Перемешивающее устройство

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскннСоцналнстнтеснинРеспублик 939049(51)М. Кл В О Г 5/6 Ъвударстмнный квинтет СССР но делан изебретеннй и открытий(54) ПЕРЕИЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к устройствам для скоростного смещения и может быть применено в производстве агрохимических продуктов и кормов, промышленных химикалиев, строительных материалов где требуется получение абразивных смесей и исходные компоненты являются суспензиями или пульпами, содержащими твердую дисперсную фазу.Известен смеситель состоящий из цилиндрического неподвижного корпуса, соосно которому установлен полый вращающийся ротор, полость ротора разделена перегородной а по его периметружестко установлены лопатки, в теле которых выполнены радиальные канаГ 1.Недостатком данного смесителя в2 о случае получения абразивных смесей и гомогенизации исходных компонентов, содержащих твердую дисперсную фазу, является то, что при этом лопатки устройства будут подвержены быстрому эрозионному износу, каналы забьются твердой дисперсной фазой и ротор смесителя, что называется "захлебнется".Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсяперемешивающее устройство, содержащее неподвижный цилиндрический корпус, полый ротор, коаксиально установленный в корпусе, горизонтальнуюперегородку, делящую ротор на камеры,и радиальные каналы, выполненные вроторе и соединенные с камерами,При использовании известного уст" ройства для подачи исходных компонентов на внутреннюю поверхность неподвижного корпуса первый компонент пода" ется в верхнюю часть полости ротора, расположенную на разделяющей перегородкой, и под действием центробежных сил истекает через радиальные каналы. Второй компонент подается939049 3в нижнюю часть полости ротора и поддействием центробежных сил истекаетчерез радиальные каналы. Образовавшийся совместный поток исходных компонентов стекает по внутренней поверхности неподвижного цилиндрическогокорпуса2 ,Недостатком известного устройстваявляется то, что все каналы в роторекак расположенные над разделяющейполость ротора перегородкой, так ипод ней, выполнены радиально, В результате скорости истечения из каналов обоих исходных компонентовблизки по величине, а следовательно,близки по величине и относительныескорости движения исходных компонентов в их совместном потоке на внутренней поверхности корпуса. Разностьже относительных скоростей движениякомпонентов будет практически близканулю.Другим существенным недостаткомизвестного устройства является то,что оно неработоспособно в условияхподачи компонентов, содержащих твердуюдисперсную фазу. Ротор устройства действует как центрифуга и в этих условиях твердые частицы стали бы сепарироваться к внутренней стенке ротора,а жидкая фаза располагается ближек оси вращения ротора. В результатетвердые частицы забьют каналы ротора,доступ жидкой фазы из.полости роторапрекратиться, будет происходить накопление жидкой фазы в полости ротора и он, что называется, "захлебнется",Цель изобретения - получение абразивных смесей и устранение забивалония каналов частицами твердых материалов,Поставленная цель достигается тем,что в перемешивающем устройстве, содержащем неподвижный цилиндрическийкорпус, полый ротор, коаксиальноустановленный в корпусе, горизонтальную перегородку, делящую ротор накамеры, радиальные каналы, выполненные в роторе и соединенные с камарами, каналы, расположенные над горизонтальной перегородкой, выполненыпод острым углом к касательной образующей ротора,Дополнительно устройство может М быть снабжено патрубками, размещенными своими концами внутри каналов и ротора,4На фиг. 1 изображено устройствопродольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Перемешивающее устройство состоит из неподвижного цилиндрическогокорпуса 1, соосно которому установленполый ротор 2 с разделяющей его горизонтальной перегородкой 3. В роторе 2 выполнены каналы 4 и 5, оснащенные патрубками б и соединенные скамерами 7 и 8.Перемешивающее устройство в условиях получения абразивных смесей работает следующим образом.