Смесительное устройство

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09) (1)3(5 р В 01 Р 13/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Проектно-конструкторское техно.логическое бюро Министерства связиСССР и Специальное конструкторскотехнологическое бюро(54)(57) 1. СМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО,содержащее внешнюю и внутреннюю емкости, сообщающиеся между собой внижней части и соединенные трубопроводами с клапанами управления, снабженными приводом и сообщенными с источником сжатого газа, о т л и ч а,ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, привод выполненв виде коромысла, снабженного направляющей с грузом, установленным в ней .с возможностью свободного перемещения, и сообщающимися между собой камерами, размещенными на концах коромысла и соединенными трубопроводами с клапанами.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что оно дополнительно снабжено колпаком с прорезями на периферии, установленным в нижней части внутренней емкости при этом ниж. ний край внутренней емкости выполнен с выступами, размещенными в про,".еэях колпака.3. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый клапан включает корпус в виде вертикального тройника, расположенную в нем кольцевую мембрану, закрепленную между двумя подпружиненными тарелками, 6 одна из которых глухая, а другая выполнена с отводящим штуцером, при этом отводящий штуцер размещен в нижнем отверстии тройьика и соединен с соответствующей камерой на коромысле, верхнее отверстие тройника соединено с источником сжатого газа, а среднее отверстие - с соответствующей емкостью смесителя.4. Устройство по пп.1 и 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что тарелки с отводящими штуцерами кинематически связаны с коромыслом, 1088775Изобретение относится к установкам для приготовления растворов и смесей и может применяться в химичес- кой, пищевой промышленности, промышленности стройматериалов и других 5 отраслях народного хозяйства.Известен смеситель, содержащий внешнюю и внутреннюю емкости, сообщающиеся между собой посредством от 10 верстия в нижней части внутреннеи емкости и трубопроводов подвода и отвода газа, причем трубопровод подвода газа разм".щен по центру нижней части смесителя, а внешняя емкость снабжена колпаком-распределите 15 лем с отверстием для подачи газа во внутреннюю и внешнюю емкости, установленным над трубопроводом подвода газа и под отверстием в нижней час 20 ти внутренней емкости.В данном устройстве перемешивание осуществляется путем интенсивного локализованного барботирования всей массы компонентов и одновремен 35 ного многократного перемещения их из внешней емкости во внутреннюю и обратно при помощи части сжатого газа, совершившего барботирование. Реверсированное перемещение компонентовЗО осуществляется путем поочередного переключения кранов, расположенных на трубопроводах, соединяющих обе емкости, причем переключение кранов происходит по сигналам датчиков уровней находящихся внутри емкостей Ц . З 51Недостатки данного устройства - необходимость применения различных видов датчиков уровня в зависимости от типа перемешиваемых компонентов, использование дополнительной энергии для питания датчиков и исполнительных устройств управлениякранами.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 15 смесительное устройство, содержащее внешнюю и внутреннюю емкости, сообщающиеся между собой в нижней части и соединенные трубопроводами с клапаг нами управления, снабженными прийодом и сообщенными с источником сжа того газа.