Смеситель

Смеситель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И АЙЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик Ъ // (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 20077 I (21) 2508230/23-26 (51)М. Кл.2

В 01 F 7/04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н отирытий

Опубликовано1 51079. Бюллетень ¹ 38 (53) УДК66. 063 (088. 8) Дата опубликования описания 15.10.79 (72) Авто ы

Р

ИЗО(рЕт@ИИя А. А, Симонов, Л. Н. Кондратенко и B. И. Прояев (71) Заявитель (84) СМЕСИТЕЛЬ

Изобретение относится к технике перемешивания жидких сред, например, нефтепродуктов, в которых при хранении и в процессе применения происходит расслоение по компонентам с различной плотностью или по фракциям.

Преимущественно изобретение может быть использовано для перемешивания жидких сред в заглубленных или полуэаглубленных емкостях.

В научно-технической литературе. описаны устройства для перемешивания жидких ср ц, включающие теплообмен- ники, насосы для осуществления циркуляции промежуточн теплоносителей, 15 терморегуляторы, трубопроводы и ар матуру, при использовании которых выравнивание концентраций компонентов достигается путем возбуждения гравитационной конвекции в емкости за счет 2О подогрева жидкой среды в нижней час ти емкости или охлаждения — в верх ней ее части f.1I .

Известны также смесители, осущест- вляющие механическое перемешивание жидкой среды посредством лопастных устройств, расположенных внутри емкости, Приводом такого устройства обычно служит электродвигатель, управ30 ление работой которого осуществляется по командам от расположенного внутри емкости терморегулятора (2) .

B качестве терморегулятора может быть использован, например . герметичный узел, состоящий из термочувствительного элемента и камеры, отделенной от атмосферы упругим телом, выполняющим роль мембраны, Термочувствительный элемент может быть выполнен в виде погруженного в жидкую среду герметичного баллона, содержащего легко испаряющуюоя жидкость. Мембрана является исполнительньм элементом и приводит в действие электрический переключатель c отскакивающими контактами (31.

Указанные устройства требуют существенных затрат энергии на перемешивание жидкой среды и усложнения конструкции емкости для обеспечения пожар н ой б ез опас н ос т и;

Известен смеситель, называемый прибором Бернарди, содержащий полые повоторные лопасти, шарнирно закрепленные одним концом на горизонтальной оси, и камеры, содержащие легко испаряющуюся жидкость, например; серный эфир, закрепленные на противополож691173 ных концах лопастей и сообщающиеся между собой. Серный эфир в,нижних, погруженных в жидкую среду, камерах испаряется. Пары по каналам в лопастях переходят в верхние камеры, ох-лаждаемые снаружи холодным газом, например, воздухом, .и B них конденсируются, Под влиянием веса сконденсировавшегося серного эфира лопасти поворачиваются вокруг горизонтальной оси и занимают новое положение, при . котором в жидкой среде оказываются погруженными камеры с конденсаторами

l41.

Для перемешивания жидкой среды в емкости этого смесителя необходимы посторонний источник холодного газа и система охлаждения камер в прост ранстве нац зеркалом жидкости.

Цель изобретения — упрощение и повышение надежности конструкции смесителя за счет устранения посторонних источников энергии, необходимых для перемешивания жидкой среды.

Это достигается тем, что в смесителе для перемешивания жидкой среды при температурном расслоении, содержащем корпус, горизонтальную ось, на которой шарнирно закреплены поворотные лопасти с расположенными на концах камерами с легко испаряющейся жидкостью, лопасти снабжены теплообменными пластинами и противовесом, закрепленным на шарнире, а камера с легко испаряющейся жидкостью снабжена подпружиненным поршнем и кинематически соединенным с ним сильфоном, один конец которого герметично закреплен на внутренней стенке камеры, а с целью предотвращения колебаний лопастей, погруженных в жидкую среду, последние снабжены магнитной защелкой, причем усилие магнитной защелки выбирается меньше силы тяжести, действующей на поршень, но больше силы трения лопастей при их движении в жидкой среде.

На фиг. 1 изображ н схематично предложенный смеситель, вертикальный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.

Смеситель содержит емкость 1, погруженнйе в жидкую среду, заполняющую емкость 1, поворотные лопасти 2, шарнирно закрепленные одним концом на установленной в емкости 1 гори-: зонтальной оси 3 и сбалансированные противовесом 4. На поворотных лопастях 2 закреплены имеющие по ходу дви" жения обтекаемую форму теплообменные пластины 5 и герметичные камеры б с легко испаряющейся жидкостью, причем при фиксированном положении поворотных лопастей 2 хотя бы одна пара из теплообменной пластины 5 и камеры 6 погружена в верхний слой жидкой среды, другая пара — в нижний слой. Для фиксации лопастей 2 служит магнитная защелка 7, неподвижно закрепленная в нижней части емкости 1, ответные части 8 которой установлены на свободных концах поворотных лопастей 2.

