Устройство для перемешивания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ц 4 В 13 ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ОБРЕТЕНЕЛЬСТВУ троительерно УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ(71) Воронежский инжююй инстит т У(56) Авторское свидетельство СССРУ 1200961, кл. В 01 Р 11/00, 1983(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕПВВАНИЯ(57) Изобретение относится к. устройствам для перемешивания и позволяетповысить эффективность работы при 1перемешиваиии систем, содержащих круиые исходные куски, брикеты, кипы ,твердой фазы в жщцкой фазе, Устройство для перемешивания содержит ци" лиидрическую емкость с загрузочным отверстием, и которой на вертикальном валу расположены снабженные дис- Ф гирующими элементами радиальные балки Периферийные концы балок расф положены в направляющих, выполненных на внутренней боковой поверхности емкости. Диспергирующие элементы выполнены в виде ножей,; размещенных вдоль и поперек балок, жестко прикрепленных к валу. Вал выполнен полым и снабжен центрирующей стойкой, установленной внутри него и закрепленной на днище емкости. Вал также снабжен соединенным с ним через шаровую пяту приводом возвратно-поступательного движения, Направляющие выполнены винтообразными с переменным углом подь, ема. При этом одна из балок под за- у грузочным отверстием снабжена дополнительным продольным ножом-плужком и соединенным с ним дополнительным приводом возвратно-поступательного движения. 1 з ф-лы, 9 ил.Изобретение относится к устройст- .вам для смешивания, растворения иизмельчения крупных исходных кусков,брикетов, в виде кип упруго-вязкопластичных твердых материалов в жидкой среде для приготовления гетероген"ной высокодисперсной система с коагуляционными связями и может бытьприменено в строительной, химической 10горнорудной и других отраслях промышленности,Целью изобретения является повьппение эффективности работы при перемеМивании систем, содержащих крупные 15исходные куски, брикеты, кипы твердой фазы в жидкой фазе.На фиг. 1 схематично изображеноустройство, поперечный разрез; нафиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на , 20Фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; . нафиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг.5 -разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. бвид Д на фиг. 5; на фиг. 7 - разрезЕ-Е на фиг, 2; на фиг. 8 - разрез 25Ж-Н на фиг. 2; на фиг, 9 - внд И нафиг, 2Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость 1 сзагрузочным отверстием 2, в которой 39на вертикальном валу 3 расположены,сНабженные диспергирующими элементаьщ 4 радиальные балки 5.Периферийные концы балок 5 расположены в направляющих 6, выполненныхна внутренней боковой поверхности емкости, Диспергирующие элементы 4 выполнены в виде ножей 7 и 8, размещенных вдоль и поперек балок, жесткоприкрепленных к валу 3, Вал выполненполым и снабжен центрирующей стойкой9 установленной внутри вала и закрепленной к днищу 1 О емкости, Вал3 снабжен соединенным с ним черезшаровую пяту 11 приводом 12 возврат"но-поступательного движения, Направляющие 6 выполнены винтообразными .с переменным углом подъема. Приэтом одна из балок под загрузочнымотверстием снабжена дополнительнымпродольным нотам-плужком 13, и соединенным с ним дополнительным приводом возвратно-поступательного движения 1,4,Балки с поперечными ножами 8 ус 55тановлены за балками с продольныминожами 7 по ходу вращения среды.При этом поперечные нояи 8 установлены по ходу вращения среды с уменьшающимся шагом.Устройство работает следующим образом.В емкость 1 заливают небольшое количество растворителя, например ке" росина, в таком количестве, чтобы твердая фаза, например брикеты каучука, полностью погружалась в него, Через загрузочное отверстие 2 дозировочно подается кусковый твердый материал, который под действием силы тяжести оседает на дно емкости 1. Из исходного положения, когда радиальные балки 5 совместно с ножами 7 и 8 и ножом-плужком 13 занимают верхнее положение относительно днища 1 О еь кости 1 устройства на расстояние Ь, (фиг.9), при включении привода 12 возвратно-поступательного движения гидроцилиндра 15 периферийные концы балок 5 на катках 16 начинают опускаться по винтообразным направляющим 6, совершая совместно с ножами 7 и 8 и ножом-плужком 13 поступательное движение вниз и вращательное движение относительно оси емкости, Шток 17 гидроцилиндра 15 совершает только поступательное движение вниз, так как соединение его с валом 3 выполнено через шаровую пяту 11. При встрече продольного ножа 7, укрепленного на балке 5, с брикетом каучука происходит его разрезание со сдвигом, что способствует лучшей смачиваемости режущей кромки ножа растворителем, значительно снижающим сопротивление резания . В это же время ножи перемещают растворитель, создавая вращательный поток его относительно оси емкости 1, Происходит совмещение процесса резания, перемешивания и растворения,.