Перемешивающее устройство

(19) КЦ пЦ (Я)В 01 Г 7 18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Научно-производственное внедренческое малое предприятие "Энергия"; Акционерное общество(54) ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование изобретения; перемешивание жидких сред в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: перемешивающее устройство содержит вал 1 с установленными на нем наклонными лопастями 2. На рабочей поверхности лопастей в шахматном порядке выполнены сферические лунки 3. 8 ил.Изобретение относится к устройствамдля перемешивания жидких сред и можетприменяться в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности. 5Известна мешалка, содержащая вращающийся вал и выполненную в виде сегментаперфорированную лопасть с отверстиями,расположенными по дуге.Недостатком известной мешалки является большое гидравлическое сопротивление, недостаточно высокая интенсивностьперемешивания.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является мешалка для жидких сред,содержащая вал с установленными на немнаклонными лопастями,Недостатком мешалки является такженебольшая интенсивность перемешивания, 20Техническим результатом решения задачи, на которое направлено данное, изобоетение, является интенсификацияпроцесса перемешивания путем образования смерчеобразных вихревых потоков. 25Данный результат достигается тем, чтов известной мешалке, содержащей вал с установленными на ием наклонными лопастями, на рабочей поверхности лопастейвыполнены сферические углубления с закругленными краями, диаметр которых в 69 раз превышает их глубину,Обтекание сплошной средой углублений (лунок, траншей, канав и т.д.) на глобально гладких поверхностях как в 35теоретическом, так и экспериментальномаспектах представляет наименее исследованную проблему гидродинамики.Аксиальио симметричные течения жидкости с потенциальными осесимметричными компонентами скорости потоков Чг и Чи азимутальной составляющей Чу описываются как45Я Я, дЯ=Одг гдг1 д ач, ач, ач,-- (гЧ)+ - =0;гаг аЕ дг- 0(1)гдес = /с (г, , 1) = + Ч + -- + 2 (Чг + Ча ) (2)Р дФ 1 г г р М 2где Р, Ч и Ф - локальные значения давления, потенциала внешних массовых сил и(3) является ч, = Со(т)г+г Чт = -2 Со(1)г+ С 1(Е),Ч +(Аи Р(ф ) 2 дг 2 дг где Г(а, х) - известная неполная гамма функций Эйлера;А, )о и ) - произвольные постоянные;Со(т) и С 1(т) Г 1 роизвольные функциивремени,В случае задания Со(т) и Сф) эволюцияаэимутального вращения среды оказывается полностью определенной.Именно этот факт создает резкую турбулизацию потока жидкости,На фиг. 1 показано перемешивающееустройство; общий вид; на фиг. 2 - сечениеВ-В на фиг,1, на фиг,3 - узел А на фиг.2; нафиг, 4 - узел Б на фиг, 2; на фиг. 5 - сечениеД-Д на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение С-С на фиг,2 (вариант выполнения углублений - штамповка); на фиг, 7 - вариант выполнения углублений - выдавливание,Перемешивающее устройство содержит вал 1 с установленными на нем наклонными лопастями 2. На рабочей поверхностилопастей в шахматном порядке выполненысферические углубления 3. Края углубленийзакруглены, что способствует лучшему формированию смерчеобразных вихревых потоков в лунках; исключая возможностьсрыва их по краям.Результаты экспериментальных исследований, проведенных иа опытной установке, показали, что на интенсивностьсмерчеобразования, а следовательно и перемешивания, влияют геометрические размеры углублений и, в частности, отношениедиаметра углублений к глубине, при этомоптимальное отношение их находится в интервале ОВ = 6 - 9 (см. фиг. 8).Углубления на поверхности лопастеймогут быть выполнены различными способами, например штамповкой или выдавливанием. скалярный потенциал скоростей Ч, и Ч так что Ч = д Фlд г и Ч, = д Фlд.Анализ системы (1) показывает, что общим ее решением в классе радиально-временной автомодельности азимутальной компоненты скорости вида2004315 ции перемешиваемой жидкости, интенсифицирующие процесс перемешивания,10 Формула изобретения тем, что лопасти выполнены со,сферическими углублениями с закругленнымикраПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ями, расположенными на рабочей содержащее вал с установленными на нем, поверхности, при этом диаметр углублений наклонными лопастями, отличающееся 15 в б - 9 раз превышает их глубину. Перемешивающее устройство работает следующим образом. Приводится во вращение вал 1 с установленными на нем лопастями 2, При обтекании жидкостью лопастей 2,на поверхности которых выполнены сфери ческие углубления 3, в последних - автогенерируются смерчеобразные вихревые потоки, способствующие резкой турбулиза(56) Авторское свидетельство СССР М 1197715, кл. В 01 Р 7/00, 1985,К.П.Гапонов. Процессы и аппараты микробиологических производств. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1981, с. 69.,Мельников акаэ 336 3 ская наб., 4/5 113035, Моск льский комбинат "Патент", г. Уж Производственно-и од, ул.Гагарина, 101 Г ражНПО "Поиск" Подписатента