контакта с шариковой опорой 17, лопасти занимают положение Б под действием силы пружины 9 и тяжести лопастей.When cleaning the walls and the bottom, the steering wheel 16 is set to the upper position, while the screw leaves contact with the ball bearing 17, the blades occupy position B under the action of the force of the spring 9 and the gravity of the blades.

В заявляемом устройстве, при отсутствии сжатого воздуха или жидкости, регулирующий штурвал 16 обеспечивает поступательно-возвратное движение толкателя 6, который воздействуя на короткие концы верхних радиальных лопастей осуществляет их поворот на осях 8 вместе с другими лопастями как систему шарнирного параллелограмма, у которого вылет радиальных лопастей больше, чем внутренний радиус корпуса 1, что позволяет очистку его внутренней поверхности. Для повышения эффективности очистки поверхностей к лопастям 4 и 5 прикреплены планки из антикоррозионного материала с зубьями со смещением по половине шага относительно другой лопасти. По сравнению с прототипом, концы верхних радиальных лопастей выполнены с углом α=15-60° для постоянного контакта с прорезью 7 в толкателе 6, это особенно важно при наименьшем вылете радиальных лопастей (см. чертеж Bi). Такое исполнение увеличивает радиус поворота концов верхних радиальных лопастей (см. чертеж В), что уменьшает усилие пружины 9.In the inventive device, in the absence of compressed air or liquid, the control wheel 16 provides a translational-reciprocal movement of the pusher 6, which, acting on the short ends of the upper radial blades, rotates them on the axes 8 together with other blades as a hinged parallelogram system, in which the radial blades fly out larger than the inner radius of the housing 1, which allows the cleaning of its inner surface. To increase the efficiency of surface cleaning, strips of anticorrosive material with teeth are attached to the blades 4 and 5 with a half-step offset relative to the other blade. Compared with the prototype, the ends of the upper radial blades are made with an angle α = 15-60 ° for constant contact with the slot 7 in the pusher 6, this is especially important with the smallest radial blades (see drawing Bi). This design increases the radius of rotation of the ends of the upper radial blades (see drawing B), which reduces the force of the spring 9.

Положительный эффект от заявляемого изобретения выражается в повышении технологических возможностей устройства при перемешивании различных сред без изменения конструктивных параметров устройства, а также при очистке стенок и днища корпуса аппарата, а конструктивное исполнение в виде системы шарнирного параллелограмма позволяет уменьшить наименьший диаметр смещения при пуске и снизить энергозатраты.The positive effect of the claimed invention is expressed in increasing the technological capabilities of the device while mixing various media without changing the design parameters of the device, as well as when cleaning the walls and bottom of the apparatus body, and the design in the form of a hinged parallelogram system allows to reduce the smallest displacement diameter during startup and reduce energy consumption.

Заявляемое изобретение соответствует критерию промышленной применимости и может быть использовано в качестве перемешивающего устройства в нефтехимической, фармацевтической, пищевой и в других отраслях промышленности, где необходим этот процесс.The claimed invention meets the criterion of industrial applicability and can be used as a mixing device in the petrochemical, pharmaceutical, food and other industries where this process is necessary.

Claims

A device for mixing in a liquid medium, comprising a housing with a shaft located inside it, inside which a pusher is mounted with the possibility of translational-reciprocal movement, on the upper part of which a piston mounted inside the cylinder is mounted, radial and vertical blades are pivotally connected to the shaft, also pivotally connected between itself, characterized in that on the upper part of the cylinder there is a control wheel, at the end of the screw of which a ball bearing is mounted in contact with the upper part of the pusher, and p the adial and vertical blades form a hinged parallelogram system with the shaft, in which the radial blades reach more than the internal radius of the apparatus body, the short ends of the upper radial blades are made with an angle α = 15-60 ° relative to the blade edge, and strips are attached to the vertical and lower radial blades from antifriction material with teeth with a half-step offset relative to the other blade.