Мешалка

ИЗОБРЕТЕН К ПАТЕ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(73) Научно-производственное объединение химического машиностроения г.С-Петербурга(57) Использование изобоетения: интенсифицирование технологических процессов в химических реакторах и аппаратах. Сущность изобретения: мешалка снабжена плитой 2 с лопастями 3, прикрепленной к валу. В торцевых плоскостях плиты и вала расположены в радиальном направлении выступы и впадина с соприкасающимися боковыми поверхностями, 2 ил.Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к аппаратам и устройствам для перемешивания жидких неоднородньх сред, и может быть использовано в других областях техники, где необходимо интенсифицировать технологический процесс путем перемешивания компонентов.Известна мешалка, установленная на валу и содержащая радиально расположенные лопасти, закрепленные неподвижно относительно ступицы,При большом разнообразии формы и размеров лопастей, их количества и расположения относительно ступицы, варианты крепления мешалок на валу таким разнообразием не отличаются. Одним из универсальных приемов крепления (фиксации) мешалки на валу является базирование по цилиндрической поверхности отверстия в ступице и передача крутящего момента от вала посредством призматической шпанки. При этом высота ступицы определяется конструктивно принятым отношением высоты к внутреннему диаметру (в диапазоне от 1 до 2) и необходимой по прочности длиной шпонки, а толщина стенки ступицы - не столово условиями прочности, сколько конструктивными требованиями к размещению шпанки (размерами шпоночного паза), Таким образом, необходимость размещения шпоночногп паза на определенном локальном участке ступицы ослабляет ее сечение на этом участке и одновременно необоснованно усиливает на остальных, что приводит к увеличению массы мешалки.Масса ступицы и трудоемкость ее изготовления существенно возрастают в мешалках разьемной конструкции, которые состоят из двух частей с разьемом в диаметральной плоскости. Предусматривается, чтобы какдая часть таких мешалок проходила в корпус аппарата через л 1 ок с последующей сборкой мешалки внутри корпуса. Возрастание массы ступицы и трудоемкости изготовления этих мешалок вызваны увеличением толщины стенки ступицы для размещения крепежных деталей и услокнением технологических операций,В аппаратах со специальными покрытиями (эмалированных, гуг щированных) применяются мешалки, конструкция которых определяется специальными технологическими требованиями к возможности нанесения покрытия. Эти мешалки не имеют ступицы (не съемные), лопасти приварены непосредственно к валу аппарата. Однако такое упрощение конструкции собственно мешалки ведет к значительному усложнению корпуса аппарата, а именно. к необхо димости выполнения фланцевого разъема большого. диаметра на корпусе аппарата, поскольку установка вала с мешалкой через люк затруднительна, Увеличение трудоемкости монтажных работ и обслуживания, сложность обработки вала, ограниченное число лопастей - все это такяе ограничивает область применения мешалок.Наиболее близкой по достигаемому эффекту является мешалка, содержащая вал со ступицей, к которой прикреплены расположенные в радиальном направлении листовые лопасти с ребрами жесткости, Каждая лопасть и ребро выполнены с продольными "5 пазами, образующими их замковое соединение после прикрепления лопасти и ребра к боковой поверхности ступицы.Ряд недостатков этой мешалки, как ирассмотренных, связан с наличием ступи цы -. это увеличение массы мешалки и трудоемкости технологических операций обработки с необходимой точностью глубоких отверстий и шпоночных пазов в ступице.Повышение трудоемкости изготовления ловыполнения продольных пазов в лопасти и ребре длиной, равной длине лопасти, образующих замковое соединение, а также обес- печением прилегания торцовых поверхностей лопасти и ребра к цилиндрической поверхности ступицы (линия пересечения - эллипс),Ребра жесткости, расположенные по всей длине на лобовой и тыльной стороне лопастей, образу 1 от с лопастями поверхность желоба, что вызывает искажение траектории потока жидкости, увеличение гидравлического сопротивления мешалки соответственно потребляемой мощности, а также создает застойные зоны, ограничивающие возможность использования мешалки в рабочих средах, склонных к налипанию, Кроме того техническое рещение распространяется на мешалки лопастного типа и не охватывает имеющие широкое распространение турбинные мешалки, в которых лопасти установлены на диске, скрепленном со ступицей,Целью изобретения