Ножи достигли днища емкости 10, разрезание брикета закончено, гидроцилиндр 12 отключается. Включается гидроцилиндр 18 привода 14 на опускание ножа-плужка 13 над уровнем днища емкости 1 в пределах 1-5 мм. Попавшийся на его пути кусок каучука также разрезается.,Затем выполняется операция подачи брикета каучука или его части под следующий раз.при помощи ножа-плужка 13.Ю ФНе изменяя своего положения относительно днища емкости 1, при включении гидроцилиндра 15 на подъем балок 5 происходит вращение всей системы справа налево, что н обеспечивает по 1428450Конструктивное исполнение ножей и их расположение обусловлено следующн ми Факторами,Допустим, что два-три брикета каучука крупные куски) загружены в емкость и находятся на ее днище в зоне между двумя. балками перед первой балкой 5 с продольным ножом 7 (Фиг,1). Из исходного положения (фиг, 1) все балки с ножами опускаются вниз и одновременно поворачиваются относительдачу. При этом периферийные концы балок 5, взаимодействуя с винтообразными направляющими б, перемещаются вверх и одновременно совершают враща5 тельное движение справа налево совместно с укрепленными к ним ножами 7 и 8, закручивая тем самым раствори- тель в противоположном направлении. В.то же время крупный кусок от брике та соВместно с высококонцентрированным раствором перемещается по дну емкости 1. Радиальные балки 5 возвращены в исходное положение, т.е. подняты .на высоту Ь гидроцилиндр отключает ся. После этого нож-плужок 13 тажке занимает верхнее исходное положение. Операция резания повторяется. При осуществлении процесса резания крупных кусков, брикетов, кип каучука или 20 другого материала вертикальный ход ножей принимается по максимальному размеру исходного куска. Угол подъема направляющих 6 в этом случае нао значается большим, например сС, =60 , 25 чтобы резание и подача кусков под следующие резы осуществлялась организованно и послойно; По мере измельчения одного брикета на освобожденное место подается следующий и т.д., по ка не загрузится полностью вся твердая Фаза . Увеличение количества твердой Фазы в емкости 1 и постепенное перемещение ее в зону балок с поперечными ножами 8 обеспечивает измельчение крупных кусков, полос каучука на более мелкие кусочки и крошку.После окончания загрузки всей твердой Фазы в смеситель процесс резания и перемешивание проводится до получе ния гомогенного раствора. Далее всмеситель заливается менее дефицитный растворитель, например подогретыйгудрон, и начинается режим интенсивного перемешивания для получения бо лее подвижного раствора, который удобно перекачивать насосом, Перемещение штока 17 гидроцилиндра 15 в этом случае происходит на весь его ход, т,е. расстояние Ь (фиг.9). 50 Периферийные концы балок на катках 16 теперь перемещаются по всей длине направляющих 6, переходя, в верхней части их на менее пологий угол, наопример к=20 , что создает больший размах при большом радиальном угле их перемешивания, чем при резании. Образуются мощные циркуляционные потоки от всех ножей, выполняющих в данном случае функцию лопастей мешалки. Перемешивание происходит по всей высоте объема раствора в емкости 1 снизу вверх и наоборот, а закручивание потока осуществляется с внешней стороны, т.е. от цилиндрической поверхности емкости, что интенсифицирует процесс перемешивания и сокращает энергозатраты. Между изменениями направления возвратно-поступательного движения штока 17 гид- роцилиндра 15 выполняется разная по времени выдержка, например в верхнем положении 1 с, а в нижнем 2 с, что позволяет односторонне равномерно перемещаться и распределяться твердой Фазе в жидкой, при этом улучшается гомогенизация раствора, При изменении направления вращения балок с ножами образуются встречные потоки, которые резко турбулизуют процесс перемешивания. Кусочки материала, обычно находящиеся во взвешенном состоя- нии гетерогенного раствора, при тур" булизации выпадают из него, ударяясь между собой, ножами, стенками емкости, что также интенсифицирует процесс перемешивания и диспергированияеНож-плужок необходим в предлагаемом смесителе для создания высококон"-, центрированного, тягучего раствора из брикетов, т,е, крупных исходных кусков материала, С самого начала работы устройства цнркуляционные потоки не в состоянии перемещать крупные куски материала: они будут оставаться на месте под действием силы тяжести. При помощи ножа-плужка крупные куски можно перемещать по окружности смесителя, т,е. менять их позиции, что необходимо для последующих разрезаний (разрушений) кусков. В противном случае емкость в месте загрузки завалится кусками материала, что приведет к неработоспособности устройства.