В данном устройстве перемешивание осуществляется путем поочередной подачи сжатого газа в одну из емкос; тей, обеспечивая тем самым перепад давлений в емкостях, что, в свою очередь способствует перемещению пере 9 мешиваемых компонентов туда и ооратно по периметру основания внутреннейемкости. Разница давлений в емкостях регулируется по времени),Недостатками указанного устройства являются необходимость использования средств слежения по времени илиприменение какого-либо средства дляпереключения соленоидных клапанов,наличие дополнительного вида энергиидля привода этих клапанов. Кроме того,клапаны подобного типа очень чувствительны к агрессивным средам.Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства.Указанная цель достигается тем,что в смесительном устройстве, содержащем внешнюю и внутреннюю емкости, сообщающиеся между собой в нижней части и соединенные трубопроводами с клапанами управления, снабженными приводом и сообщенными с источником сжатого газа, привод выполненв виде коромысла, снабженного направляющей с грузом, установленным в нейс возможностью свободного перемещения, и сообщающимися между собойкамерами, размещенными на концах коромысла и соединенными трубопроводамис клапанами.Смесительное устройство дополнительно снабжено колпаком с прорезямина периферии, установленным в нижнейчасти внутренней емкости, при этомнижний край внутренней емкости выполнен с выступами, размещенными впрорезях колпака.Кроме того, каждый клапан включаеткорпус в виде вертикального тройника, расположенную в нем кольцевуюмембрану, закрепленную между двумяподпружиненными тарелками, одна изкоторых глухая, а другая выполнена сотводящим штуцером, при этом отводящий штуцер размещен в нижнем отверстии тройника и соединен с соответствующей камерой на коромысле, верхнее отверстие тройника соединено систочником сжатого газа, а среднееотверстие - с соответствующей емкостью смесителя,Тарелки с отводящими штуцерами кинематически связаны с коромыслом. В предлагаемой. установке отсутствует необходимость применения датчиков обратной связи, имеется возможность использовать минимальное количество энергии сжатого газа науправление процессом перемешивания, а также эффективность перемешивания повьппается за счет противоточного движения потоков компонентов при передавливании их из одной емкости в другую.На Фиг.1 показано устройство в одном из крайних положений, продольный разрез; на фиг.2 - то же, в дру". гом крайнем положении; на фиг.З - выО носной элемент, узел 1 на Фиг. 1;на фиг.4 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.б. - разрез В-В на фиг.1.Устройство состоит из смесите ля 1, разделенного внутренней оболочкой 2 на две равные по объему и сообщающиеся между собой емкости 3 и 4 через проходы 5 и смесительную полость 6. Проходы 5 образуются от 20 сопряжения пазов 7 и выступов 8, рас положенных по чижнему краю внутренней емкости 4, с выступами 9 и прорезями 10 колпака 11 обтекаемой формы. Колпак 11 выступами 9 сопряга ется с полукруглым днищем 12. Постоянно питаемый сжатым газом тройник 13 через клапаны 14 соединяется с емкостями 3 и 4 смесителячерез тангенциально расположенные входные ЗО отверстия трубопроводов 15 и 16. Загрузочное отверстие емкости 4 закрывается крышкой 7.Корпусом клапана 14 служит тройник 18 с ввернутыми в него с двух сторон втулками 19 и 20, между внутренними торцами которых перемещается кольцевая эластичная напорная мембрана 21, зажатая винтами между двумя тарелками 22 и 23, распертыми пружина 1-, ми 24 и 25. Тарелки 22 выполнены глухими, а тарелки 23 снабжены отводящими штуцерами с гибкими трубопроводами 26 и 27, по которым через вентили 28 и 29 и через пазы 30 на тарелках 22 и 23 поступает питание к камерам 31 и 32, закрепленным на коромысле 33.На отводящих штуцерах тарелок 23 закреплены пальцы 34 с роликами 35. 5 С Камеры 31 и 32 сообщаются между собой по трубопроводу 36 и соединяются направляющей 37, по которой перемещается груз 38. Коромысло 33 через закрепленные на нем пальцы 39-42, 5; воздействуя на кривошипы 43 и 44 и шатуны 45 и 46, приводит в движение водило 47, которое переводит клапаны 14 из одного положения в другое. Коромысло 33 и водило 47 вращаются относительно оси 48, установленной на раме 49. Крайние положения кривошипов 43 и 44 фиксируются регулируемымн упорами 50 и 51. Камеры 31 и 32 на по ловину заполняют текучей жидкостью 52 большой плотности.