Первый компонент подается в верхнюю камеру 8 ротора 2, расположеннуюнад разделяющей перегородкой 3, поддействием центробежных сил поступаетв каналы 4 и через них истекает навнутреннюю поверхность корпуса 1,Одновременно второй компонентподается в нижнюю камеру 7 ротора 2,расположенную под разделяющей перегородкой 3, под действием центробежных сил поступает в каналы 5 и черезних истекает на внутреннюю поверхность корпуса 1.Двигаясь в совместном потоке повнутренней поверхности неподвижногоцилиндрического корпуса 1, исходныекомпоненты смешиваются,Смешение достигается тем, что каналы 4 выполнены так, что угол с между осью канала 4 и касательной к окружности, образующей поверхность ротора 2, меньше 90,При этом, так как скорость первогокомпонента через каналы 4, выполненные так, что угол между осью канала 4 и касательной к окружности, образующей поверхность ротора 2, меньше 90, будет по величине больше,чем скорость истечения второго компонента через каналы 5, выполненныерадиально, в совместном потоке навнутренней поверхности корпуса 1 исходные компоненты будут двигатьсяс разными относительными скоростями,Разность относительных скоростей движения исходных компонентов в их совместном потоке, достигаемая тем, что угол между осью канала 4 и касательной к окружности, образующей поверхность ротора 2, меньше 90", является той движущей силой, которая обес печивает смешение.Качество же смешения зависит от режима движения совместного потока5 93904 исходных компонентов и будет наилучшей при турбулентном режиме, т.е. при Е 10".Следовательно, оптимальным значением угла 0 между осью канала 4 и касательной к окружности, образующей поверхность ротора 2, будет такое, благодаря которому разность относительных скоростей исходных компонентов обеспечивает турбулентный режим движения их совместного потока. Оптимальные значения угла С определены для перемешивающего устройства, ротор которого вращаыся с час" тотой 10(1/с). Геометрические параметры перемешивающего устройства, 1 в м: радиус ротора 0,18; внутреннийдиаметр корпуса 0,25. КоэФфициент истечения иэ каналов принят равным 0,6. Таблица 1 Плотность получаемойсмеси, кг/м Оптимальное значение угла 0 ,град Разность относительных скоростей, м/с Ди нам и чес ка я вязкость получаемой смеси,Н с/м 075 10 1150 87 1068 30о 0,05 7,5 109,0 10 1670 032 1220 50 10 0 53 13,0 10 15,5 10 29 20 оОэ 69 1340 0,76 1450,13 10 Иэ табл. 1 видно, что цем больше динамическая вязкость получаемой смеси, тем меньше оптимальный угол с между осью канала 4 и касательной к окружности, образующей поверхность ротора 2, цто соответствует большим величинам разности скоростей исходныхЮ компонентов, обеспечивающим турбулентный режим движения (Ве = 10 ) совмест" ного потока и кацественное смешение. Угол смежду осью канала 4 и каса 4 тельной к окружности, образующей поверхность ротора 2, не может быть равен 90 . При этом каналы 4 как и каналы 5 будут одинаково радиально направлены и скорости истечения обоих компонентов близки по величине, а следовательно, разность относительных скоростей будет практически близка нулю. А, как известно; чем одинаковей скорости компонентов, тем хуже будет перемешивание. Наиболее интен- фф сивное перемешивание происходит в случае наибольшей разницы в скоростях движения компонентов,9 6В табл. 1 приведены оптимальныезначения угла с в зависимости отфизических свойств получаемой смеси. Угол е между осью канала М и касательной к окружности, образующей поверхность ротора 2, не может быть больше 90 , В этом случае каналы 4обудут направлены против направления вращения ротора 2, а следовательно, и против движения совместного потока исходных компонентов. Поток на врутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 будет затормаживаться струями компонента, истекающего из каналов 4. В результате снизится турбу" лентность потока, а следовательно, ухудшается перемешивание.В табл. 2 приведена зависимость режима движения совместного потока исходных компонентов на внутренней гюверхности цилиндрического корпуса 1,рассчитанная поокружной составляю- щей скорости движения гютока, от угла.