Теплообменная масса пластин 5 является одновременно теплоносителем, поз тому плас ти ны должны быть из готовлены из материала с высокими значениями удельной теплоемкости и отношения коэффициента теплопроводности к плотности (например, из алюминия, бериллия; магния) . камера б выполнена герметичной и содержит подпружиненный поршень 9, выполненный, например из вольфрама и связанный через передаточное звено

10 с торцом сильфона 11, Сильфон 11 закреплен на внутренних стенках камеры б таким образом, что совместно с ними образует замкнутую полость 12 для легко испаряющейся жидкости.

Заданная длительность теплообмена пластин 5 с жидкой средой обеспечивается, например, путем нанесения

25 на наружную поверхность камеры б слоя теплоизоляции из пеноматериала.

Для перемешивания жидкой среды в емкость, полузаглубленную в грунтовой массив, как зто показано на фиг. 1-, помещают смеситель, содержащий, например, две поворотные лопасти 2. В теплый период года, когда температура воздуха в приземном слое атмосферы выше температуры грунта, емкость прогревается сверху и конвективные потоки в жидкой среде не образуются, что приводит к застою и расслоению жидкой среды. Смеситель в этом случае обеспечивает перемешивание жидкой среды следующим образом, Нагреваясь, легко испаряющаяся жидкость в полости 12 верхней камеры б газифицируется, вследствие чего сильфон 11 сжимается и своим торцом воздействует на передаточное звено 10, тем самым перемещая в крайнее положение подпружиненный поршень 9. Вследствие перемещения поршня 9 крутящий момент, создаваемый поршнем 9 относительно горизонтальной.оси 3, увели50 чивается и преодолевает величину крутящего момента, создаваемого магнитной защелкой 7, поэтому лопасти 2 поворачиваются относительно оси 3 и занима- ют новое положение, в котором и фик55 сируются, так как ответная часть 8 вновь входит во взаимодействие с магнитной защелкой 7. Бывшая ранее иерхней теплообменнаи пластина 5, уже аккумулировавшаи тепло и верхний слой щ жидКой среды, занимает нижнее положение и вступает в теплообмен с более холодными нижними слоями, возбуждая гравитационную конвекцию в емкости 1.

Одновременно бывшая ранее нижней относительно холодная теплообменная плас691173

1д У

Фиг.2

ИПИ Заказ 6090/3 ж 877 Подписное тина 5, попадая в более теплые верхние слои жидкой среды, охлаждает их и также возбуждает гравитационную конвекцию за счет теплообмена с жидкой средой. Со временем легко испаряющаяся жидкость в нижней камере 6 конденсируется и поршень 9 возвращается в исходное положение.

По истечении определенного промежутка времени вновь происход<т газификация. легко испаряющейся жидкости в верхней камере б, что приводит к смене положения поворотных лопастей

2 и теплообменных пластин 5, так что перемешивание Жидкой среды эа счет гравитационной конвекции в емкости продолжается. Процесс смены положений поворотных лопастей 2 продолжается до того момента, пока не произойдет выравнивание температурного поля жидкой среды Во всем объеме емкости, и протекает до начала холодного периода года.

В течение всего теплого сезона (температура воздуха в приэемном слое атмосферы выше температуры грунта на глубине днища емкости) смеситель теп- 25 лоемкой массой теплообменных пластин

5 переносит тепло из верхних слоев жидкой среды в нижние, обеспечивая перемешивание жидкой среды и предотвращая ее расслоение и деление на фрак- gO ции. В холодный сезон температура грунта вьме температуры воздуха в приземном слое атмосферы, и перемешивание происходит за счет естественной конвекции жидкой среды в емкости. З5

Таким образом, работа смесителя осуществляется под действием только гравитационных сил, разбалансирующих поворотные лопасти 2 относительно горизонтальной оси 3 при перемещении подпружиненного поршня 9 в крайнее положение в момент газификации легко испаряющейся жидкости в камере б эа

4 Я 2 счет аккумуляции тепла из верхнего слоя жидкой среды.

Применение предложенного устройств а существ енно упрощает конструкцию смесителя, так как не требует затрат дополнительной энергии на перемешивание жидкой среды.

Формула изобретения

1 ° Смеситель для перемешивания жидкой среды при температурном расслоении, содержащий корпус, горизонтальную ось, »а которой шарнирно закреплены поворотные лопасти с расположенными на концах камерами с легко испаряющейся жидкостью, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрсщения и повышения надежности конструкции эа счет устранения посторонних

<сточников энергии, лопасти снабжены теплообменными пластинами и противовесом, закрепленным на шарнире,а ка-. мера с легко испаряющейся жидкостью .снабжена подпружиненным поршнем и кинематически соединенным с ним сильфоном, один конец которого герметично закреплен на внутренней стенке камеры, 2. Смеситель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что,. с целью пре-. дотвращения колебаний лопастей, последние снабжены магнитной защелкой.

Источники информацйи, принятые во внимание при эксцертизе

1, Новые направления в криогенной технике. Под ред. М . П . Малкова, иэдво, Мир, М., 1966, с. 348-349.

2, Кафаров В . В. Основы массопередачи, Высшая школа, М ., 1972, с. 454.

3. Патент Японии 9 50-12789, кл. 59 Н 424, 1975.

4. Рипс С. N Основы термодинамики и теплотехники. Высшая школа, М., 1968, с. 135.

4 Я ал ППП Патент, жгород, ул,Проектная,4