Устройство для перемешивания

Союз Советски кСоциалистическикРеспублик 1193121 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 04. 11.78 (21) 2680509/23-26 0 30 присоединением заявки ЭЙ ЬвудвретюныН камнте СССР вв делам забретеннй23) Приоритет публнковано 30,щ,82, Бюллетень М Дата опубликования оПисания 30.05.8(72) Авторы изобретения К. Шевченко, С. П, Тем 7) Заявител ОЙСТВО ЕРЕИЕШИВАНИЯ Известно"устройство для перемеши" вания жидкостей, содержащее корпус, двигатель, установленный на корпусе, приводной полый вал с укрепленной на его конце мешалкой, выполненной в ви де крыльчатки, и передаточный механизм крыльцатки, Устройство снаб" жено дополнительными винтовыми лопастями, неподвижно установленными на оси, проходящей внутри приводного полого вала, П ри .вращении мешалки неподвижно установленные лопасти час тично изменяют направление перемешиваемой жидкости, преобразуя круговое ее движение в прямолинейное 11,ч Изобрет вам для пе но жидкост но для пов вод, и мож мицеской, отраслях и городском ние относится к устройс 1 емешивания преимуществен й и газов, предпочтительрхностной аэрации сточных т быть использовано в хиефтехимицеской и других омышленности, а также в озяйстве,С. Штукарев, 8. . Фаудвер, и А. 8. Пилько ский " "-Г ":- ъ Недостатком данного устроистваявляется то, что процесс перемешива"ния жидкости недостаточно эффективен,так как совместно с неподвижно установленными лопастями мешалка, со.вершающая только вращательное движе"ние, не устраняет полностью вращатель.ного движения жидкости в направлениивращения этой мешалки. Кроме того,устройство не обеспечивает аэрации та .обрабатываемой жидкости.Известно устройство, содержащеекрыльцатку,установленную на полом валувал двигателя, соединенный с полымвалом посредством зубчатой переда Недостатком известного устроиства является то, что процесс перемешивания жидкости недостаточно интенси" вен, так как перемешиваемая жидкость совершает вращательное движение в направлении вращения крыльчатки и на определенных режимах, когда скорости значительно отличаются одна от дру"3 931217гой, перемеаивание и диспергирование телем 4 ведущего вала 9, на которокпузырьков газа осуществляется, в ос- жестко установлены две круглые 10 иновном, за счет поступательного дви-1 и одна некруглая, например эллипжения крыльчатки вдоль оси полого ва" тическая 12 шестерни, и ведомого ва"ла, что явно не эффективно. Кроме то-ла 1, жестко связанного с дополниго, устройство не обеспечивает рав" тельным приводным валом 7 и несущегономерности распределения пузырьков эллиптическое зубчатое колесо 14,газа в жидкости и имеет сравнительно взаимодействующее с эллиптическойнебольшую глубину аэрируемого слоя шестерней 12 ведущего вала 9 и имеюжидкости при поверхностной аэрации, 16 щее в одном из фокусов эллипса этоготак как эта глубина определяется при колеса резьбовое отверстие 15.прочих равных условиях только величи- На валу 13 установлено круглоеной хода крыльчатки. зубчатое колесо 16, взаимодействуюЦель изобретения - интенсификация щее с одной из круглых шестерен вепроцесса смещения и, кроме того, 1 дущего вала 9, например с шестернейобеспечение равномерного рвспределе 10, и имеоцее центральное шлицевоения пузырьков газа в жидкости, увели отверстие 17, На валу 13 установленочение глубины аэрируемого слоя жид также круглое зубчатое колесо 18,кости при поверхностной аэрации. взаимодействующее с круглой шестернейУказанная цель достигается тем о 11 ведущего вала Ч посредством промецто устройство снабжено дополнитель- жуточной паразитной шестерни 19 иным валом с крыльцаткой, коаксиально имеющее гладкое цилиндрическое отустановленным в полом валу, а привод верстие 20.