Зависимость определена для случая получения смеси с динамической вяз" костью 15,510 Н с/и и плотнос" тью 1450 кг/мв перемешивающем устройстве, ротор 2 которого вращаетсяс частотой 5(1/с)939049 Таблица 2 Значение угла а, град Значение критерия Режим движения потокаОкружная составляющая скоростипотока, м/с 1,2 1 О0,61040,4100,12 10 ТурбулентныйОе 9 ъ 90 0,468 Переходный 110 Переходный 0,305 0,116 130 Ламинарный 150 Направленность каналов 4 противнаправления вращения ротора так, что 20угол между осью канала 4 и касательной к окружности, образующей поверхность ротора 2, больше 90 приведеттакже к снижению производительностиперемешивающего устройства по кампоненту, подаваемому в верхнюю частьполости ротора 2, расположенную надразделяющей перегородкой 3, черезканалы 4. Потребуется увеличение скорости вращения ротора, что влечет за Звсобой усложнение конструкции подшипниковых опор ротора 2 и механического привода, ужесточит требования к из.готовлению, монтажу и эксплуатацииустройства,Таким образом предлагаемое перемешивающее устройство обеспечивает возможность смешения в условиях получения абразивных смесей, исключив приэтом необходимость в перемешивающихорганах типа скребков, лопаток и ти.,которые из-за их быстрого эрозионногоизноса снижают работоспособность смесителей.Перемешивающее устройство в случаеесли исходные компоненты содержаттвердую дисперсную фазу, работает следующим образом.Первый исходный компонент подаетсяв верхнюю часть полости ротора 2,расположенную над разделяющей перегородкой 3. Одновременно второй компонент подается в нижнюо часть ротора 2,расположенную под разделяющей перегородкой 3.ИРотор 2 перемешивающего устройства работает как центрифуга; частицытвердой дисперсной Фазы, входящей всостав исходных компонентов, под действием центробежных сил сепарируютсяк внутренней стенке ротора 2 и забивают при этом каналы 4 и 5, Жидкаяфаза располагается ближе к оси вращения ротора 2,Воэможность смешения обеспечивается в этом случае тем, что у заднихстенок каналов 4 и 5 установленыпатрубки 6 заглубленные в полостьротора 2,Благодаря этому жидкая фаза черезпатрубки 6 непрерывно поступает вобъем каналов 4 и 5 и размывает образующуюся в них пробку из частицтвердой дисперсной фазы.Патрубки 6 заглублены в полостьротора 2 для того, чтобы в них былвозможен доступ только жидкой фазы,располагаемой в результате сепараци.онного разделения ближе к оси вращения ротора 2. В противном случае былбы возможен доступ в них частиц твердой дисперсной фазы, сепарируемойпри вращении ротора 2 к его внутренней стенке, и патрубки 6 забилисьбы частицами твердой дисперсной фазытак же, как каналы 4 и 5. Патрубки 6 установлены у задних стенок каналов 4 и 5, так как в результате действия инерционных сил частицы твердой дисперсной фазы, образующие пробку, смещены к задней стенке каналов 4 и 5. Струя жидкой фазы, поступающей через патрубки 6, установленные у задних стенок каналов 4 и 5, направлена благодаря этому в место наибольшего скопления частиц твердой дисперсной фазы в объеме каналов 4 и 5 и более эффективно размывает их.Таким образом, предлагаемое перемешивающее устройство обеспечивает возможность смешения в случае, если исходные компоненты содержат твердую дисперсную фазу, путем обеспечения з возможности доступа их из полости ротора 2 через каналы 4 и 5 в зону смешения на внутреннюю поверхность корпуса 1.1 О формула изобретения 049. Ымерами,о т л и ч а ю щ е е с я там,гчто, с целью получения абоазивных смесей, каналы, расположенные над горизонтальной перегородкой, выполнены под острым углом к касательной образующей ротора .2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью устранения забивания каналов частицами твердых материалов, оно снабжено патрубками, размещенными своими концами внутри каналов и ротора.1, Перемешивающее устройство, сОдержащее неподвижный цилиндричес 13 кий корпус, полый роторкоаксиально установленный в корпусе, горизонтальную перегородку, делящую ротор на камеры, и радиальные каналы, выполненные в роторе и соединенные с ка- щ Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Н 446294, кл. В 01 Г 5/16, 19722. Лыков М.В., Леончик Б.И, Распы. лительные сушилки, М., "Машиностроение", 1966, с.99, рис.5 1 а.939049 Составитель А.ТарасовТехред Т. Маточка Корректор Л. Бокшан Редактор С.Тараненко Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,етети тщ ии геЗаказ 4533/15 Тираж 622 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открмтий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5