Перемешивающее устройство к ферментерам

Перемешивающее устройство к ферментерам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 64482 3

Сааз Советева

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сви@-ву (22) Заявлено 20.07.76 (21) 2390414/28-13 с присоединейием заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (S1) М. Кл.

С 12В 1/14

Гасударственнцй комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 663.033.83 (088.8) (54) ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО К ФЕРМЕНТЕРАМ

Изобретение относится к перемешивающим устройствам, применяемым в ферментерах для перемешивания сред, у которых в ходе технологического процесса меняется плотность или вязкость, и может найти при- 5 менение в химической промышленности.

Известны перемешивающие устройства к

;ферментерам, состоящие из приводного вала, смонтированного на нем держателя с лопастями и механизма поворота лопастей, 1О выполненного из двух связанных пальцами дисков, смонтированных в резьбовых стаканах, и двух червячных колес, находящихся в зацеплениях с червяком (1). При этом лопасти установлены шарнирно на осях 15 червячных колес.

Эти перемешивающие устройства имеют сложную конструкцию. Кроме того, при их работе по мере изменения плотности или вязкости перемешиваемой среды определяют эти показатели последней, после чего оператор изменяет диаметр лопастей или их высоту.

Целью изобретения является упрощение конструкции и обеспечение саморегулиро- 25 вания поворота лопастей в зависимости от динамического сопротивления среды.

Указанная цель достигается тем, что, согласно изобретению, в перемешивающем устройстве к ферментерам, состоящем из 30 приводного вала, укрепленного на нем держателя с лопастями и механизма поворота лопастей, механизм поворота содержит асимметрично прикрепленные к лопастям пальцы, установленные в держателе с возможностью поворота, и размещенные на пальцах пружины, один конец каждой из которых связан с лопастью, а другой укреплен в держателе, при этом на последнем имеются упоры для ограничения угла поворота лопастей.

В процессе культивирования микроорганизмов происходит наращивание биомассы, приводящее к повышению плотности и вязкости среды, вследствие чего требуется более значительная интенсивность перемешивания. Сопротивление среды движению лопастей мешалки при этом возрастает, в результате чего лопасть, преодолевая усилие пружины, поворачивается на пальце, что приводит к увеличению угла ее атаки и соответственно к увеличению эффективной площади перемешивания лопасти.

Таким образом, имеет место саморегулирование угла поворота лопасти, соответствующего достигнутой плотности (вязкости) при заранее заданной жесткости пружины.

Предлагаемое устройство для перемешивания может иметь как вертикально расположенные лопасти; так и горизонтально

644823 расположенные лопасти, установленные под некоторым углом (винтового типа).

На фиг. 1 схематично изображено псремешивающее устройство с вертикальными лопастями, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 схематично изображено перемешивающее устройство .с лопа-, стями винтового типа, вид сбоку; на фиг.

4 — то же, вид сверху; на фиг, 5 изооражено совместное выполнение на одном валу вертикальных лопастей и винтовых лопастей, вид сбоку; на фиг. б — то же, вид сверху.

Перемешивающее устройство имеет приводной вал 1, на котором укреплен держа- 1 тель 2. По периферии держателя 2 прикреплены пальцы 3, на которые надеты пружины 4. Последние упираются одним концом в соответствующие лопасти 5, асимметрично прикрепленные к пальцам 3, а другим концом — в держатель 2.

Пальцы 3 и пружины 4 образуют механизм поворота лопастей 5.

В исходном положении пружина 4 воздействует на лопасть 5, удерживая ее подпружиненной у ограничительного упора 6 с заданным усилием под определенным углом атаки а, меньшим 90 и равным примерно от 10 до 15 . В устройствах с вертикальным расположением лопастей угол атаки а заключен между направлением лопасти и касательной к окружности, описываемой центром пальца вокруг вала 1 (см. фиг. 1). В устройствах с горизонтальным расположением лопастей угол атаки а заключен между направлением лопасти и горизонтальной осью лопасти (см. фиг. 3).

Максимальный угол атаки — 90, минимальный — 0, Пружины тарированы на усилие, соответствующее заданной интен- 4О сивности перемешивания, либо плотности среды. - Перемешивающее устройство работает следующим образом.

Во время вращения вала 1 (в направле- 45 нии, указанном стрелкой) при заданной плотности среды лопасти 5 занимают положение, обозначенное сплошной линией. При этом они имеют минимальный угол атаки и минимальную эффективную площадь. По 50 мере наращивания биомассы и соответственного увеличения плотности или вязкости ее, приводящего к увеличению сопротивления среды вращению лопастей, последние разворачиваются вокруг своих пальцев 3 и занимают положение, соответствующее повышенной плотности среды (на чертежах изображено пунктирной линией) . В результате этого поворота лопастей 5 их угол атаки а и эффективная площадь перемешивания увеличиваются. Это происходит при вертикальном расположении лопастей (см. фиг. 1) за счет увеличения их диаметра, при горизонтальном расположении лопастей (см. фиг. 3) — за счет увеличения их высоты.

Увелйчение угла атаки а лопастей самопроизвольно приводит к повышению интенсивности перемешивания и увеличению коэффициента массообмена, Для предотвращения черезмерного поворота лопастей 5 под воздействием возросшего сопротивления среды на держателе 2 предусмотрены упоры 7.

При необходимости регулирования усилия пружин, воздействующих на лопасть, следовательно, и учета усилия сопротивления среды, на держателе по окружности вокруг пальца 3 каждой лопасти о предусмотрены гнезда 8 для размещения конца пружины.

Таким образом, без участия оператора саморегулированием обеспечивается повышение интенсивности перемешивания за счет действия сил сопротивления среды и противодействия сил упругости пружин.

Формула изобретения

Перемешивающее устройство к ферментерам, состоящее из приводного вала, укрепленного на нем держателя с лопастями и механизма поворота лопастей, о т л и ч а ющ е ес я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, механизм поворота содержит асимметрично прикрепленные к лопастям пальцы, установленные в держателе с возможностью поворота, и размещенные на пальцах пружины, один конец которых связан с лопастью, а другой — укреплен в держателе, при этом на последнем имеются упоры для ограничения угла, поворота лопастей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 448218, кл, С 12В 1/10, 1972. — 844823 физо

Составитель М. Анрдеева

Техред С. Антипенко

Редактор Н. Грязнова

Корректор 3. Тарасова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2650/4 Изд. Ма 124 Тираж 548 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д, 4/5