Ио оси смесителя слева направо на угол, примерно 15-30продольный нож 7 балки 5 при этом отрежет от брикета брусок или полосу. Затем опускается нож-плужок 13, положение которого над уровнем днища останется неизменным при подъеме всех балок, т.е, при обратном холостом движении, Нож-плужок 13 10 (фиг. 7 и 8), поворачиваясь совместно с балкой справа налево, частично подвинет, изменит исходное положение брусков, Крупный кусок до этого разрезан на бруски. В дальнейшем рабочий ход повторяется. По мере накопления и перемещения путем подталкивания друг друга брусков при помощи ножа- плужка в соседнем левом секторе (вто.ром) продольный нож 7 балки 15 режет 20 ,эти бруски на полосы, В третьем секторе поперечные кожи 8 перерезают полосы поперек, в результате чего образуются короткие полоски. В четвертом секторе эти полоски разрезаются 25 ня менее короткие полоски, а в пятом и шестом - полоски разрезаются на кубики (крошку). По мере полной загрузки твердой фазы и ее равномерного распределения на днище емкости 30 смесителя дисперсионный состав может быть еще неравномерным частицы полностью не растворились. В этом случае режим работы смесителя будет идентичным вышеописанному, только после полного измельчения твердых частиц (каучука) и растворения их в жидкости (керосине) до получения коллоидного раствора, добавляют менее дефицитный раствор (гудрон) и начинают работу в другом режиме, чтобы получить менее вязкий раствор, При работе ножа-плужка гребки будут интенсивней, перемешивание ускорится.Возможен и. другой случай работы смесителя, например приготовление глинянного раствора в воде, Вода не является дефицитньщ растворителем. Поэтому раствор сразу можно готовить необходимой концентрации, Ход ножей будет осуществляться на полную высоту о(фиг. 9). И в этом случае необходим переменный угол подъема винтообразных направляющихся При резании куска глины угол подъема направляющих необходим большой, иначе не будет реза, Затем необходимо сделать достаточное закручивание потока, его врашение относительно оси емкости, в этом случае угол подъема винтовой линии необходим меньше, но не такой каку винтовых нарезок, так как в даннойконструкции лопасти не делают полныхоборотов. Нож-плужок в этом случаебудет также работать на полный ходЬ . Крупные куски глины, осевшие надно, за счет циркуляционных потоковне сдвинутся с места и не разрушатся.Необходимо внешнее воздействие для ихперемещения, что и выполняет нож-плужок. Ножи на балках, установленные вразличных комбинациях, выполняют многостадийное измельчение исходных круп.ных кусков, что расширяет технологические возможности смесителя, повышает производительность при приготовлении раствора, снижает энергозатраты,снижаются производственные площади,материалоемкость производства, трудо.затраты,Формула и з.о б р е т е н и я.1. Устройство для перемешивания, содержащее цилиндрическую емкость с загрузочным отверстием, в которой на вертикальном валу расположены снабженные диспергирующими элементами радиальные балки, периферийные концы которых расположены в направляющих, выполненных на внутренней боковой поверхности емкости, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше" ния эффективности работы при перемешивании систем, содержащих крупные исходные куски, брикеты, кипы твердой фазы в жидкой фазе, диспергирующие элементы выполнены в виде ножей, размещенных вдоль и поперек балок, жестко прикрепленных к валу, выполненному полым и снабженному центрирующие стойкой, установленной внутривала и закрепленной к днищу емкости,вал снабжен соединенным с ним черезшаровую пяту приводом возвратно-поступательного движения, а направляющие выполнены винтообразными с переменным углом подъема, при этом одна из, балок под загрузочным отверстием снабжена дополнительным продольным ножом-плужком и соединенным сним дополнительным приводом возврат- .но-поступательнога движения,2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что балки с поперечными ножами установлены за балками с продольными ножами по ходувращения среды при опускании ножей, при , этом поперечные ножи установлены по ходу вращения средыс уменьшающимся шагом.428450 МГ-МГ т 3 срнут Е пойриу Рае оставитель Н,Фехред М,Дидик рова Корректор Н. Король олко едакто Заказ 5071 о зводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,ВНИИПИ по д 3035, Моаж 564 ПодпиГосударственного комитета СССРелам изобретений и открьггийсква, Ж, Раущская наб., д. 4