Смеситель

. (9) оз В 01 Е 11/ ИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ч 1(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 1428449, кл. В 01 Е 11/00, 1989,Авторское свидетельство СССРМ 1674988, кл. В 08 В 3/2, 1989.(57) Изобретение относится к устройствамдля смешивания дисперсных сред и можетприменяться в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и др. отраслях промы тленности. Цель изобретенияповышение эффективности смешивания путем увеличения гомогенизации смешиваеИзобретение относится к устройствам для смешивания дисперсных сред с целью получения однородных материалов и может применяться в различных отраслях промышленности,например, в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и др,Известно устройство для получения дисперсных систем в жидкой среде, содержащее сосуд, установленный на подвижной платформе вибратора.Недостатком этого устройства является его низкая эффективность, т,к. приведение в колебания сосуда, в котором находится обрабатываемая жидкость требует затрат энергии тем больших, чем больше масса сосуда,Наиболее близким к заявленному смесителю по технической сущности и достигамых продуктов и стойкости получаемой смеси при интенсификации смешивания и сни: жении энергозатрат. Смеситель состоит из рабочей камерц и вибратора, содержащего приводной механизм. выполненный в аиде силового цилиндра и цилиндра газовой пружины с размещенными в них поршнями, установленными на общем штоке, соединенном с рабочей камерой. Кроме этого; имеешься генератор пульсирующего давления воздуха, Вращение коленчатого вала от электродвигателя приводит к колебательному движению поршней, что вызывает поочередное сжатие и расширение воздуха в полостях цилиндра, в результате чего возникают резонансные колебания системы, которые характеризуются наиболее интенсивным колебательным: движением газо- жидкостной смеси. 1 з.п.ф-лц, 2 ил. емому результату является смеситель, с - ф держащий рабочую камеру и вибратор.Недостатком устройства-прототипа яв- СО ляется малаяэффективность. Совершающие колебательное движение рабочая Я камера и элементы вибратора в понятиях р механики колебаний не являются колебательной системой из-за отсутствия упругого элемента, Поэтому энергозатратц на поддержание колебаний рабочей камеры существенно зависят от ее массы вместе с ф приведенной массой подвижных частей вибратора, что приводит к большим энерго- затратам и нагрузкам в механизме. Кроме того, из-за жесткой кинематической связи между вибратором, выполненным в виде кривошипно-шатунного механизма, и рабочей камерой, амплитуда перемещения рабочей камеры постоянна и не зависит от режима работы. Это вызывает большие нагрузки при запуске и ограничивает амплитуду перемещения и ускорения в резонансном режиме, что снижает эффективность технологического процесса - степень гомогениэации и стойкость смеси,Цель изобретеНия - повышение эффективности смешивайия путем увеличения. гомогенизации смешиваемых продуктов при 10 интенсификации смешивания и снижении энергозатрат.Поставленная цель достигается тем, что в известном смесителе, содержащем рабочую камеру и вибратор, последний выполнен в виде установленнОго соосно с рабочей камерой приводного механизма и генератора пульсирующего давления с рабочей полостью, при этом приводной механизм 15 20 выполнен в виде силового цилиндра и цилиндра газовой пружины с размещенными в них поршнями, установленными на общем штоке, соединенном с рабочей камерой, а рабочая полость генератора пульсирующего давления сообщена с полостью силовогоцилиндра,Поставленная цель достигается такжетем, что силовой цилиндр и цилиндр газовойпружины снабжены регуляторами давления 30 в полостях указанных цилиндров.Проведенный заявителем поиск по научно-техническим и патентным источникам информации и выбранный из перечня-анало 35 гов прототип позволили выявить отличительные признаки в заявленном техническом решении, следовательно, заявленное устройство удовлетворяет критерию изобретения "новизна", а проведенный заявителем дополнительный поиск известных техниче ских решений с целью обнаружения в них признаков, сходных с йризнаками отличительной части формулы заявленного техни. ческого. решения, и сравнения свойств заявляемого и известных технических решений, обусловленных наличием в них указанных признаков показал, что, во-первых, невсе признаки отличительной части формулынайдены в известных технических решенипроявляются свойства, не совпадающие со свойствами, проявляемыми указанными признаками в известных технических решениях, чем обуславливается достижение заявленного положительного эффекта, следовательно, заявленное техническое реях, во-вторых, сопоставительный анализ 50 . свойств, обуслрвлейных наличием некоторых отличительных призйаков в известных решениях и в заявленном техническом решении, показал, что у заявленногр решения шение удовлетворяет критерию изобретения "существенные отличия".На фиг.1 показан смеситель в.сборе. общий вид; на фиг.2 - вибратор, общий вид,Смеситель содержит цилиндрическую рабочую камеру 1, снабженную сливной и наливной горловинами 2 и 3 с гибкими шлангами 4 и 5 и эапорными кранами 6 и 7, Рабочая камера 1 нижним концом соединена со штоком вибратора 8. Рабочая камера 1 и вибратор 8 установлены на неподвижном основании 9, Вибратор 8 выполнен в виде приводного механизма 10 и генератора пульсирующего давления с рабочей полостью 11, Приводной механизм 10 выполнен соосно с рабочей камерой 1 в аиде силового цилиндра 12 и цилиндра 13 газовой пружины с поршнем 14 силового цилиндра и поршнем 15 газовой пружины, закрепленными на штоке 16 и установленными подвижно в цилиндрах 12 и 13. Поршни 14 и 15 образуют с крышками 17, 18 и 19 в цилиндрах 12 и 13 по две замкнутые полости.Генератор пульсирующего давления 11 включает в себя корпус с цилиндрами 20 и 21, установленные в них подвижно поршни 22 и 23. Последние соединены при помощи шатунов 24 и 25 с коленчатым валом 26. Коленчатый вал 26 соединен с валом при-. водного электродвигателя 27. Рабочие полости цилиндров 20 и 21 сообщаются с полостями силового цилиндра 12 через каналы 28 и 29. Конфигурация коленчатого вала 26 соответствует движению поршней 22 и 23 в противофазе.Полости силового цилиндра и газовой пружины снабжены регуляторами давления в этих полостях, состоящими из штуцеров 30 и 31 с запорными вентилями 32 и 33, соединенными с источником газа.Смеситель работает следующим образом.В исходном положении рабочая камера 1 заполнена обрабатываемой жидкостной смесью и содержит некотОрое количество воздуха. Вращение коленчатого вала 26 от электродвигателя 27 приводит к колебательному движению поршней 22 и 23 и поочередному "сжатию и расширению газа в полости силового цилиндра 12.Под действием давления газа поршень 14 вместе с поршнем 15, штоком 16 и рабочей камерой 1 приходит в осевое колебательйое движение с частотой равной частоте вращения коленчатого вала 26, При этом колебательное движение поршня 15 вызывает поочередное сжатие и расширение газа в полостях цилиндра 13 газовой пружины, что приводит к появлению на поршне 15 силы, зависящей от перемещенияпоршня 15 и совпадающей с ним по фазе, т.е. являющейся по физической природе силой пружины.Действие колебаний на заполняющую рабочую камеру 1 газожидкостную среду приводит к образованию специфической нелинейной колебательной системы, в которой упругим элементом является газ, инерционным - жидкость. Резонансные колебания этой системы являются рабочим режимом смесителя и называются режимом резонансного виброперемешивания. Они характеризуются наиболее интенсивным 10 колебательным движением газожидкостной смеси, распределением газовых пузырей по всему объему рабочей камеры 1 и существованием течений, которые в совокупности 15 сит от действующих ускорений.Условием существования резонанса является совпадение частоты возбуждения и собственной частоты газожидкостной системы, которая зависит от газосодержания 25 Требуемое газосодержание устанавливают в исходном состоянии при заливке жИдко;- сти в рабочую камеру 1 объемным способом по данным литературы. Или требуемое газо 30 содержание можно поддерживать при помощи системы регулирования, известной по прототипу. Существенным для выполнения цели изобретения является использование вра бочем режиме резонанса механической системы, в которой инерционным элементом является приведенная массарабочей камеры 1 и подвижных частей вибратора 8, а упругим - газ в газовой пружине, Резонанс 35 механической системы достигается измене нием при помощи регулятора 30,32 давления в полости газовой пружины, вследствие чего изменяется ее жесткость.Существенное значение для выполне-. ния цели изобретения имеет нелинейность 45 газовой пружины, т.к. сжатие и расширение газа в ней близко к адиабатическому. Это приводит к увеличению максимальных ускорений по сравнению с линейной пружиной и соответственному увеличению 50 эффективности технологического процесса. Регулятор 3.1, 33 дает возможность регулировать амплитуду колебаний в соответствии с требованиями конкретной 55 технологии при минимальных энергозатратах путем изменения давления в рабочей полости, Обе последние операции при повызывают требуемый технологический эффект переработки дисперсных материалов,при этом интенсивность существеннозави мощи регуляторов 30, 32 и 32, 33 могут выполняться непосредственно оператором по внешним наблюдаемым характеристикам рабочего процесса или при помощи системы автоматического регулирования с обратной связью, например, по амплитуде перемещения. Учитывая, что подобные системы известны и распространены в технике, более подробное описание для краткости не приводится.Использование заявленного устройствапозволяет реализовать эффективный технологический процесс смешивания различных трудносмешиваемых продуктов при минимальных энергозатратах вследствие резонансного характера процесса в рабочей камере резонанса механической системы, имеющей газовую пружину с изменяемой при помощи регулятора жесткостью; нелинейности газовой пружины; наличия регулятора давления в полости силового цилиндра, обеспечивающего оптимизацию интенсивности процесса и энергозатрат.Предлагаемое устройство отличаетсяпростой конструкцией, рассчитано на использование обычных конструкционных материалов, комплектующих изделий и технологических процессов при изготовлении, В качестве генератора пульсирующего давления воздуха может быть использован основной узел компрессора из числа выпускаемых серийно в автомобильной промышленности, холодильном машиностроении и других отраслях.формула изобретения 1. Смеситель, содержащий рабочую камеруи вибратор, отл ич а ю щи йс ятем, что, с целью повышения эффективности смешивания путем увеличения гомогенизации смешиваемых продуктов и стойкости получаемой смеси при интенсификации смешивания и снижении энергозатрат, вибратор выполнен в виде установленного соосно с рабочей камерой приводного механизма и генератора пульсирующего давления с рабочей полостью, при этом приводной механизм выполнен в виде силового цилиндра и цилиндра газовой пружины с размещенными в них поршнями, установленными на общем штоке, соединенном с рабочей камерой, а рабочая полость генератора пульсирующего давления сообщена с полостью силового цилиндра.2, Смеситель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что силовой цилиндр и цилиндр газовой пружины снабжены регуляторами давления,1784266 Составитель Р.Ганиеведактор Е. Егорова Техред М,Моргентал Корректор 3, Салкоа дательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 роизводстве каз 4330 Тира ВНИИПИ Государственного к 113035, МПодписное итета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС ва, ЖРаушская наб., 4/5