Перемешивающее устройство к ферментерам

ОП ИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУщ 644823 Союз Совещла Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.01(51) М. Кл.зС 12 В 1/1 сударственнцй комитет СССРделам изобретений и открытий 663.033.83(088.8) 53 У 4) ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТ ЕРМЕНТЕРАМ Изобретение относится к перемешивающим устройствам, применяемым в ферментерах для перемешивания сред, у которых в ходе технологического процесса меняется плотность или вязкость, и может найти при менение в химической промышленности.Известны перемешивающие устройства к ;ферментерам, состоящие из приводного вала, смонтированного на нем держателя с лопастями и механизма поворота лопастей, 10 выполненного из двух связанных пальцами дисков, смонтированных в резьбовых стаканах, и двух червячных колес, находящихся в зацеплениях с червяком 11. При этом лопасти установлены шарнирно на осях 15 червячных колес.Эти перемешивающие устройства имеют сложную конструкцию. Кроме того, при их работе по мере изменения плотности или вязкости перемешиваемой среды определя ют эти показатели последней, после чего оператор изменяет диаметр лопастей или ихвысоту.Целью изобретения является упрощение конструкции и обеспечение саморегулиро вания поворота лопастей в зависимости от динамического сопротивления среды.Указанная цель достигается тем, что, согласно изобретению, в пер емешивающем устройстве к ферментерам, состоящем из 30 приводного вала, укрепленного на нем держателя с лопастями и механизма поворота лопастей, механизм поворота содержит асимметрично прикрепленные к лопастям пальцы, установленные в держателе с возможностью поворота, и размещенные на пальцах пружины, один конец каждой из которых связан с лопастью, а другой укреплен в держателе, при этом на последнем имеются упоры для ограничения угла поворота лопастей.В процессе культивирования микроорганизмов происходит наращивание биомассы, приводящее к повышению плотности и вязкости среды, вследствие чего требуется более значительная интенсивность перемешивания. Сопротивление среды движению лопастей мешалки при этом возрастает, в результате чего лопасть, преодолевая усилие пружины, поворачивается на пальце, что приводит к увеличению угла ее атаки и соответственно к увеличению эффективной площади перемешивания лопасти.Таким образом, имеет место саморегулирование угла поворота лопасти, соответствующего достигнутой плотности (вязкости) при заранее заданной жесткости пружины.Предлагаемое устройство для перемешивания может иметь как вертикально расположенные лопасти; так и горизонтальнорасположенные лопасти, установленные поднекоторым углом (винтового типа),На фиг. 1 схематично изображено псремешивающее устройство с вертикальнымилопастями, вид сбоку; на фиг. 2 - то же,вид сверху; на фиг. 3 схематично изображено перемешивающее устройство .с лопа-стями винтового типа, вид сбоку; на фиг,4 - то же, вид сверху; на фиг, 5 изоорагкено совместное выполнение на одном валувертикальных лопастей и винтовых лопастей, вид сбоку; на фиг, б - то же, видсверху,Перемешивающее устройство имеет приводной вал 1, на котором укреплен держатель 2. По периферии держателя 2 прикреплены пальцы 3, на которые надеты пружины 4, Последние упираются одним концомв соответствующие лопасти 5, асимметричноприкрепленные к пальцам 3, а другим концом - в держатель 2,Пальцы 3 и пружины 4 образуют механизм поворота лопастей 5,В исходном положении пружина 4 воздействует на лопасть 5, удерживая ее подпружиненной у ограничительного упора 6 сзаданным усилием под определенным угломатаки а, меньшим 90 и равным примерноот 10 до 15, В устройствах с вертикальнымрасположением лопастей угол атаки а заключен между направлением лопасти и касательной к окружности, описываемой центром пальца вокруг вала 1 (см. фиг. 1). Вустройствах с горизонтальным расположением лопастей угол атаки а заключен между направлением лопасти и горизонтальнойосью лопасти (см, фиг. 3).Максимальный угол атаки - 90, минимальный - 0, Пружины тарированы наусилие, соответствующее заданной интенсивности перемешивания, либо плотностисреды.Перемешивающее устройство работаетследующим образом,Во время вращения вала 1 (в направлении, указанном стрелкой) при заданнойплотности среды лопасти 5 занимают положение, обозначенное сплошной линией. Приэтом они имеют минимальный угол атакии минимальную эффективную площадь, По 50мере наращивания биомассы и соответственного увеличения плотности или вязкостиее, приводящего к увеличению сопротивления среды вращению лопастей, последние разворачиваются вокруг своих пальцев 3 и занимают положение, соответствующее повышенной плотности среды (на чертежах изображено пунктирной линией). В результате этого поворота лопастей 5 их угол атаки а и эффективная площадь перемешивания увеличиваются. Это происходит при вертикальном расположении лопастей см, фиг. 1) за счет увеличения их диаметра, при горизонтальном расположении лопастей (см, фиг, 3) - за счет увеличения их высоты,Увелйчение угла атаки а лопастей самопроизвольно приводит к повышению интенсивности перемешивания и увеличению коэффициента массообмена,Для предотвращения чрезмерного поворота лопастей 5 под воздействием возросшего сопротивления среды на держателе 2 предусмотрены упоры 7.При необходимости регулирования усилия пружин, воздействующих на лопасть, следовательно, и учета усилия сопротивления среды, на держателе по окружности вокруг пальца 3 каждой лопасти о предусмотрены гнезда 8 для размещения конца пругкины.Таким образом, без участия оператора саморегулированием обеспечивается повышение интенсивности перемешивания за счет действия сил сопротивления среды и противодействия сил упругости пругкин.Формула изобретенияПеремешивающее устройство к ферментерам, состоящее из приводного вала, укрепленного на нем держателя с лопастями и механизма поворота лопастей, о т л и ч а ющ е ес я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, механизм поворота содержит асимметрично прикрепленные к лопастям пальцы, установленные в держателе с возможностью поворота, и размещенные на пальцах пружины, один конец которых связан с лопастью, а другой - укреплен в держателе, при этом на последнем имеются упоры для ограничения угла, поворота лопастей,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Юо 448218, кл, С 12 В 1/10, 1972.Изд.124арственного комитета ССС 113035, Москва, Ж,Тираж 548 по делам изобретен ушская наб., д, 4;/5 Подписоткрытий