является снижение массы и трудоемкости изготовления, а также расширение области применения лешалки,Поставленная цель достигается тем, что мешалка снабжена плитой, относительно которой неподвижно закреплены лопасти. При этом с плитой непосредственно соединены лопасти глешалок лопастного типа или диск с расположенныюли по его периферии лопастями для мешалок турбинных и зубчатых. Плита торцовой плоскостью прикима 30 35 40 45 50 55 пастей мешалки вызвано необходимостью2002493 55 ется к торцу вала, В торцовых плоскостяхплиты и вала выполнены расположенные врадиальном направлении выступ и впадина,соприкасающиеся своими боковыми поверхностями, 5На фиг.1 представлено устройство,главный вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1.Мешалка, установленная на валу 1, содеркит плиту 2, относительно которой неподвижно закреплены расположенные по 10периферии диска лопасти 3, В мешалкахлопастного типа лопасти крепятся непосредственно к плите. В торцовых плоскостяхвала и плиты расположены в радиальномнаправлении выступ 4 и соответственно 15впадина с соприкасающимися боковымиповерхностями.Мешалка работает следующим образом, Вращение от вала 1 передается черезсоприкасающиеся боковые поверхности 20впадины и выступа 4 плите 2 и соединеннымс ней лопастям 3, обеспечивающим перемешивание жидких сред в корпусе аппарата.Фиксация мешалки на валу обеспечиваетсяприжатием торцовых плоскостей вала и 25плиты, а ее центрирование - боковыми поверхностями выступа и впадины,В мешалках разьемной конструкции,допускающих доставку их частей через люкс последующей сборкой внутри корпуса аппарата, диск с лопастями выполняется издвух половин, соединяемых с плитой.В зависимости от конструктивных и технологических требований предлагаемоеустройство допускает иные способы крепления мешалки на валу например, спомощью стопорных планок) и ее центрирования (по наружному диаметру вала за счетцилиндрического углубления в плите), а также различные формы выступа (и впадины), 40его полокение (нэ валу или на плите) и способ выполнения, например в виде шпонки.Указанные варианты конкретного выполнения мешалок позволяют расширитьобласть их применения с учетом различных 45конструктивных и технологических требований,Сравнение по массе предлагаемой мешалки и известных мешалок (ОСТ 26-0150 Формула изобретения МЕШАЛКА, закрепленная на валу и содержащая расположенные в радиальном направлении лопасти, отличающаяся тем, что, с целью снижения массы и трудоемкости изготовления, а также расширения об 1245-83) показывает, что замена ступицы плитой, особенно для разъемных мешалок. позволяет уменьшить массу мешалки в среднем в 1,5 раза. Кроме того поскольку в стандартных мешалках лопасти расположены по высоте в середине ступицы, предлагаемая мешалка позволяет также укоротить вал на величину, равную половине высоты ступицы, и уменьшить величину сосредоточенной массы, существенную при расчете консольноговала аппарата. Все это дает возможность уменьшить диаметр вала аппарата, В частности в стандартной трехлопастной мешалке диаметром 800 мм, используемой в аппаратах с валом диаметром 65 мм, ступица составляет 420 от массы мешалки, а плита в предлагаемой -15 О, Снижение массы плиты в 4 раза по сравнению со ступицей уменьшает в 1,5 раза массу мешалки, что составляет 5,5 кг, а с учетом укорочения вала - более 7 кг, при общей массе стандартной мешалки - 17,1 кг,Снижение трудоемкости изготовления мешалки достигается за счет исключения трудоемких операций по обработке глубоких отверстий и шпоночных пазов в ступицах, а также ряда операций фрезерования ступиц при изготовлении разъемных мешалок, Кроме того, для мешалок лопастного типа крепление лопастей к плоской плите выполнить проще, чем к цилиндрической поверхности ступицы,В связи с большим разнообразием по коррозионной стойкости материалов, идущих на изготовление аппаратов для химической промышленности,. конструкция мешалки позволяет сократить номенклатуру и повысить коэффициент использования материалов за счет замены поковок для изготовления ступицы мешалки листовым прокатом, используемым для изготовления корпусов аппаратов,(56) Васильцов Э,АУшаков В,Г. Аппараты для перемешивания жидких сред, Справочное пособие. Л,: Машиностроение. 1979, с.44-48,Авторское свидетельство СССР Кт 1510910, кл. В 01 Е 7/18, 1989. ласти применения, мешалка снабжена плитой, прикрепленной к валу, при этом в их торцевых плоскостях выполнены в радиальном направлении выступ и впадина с соприкасающимися боковыми поверхностями и лопасти закреплены относительно плиты неподвижно.