Устройство работает следующим образом.При святой крьппке 17 в емкость 4 смесителя 1 загружают перемешиваемые реагенты на половину объема смесителя 1. Крышка 17 плотно закрывается, открывается вентиль (не показан), через который сжатый газ поступает в тройник 13. Яа фиг,1 показано положение, занимаемое перемешиваемыми реагентами, а также положение клапанов 14 и водила 47, зафиксированного кривошипом 43 и шатуном 45, когда груз 38 по направляющей 37 переместился кз правого положения в левое после вытеснения всей жидкости 52 из камеры 32 по трубопроводу 36 в камеру 31.Сжатый газ из тройника 13 поступает в левый и правый клапаны 14 фиг.З), у левого клапана 14 мембрана 21 перекрывает выход .сжатого газа из полости тройника 18 в атмосферу через втулку 20, обеспечивая питание сжатым газом емкости 4 смесителя 1 через трубопровод 16 и открывает вы" ход сжатого газа из камеры 32 в атмосферу через вентиль 29 трубопроУ вод 26 и пазы 30 тарелки 23. У правого клапана 14 (фиг.З) мембрана 2 перекрывает проход сжатого газа в трубопровод 15 через полость корпуса 18, соединяет емкость 3 смесите.- ля 1 с атмосферой потрубопроводу 15 и втулке 20 и обеспечивает подачу сжатого газа в камеру 31 через пазы 30 тарелки 22, отверстие в мембране 21 и отверстие в тарелке 23 по трубопроводу 27 с вентилем 28.Через левый клапан 14, трубопровод 16 сжатый газ поступает в емкость 4 смесителя 1 вытесняя иэ нее певемешиваемые реагенты через смеси- тельную полость б и проходы 5 в,емкость 3 смесителя 1, а гаэ, заполнив ший емкость 3 выходит из нее по трубопроводу 15 в правый клапан 14 в атмосферу.При передавливании перемешиваемых реагентов из емкости 4 в ем 1088775кость 3 смесителя 1 через смесительную полость 6 и проходы 5 происходит расчленение общей массы реагентов на отдельные потоки с движением их навстречу друг другу, следствием 5 этого является интенсивное переме - шивание (растворение) реагентов,Кроме того. тангенциальное расположение входного отверстия трубопровода 16 в верхней части емкости 4 сме1 О сителя 1 позволяет закручивать. перемешиваемые (растворяемые) реагенты относительно вертикальной оси емкости 4, ликвидируя мертвые зоны на выступах 8 и 9 внутреннеи оболочн 15 ки 2 и колпака 11, и способствует дополнительному перемешиванию реагентов.Одновременно от правого клапана 14 по пазам 30 тарелки 22 через цент 20 ральное отверстие мембраны 21 и отвер. стие тарелки 23 по трубопроводу 27 через вентиль 28 сжатый газ заполняет камеру 31, вытесняя из нее жидкость 52 по трубопроводу 36 в каме 25 ру 32, а газ, заполнивший камеру 32, по трубопроводу 26 через вентиль 29 и через отверстие в тарелке 23 левого клапана 14 через пазы 30 тарелки 23 выходит в атмосферу. Для обес печения полного заполнения емкости 3 смесителя 1 перемешиваемыми реагентами, выдавливаемыми из емкости 4, при одновременном передавливании всей жидкости 52 из камеры 31 по трубопроводу 36 в камеру 32, изменяют проходы трубопроводов 26, 27 вентилями 28 и 29.Когда таким образом все реагенты40 из емкости 4 смесителя 1 переместятся в емкость 3 смесителя 1, проходя через смесительную полость 6 и проходы 5 и подвергаясь одновременно закручиванию от входного потока сжа 45 того газа, а жидкость 52 из камеры 31 передавится по трубопроводу 36 в камеру 32, коромысло 33, вращаясь по часовой стрелке относительно оси 48 пальцем 40 выведет из мертво 150 го положения кривошип 43 и шатун 45, кинематически связанные с водилом 47. Водило 47, связанное через пальцы 34 и ролики 35 с тарелками 23 клапанов 14, под действием пружины 25 займет нейтральное положение, позволив55 тем самым коромыслу 33 переместиться