зубчатым колесом, установленным меж- На ведомом валу 13 выполнены резьду ведомым и ведущим колесами зубца- д 5 бовой, например в виде винтовой катой передачи, и двумя зубчатыми пара- навки, участок 21, шлицевой участокми, смонтированными на дополнительном 22 и гладкий цилиндрический участоквалу и валу двигателя привода, ведо, взаимодействующие соответственномое колесо одной из них имеет шлице- с резьбовым отверстием 15 зубчатоговое отверстие, при этом колеса второй колеса 14, со шлицевым отверстием 17зубчатой пары выполнены эллиптической зубчатого колеса 16 и с гладким циформы, ведомое эллиптическое колесо линдрицеским отверстием 20 зубчатогоимеет резьбовое отверстие, располо- колеса 18.женное в его фокусе а рабочий вал- Основной приводной полый вал 5шлицевой и реэьбовой участки, взаимо- жестко связан с одним иэ круглых3действующие соответственно с поверх- зубчатых колес, например с колесомностью шлицевого и резьбового отвер, ведомого вала 13 передаточногсстий, механизма.На фиг, 1 схематически представле- Устройство работает следующим обно устройство, общий вид; на фиг. 2- разом,аоразрез А-А на Фиг. 1; на Фиг, 3 " т двигателя 4 крутящий моментразрез Б-Б на фиг, 1; на фиг, 4 - передается на ведущий вал 9 и черезразрез В-В на Фиг. 1; на Фиг, 5 - шестерни 11 и 19 на зубчатое колесосхема взаимодействия круглых и эллип и жестко связанный с ним привод;гических зубчатых колес. ной полый вал 5 с крыльцаткой 6.Устройство содержит корпус 1, рас 45Одновременно крутящий момент сположенный в верхней части резервуара ведущего вала 9 через шестерни 10 и2 со слоем 3 перемешиваемой жидкости. 12 и находящиеся с ними в зацеплеНа корпусе 1 установлен приводной дви- нии соответственно зубчатые колесагатель 4, с которым кинематически 16 и 14 передается на ведомый валсвязан установленный в корпусе 1 при, жестко связанный с ним дополниводной полый вал 5 с установленной тельный приводной вал 7 и крыльчатна его конце мешалкой, выполненной ку 8, При этом крыльчатки 8 и 6 вра.в виде крыльчатки 6. Устройство снаб- щаются в противоположных направленижено расположенным в приводном полом ях,валу 5 дополнительным приводным ва-В точке А (Фиг. 5) радиусы начальлом 7 с крыльчаткой 8. В корпусе 1 ных центроид шестерен 1 О, 12 и зубча 1размещен передаточный механизм, вы- тых колес 14 и. 16 одинаковы, ихполненный в виде связанного с двига- мгновенные угловые скорости также5 9312 одинаковы, вал 13, а следовательно, вал 7 и зубчатое колесо 14 взаимно не перемещаются в окружном направлении и вал 7 в этой точке не получае 1 осевого перемещения (первая мертвая точка).При вращении по стрелке (фиг, 5) на участке АБВ угловые скорости зубчатого колеса 14 превышают угловую скорость шестерни 12, представляющей 10 собой в данный момент гайку, Без смещения вдбпь оси зубчатое колесо 14 проворачивается относительно резьбового участка 21 вала 13 и сообщает последнему осевое. движение в одну 15 сторону, В точке В угловые мгновенные скорости всех зубчатых колес вновь совпадают и осевое перемещение вала 7 в этой точке отсутствует (вторая мертвая точка).20На участке ВА угловые скорости эллиптического зубчатого колеса 14 меньше угловой скорости зубчатого колеса 16, эллиптическое зубчатое колесо 14 отстает во взаимном врацении от 25 вала 13 и вала 7, который проворачивается в резьбовой паре 15"21 и получает осевое движение в противоположную сторону.Величина хода при эллиптических З 0 зубчатых колесах с центром вращения в фокусе эллипса рассчитывается по формуле9 О - Д Ь - С 2 90 о 1 З 5 где Ь - величина хода;Д. - угол между большой осью эллипса и средним фокальным радиусом, равным большой полуосиаоэллипса;т. - шаг резьбы в резьбовой паре15"21;е - число заходов резьбы,Число двойных ходов зависит от45 формы центроид некруглых зубчатых ко. лес. При эллиптической центроиде с осью вращения в центре эллипса вал 13 и жестко связанный с ним дополнительный приводной вал 7 сделают два двойных хода за один оборот.50При вращении. крыльчатки 6, расположенной вблизи поверхности жидкости ее лопасти захватывают газ, находящийся над поверхностью жидкости, и внедряют в жидкость в виде пузырьков. Движущаяся возвратно-поступательно крыльчатка 8 захватывает насыщенную пузырьками газа жидкость и распреде 17 6ляет ее па высоте контактного аппара. та с одновременным дроблением и деформацией пузырьков газа.Использование предлагаемого устройства позволит интенсифицировать процесс перемешивания, так как перемешивание жидкости и газа осуществляется с помощью двух мешалок, выполнен ных в виде крыльчаток, вращающихся в противоположных направлениях, одна из которых имеет дополнительное возвратно-поступательное движение вдоль собственной оси вращения, при этом интенсификация перемешивания происходит также вследствие того, что вра" щательное движение жидкости в направлении одной из крыльчаток ликвидируется другой крыльчаткой, вращающейся в направлении, противоположном направлению вращения первой крыльчатки.Кроме того, увеличится глубина аэрируемого слоя при поверхностной аэрации и обеспечится равномерность распределения пузырьков газа в жид.кости, так как в устройстве имеется две крыльчатки, одна из которых расположена на поверхности жидкости, захватывает газ с поверхности жидкости и внедряет его в жидкость в виде пузырьков, а вторая крыльчатка захватывает последние и, вращаясь в. противоположном направлении и воз.- вратно-поступательно перемещаясь, внедряет их дальше в направлении от поверхности жидкости к днищу резерву ара при интенсивном перемешивании этих пузырьков газа и жидкости.В конечном счете использование предлагаемого устройства позволит увеличить производительность смеси- тельных аппаратов за счет интенсифи" кации процесса перемешивания и, соответственно, при прочих равных условиях уменьшить необходимые площади, например, при строительстве аэротенков с поверхностной аэрацией обрабатываемой жидкости.Помимо изложенного, использование предлагаемого изобретения позволит исключить инерционные ударные нагрузки, возникающие при реверсировании поступательного движения дополнительного приводного вала за счет конструктивных особенностей устройства, например за счет плавного изменения радиуса точек зацепления ведомого эллиптического зубчатого колеса с ведущим, что обеспечивает плавное сниже ние скорости поступательного движе 9312 ния крыльчатки из нуля, плавный переход через нулевое положение и плавное нарастание скорости поступательного движения крыльчатки в ее крайних положениях. 5формула изобретенияУстройство для перемешиванил, О содержащее крыльчатку, установленную на полом валу, вал двигателя, соединенный с полым валом посредством зубчатой передачи, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью интен- и сификации процесса смешения, оно снабжено дополнительным валом с крыль чаткой, коаксиально установленным в полом валу, а привод - зубчатым колесом, установленным между ведомым 8и ведущим колесами зубчатой передачи, и двумя зубчатыми парами, смонтированными на дополнительном валу и валу двигателя привода, ведомое колесо одной из них имеет шлицевое отверстие, при этом колеса второй зубчатой пары выполнены эллиптической Формы, ведомое эллиптическое колесо имеет резьбовое отверстие, расположенное в его фокусе, а рабочий валшлицевой и резьбовой участки, взаимодействующие соответственно с поверхностью .шлицевого и резьбового отверстий.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 329977, кл. В 01 1 7/24, 933. 2. Патент США Г 3907459 кл. 416-65, 1975.931217 14Риг. Составитель Л, Воронцовактор 8. Петраш Техред И. Гайду Корректор Е. Рошко аказ 3592/5 л ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ТираВНИИПИ Госпо делам113035, Моск 621 Подписноедарственного комитета СССРизобретений и открытийа, И, Раушская наб., д, 1/5