на угол, достаточный для переме щения груза 38 со ската направляющей 37 из левого конца в правыи Под деиствием веса груза 38 и веса жидкости 52 в камере 32 коромысло 33, продолжая вращаться относительно оси 48,пальцем 42 через кривошип 44 и шатун 46 переводит водило 47 в другоекрайнее положение до упора 51. Водило 47 через пальцы 34 и ролики 35 переводит клапаны 14 в другое положение (фиг.2), при котором сжатыйгаз из тройника 13 по правому клапану 14 и трубопроводу 15 поступаетв емкость 3 смесителя 1, вытесняяиз нее перемешиваемые реагенты через проходы 5 и смесительную полость 6в емкость 4 смесителя 1, а газ, заполнявший емкость 4, выходит из нее потрубопроводу 16 и левый клапан 14в атмосферу. Одновременно от левого клапана 14 по лазам 30 тарелки 22 через центральное отверстие мембраны 21 и отверстие в тарелке 23 по трубопроводу 26 через вентиль 29 сжатый гаэ заполняет камеру 32, вытесняя из нее жид- кость 52 по трубопроводу 36 в камеру 31, а газ, заполнивший камеру 31, по трубопроводу 27 через вентиль 28 и далее через отверстие в тарелке 23 правого клапана 14 через пазы 30 тарелки 23 выходит в атмосферу.При передавливании перемешиваемых (растворяемых) реагентов из емкости 3 в емкость 4 смесителя 1 через проходы 5 и смесительную полость б происходит расчленение общей массы реагентов ка отдельные потоки с направлением движения их навстречу друг другу и как следствие этого интенсивное перемешивание (растворение) их. Кроме того, тангенциальное расположение входного отверстия трубопровода 15 в верхней части емкости 3 смесителя 1 позво- . ляет закручивать передавливаемые реа" генты относительно вертикальной оси емкости 3, ликвидируя мертвые зоны в проходах 5 на выступах 8 и 9 у внутренней оболочки 2 и колпака 11, способствует дополнительному перемешиванию реагентов. Окончание передавливания всего объема перемешиваемых (растворяемых) реагентов из емкости 3 в емкость 4 смесителя 1 при одновременном передавливании жидкости 52 из камеры 32 в камеру 31 последует при полном вытеснении жидкости 52 иэ камеры 32 в камеру 31 по трубопроводу 36.Под действием веса жидкости 52 вкамере 31 коромысло 33, преодолеваядействие момента от груза 38, поворачивается против часовой стрелкии пальцем 41 выводит из мертвого 5положения криво и 44 и шатун 46,кинематически связанные с водилом 47.Водило 47, поворачиваясь относительно оси 48 против часовой стрелки отвоздействия на кривошип 43 и шатун 1 ф45 пальца 39 коромысла 33 и от пружин 24 клапана 14, доходит до нейт"рального положения, не оказываябольшого сопротивления коромыслу 33,так как пружины 24 клапанов 14 способствуют повороту водила 47,При этом положении груз 28 по скату направляющей 37 перемещается справаналево, увеличив момент на коромысле 33 для сжатия пружин 25 клапана14 и надежного запирания мембранами21 торца втулки 20 на левом клапане 14 (фиг.3) и торца втулки 19на правом клапане 14, Для предотвращения самопроизвольного открыванияуклапанов 14 палец 39 переводит криво шип 43 и шатун 46 через мертвое положение до упора 50.При дальнейшем поступлении сжатого газа в тройник 13 цикл повторяется до полного приготовления раствора, После отработки достаточного коли" чества циклов перемешивания прекращается подача сжатого газа в тройние 13, и готовый раствор удаляется из смесителя 1 через отверстие (не показано) В предлагаемой установке нет необходимости в применении датчиков обратной связи, имеется возможность использовать минимальное количество энергии сжатого газа на управление процессом перемешивания, а также эффективность перемешивания повышается за счет противоточного движения потоков компонентов при передавливании их из одной емкости в другую.1088775 3-0 Яа 3 Составитель Т.ВольскаТехред Т.Маточка Корректор А.ИльинПодписное дактор А.Мотып аказ 27 Тираж 576ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная