Устройство для перемешивания

Устройство для перемешивания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик » 93121

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено04. 11.78 (21) 2680509/23-26 (5l)M. Кл.

В 01 7/30 с присоединением заявки ЭЙ(23) Приоритет—

9оуявретвеньй комнтет

СССР

Опубликовано 30 05 82. Бюллетень М 20 оо делам нзабретеннй н открытий (53) УД К621. 929.

9(688. 8) Дата опубликования описания 30.05.82

В. К. Шевченко, В. С. Штукарев, В. . Фа деев,.»

С. П. Темский и А. В. Пилько ский * я а".:û;": ...;

1у (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕИЕШИВАНИЯ

Изобретение относится к устройс1 вам для перемешивания преимуществен. но жидкостей и газов, предпочтитель но для поверхностной аэрации сточных вод, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, а также в городском хозяйстве, Известно" устройство для перемеши" вания жидкостей, содержащее корпус, двигатель, установленный на корпусе, приводной полый вал с укрепленной на его конце мешалкой, выполненной в виде крыльчатки, и передаточный механизм крыльчатки. Устройство снаб"

15 жено дополнительными винтовыми лопастями, неподвижно установленными .на оси, проходящей внутри приводного полого вала. П ри .вращении мешалки

20 неподвижно установленные лопасти час-тично изменяют направление перемешиваемой жидкости, преобразуя круговое ее движение в прямолинейное (11.

Недостатком данного устройства является то, что процесс перемешивания жидкости недостаточно эффективен, так как совместно с неподвижно установленными лопастями мешалка, со.вершающая только вращательное движение, не устраняет полностью вращатель. ного движения жидкости в направлении вращения этой мешалки. Кроме того, устройство не обеспечивает аэрации .обрабатываемой жидкости.

Известно устройство, содержащее крыльчатку,установленную на полом валу вал двигателя, соединенный с полым валом посредством зубчатой передачи Г2).

Недостатком известного устройства является то, что процесс перемешивания жидкости недостаточно интенси" вен, так как перемешиваемая жидкость совершает вращательное движение в направлении вращения крыльчатки и на определенных режимах, когда скорости значительно отличаются одна от дру3 931217 4 гой, перемешивание и диспергирование телем 4 ведущего вала 9, на которо пузырьков газа осуществляется, в ос- жестко установлены две круглые 1О и новном, за счет поступательного дви- 1 и эдна некруглая, например эллипжения крыльчатки вдоль оси полого ва" тическая 12 шестерни, и ведомого ва" ла, что явно не эффективно. Кроме то- ла 1, жестко связанного с дополниго, устройство не обеспечивает рав" тельным приводным валом 7 и несущего номерности распределения пузырьков эллиптическое зубчатое колесо 14, газа в жидкости и имеет сравнительно взаимодействующее с эллиптической небольшую глубину аэрируемого слоя шестерней 12 ведущего вала 9 и имеюжидкости при поверхностной аэрации, ty щее в одном из фокусов эллипса этого так как эта глубина определяется при колеса резьбовое отверстие 15. прочих равных условиях только величи- На валу 13 установлено круглое ной хода крыльчатки. зубчатое колесо 16, взаимодействуюЦель изобретения — интенсификация щее с одной из круглых шестерен вепроцесса смешения и, кроме того, g дущего вала 9, например с шестерней обеспечение равномерного рвспределе. 10, и имеющее центральное шлицевое ния пузырьков газа в жидкости, Увели отверстие 17, На валу 13 установлено чение глубины аэрируемого слоя жид также круглое зубчатое колесо 18, кости при поверхностной аэрации. взаимодействующее с круглой шестерней

Указанная цель достигается тем >о 11 ведущего вала Ч посрелством промечто устройство снабжено дополнитель жуточной паразитной шестерни 19 и ным валом с крыльчаткой, коаксиально имеющее гладкое цилиндрическое отустановленным в полом валу; а np «À верстие 20. зубчатым колесом, установленным меж- На ведомом валу 13 выполнены резьду ведомым и ведущим колесами зубча 25 бовой, например в виде винтовой катай передачи, и двумя зубчатыми napa" навки, участок 21, шлицевой участок ми, смонтированными на дополнительном 22 и гладкий цилиндрический участок валу и валу двигателя привода, веРо 23, взаимодействующие соответственно мое колесо одной из них имеет шлице- с резьбовым отверстием 15 зубчатого вое отверстие, при этом колеса в арой колеса 14, со шлицевым отверстием 17 зубчатой пары выполнены эллиптической зубчатого колеса 16 и с гладким циформы, ведомое эллиптическое колесо линдрическим отверстием 20 зубчатого имеет резьбовое отверстие, Располо- колеса 18. женное aего фокусе, а рабочий вал- Основной приводной полый вал 5 шлицевой и реэьбовой участки, взаи о жестко связан с одним иэ круглых

35 действующие соответственно с повеРх зубчатых колес, например с колесом ностью шлицевого и резьбового отвер- 18, ведомого вала 13 передаточногс стий. механизма.

На фиг. 1 схематически представле- Устройство работает следующим обно устройство, общий вид; на фиг. 2- разом. о разрез А-А на фиг. 1; на фиг. От двигателя 4 крутящий момент разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - передается на ведущий вал 9 и через разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - шестерни 11 и 19 на зубчатое колесо схема взаимодействия круглых и эллип- 18 и жестко связанный с ним приводтических зубчатых колес. ной полый вал 5 с крыльчаткой 6.

Устройство содержит корпус 1, рас45

Одновременно крутящий момент с положенный в верхней части резервуара ведущего вала 9 через шестерни 10 и

2 со слоем 3 перемешиваемой жидкости. 12 и находящиеся с ними в зацеплеНа корпусе 1 установлен приводной дви- нии соответственно зубчатые колеса гатель 4, с которым кинематически 16 и 14 передается на ведомый вал связан установленный в корпусе 1 при- 13, жестко связанный с ним дополниводной полый вал 5 с Установленной тельный приводной вал 7 и крыльчатна его конце мешалкой, выполненной ку 8. При этом крыльчатки 8 и 6 врав виде крыльчатки 6. Устройство снаб- щаются в противоположных направленижена расположенным в приводном полом ях. валу 5 дополнительным приводным ва- 5 В точке д (фиг . 51 радиусы начальлом 7 с крыльчаткой 8. В корпусе 1 ных центроид шестерен 1О, 12 и зубчаI размещен передаточный механизм, вы- тых колес 14 и. 16 одинаковы, их полненный в виде связанного с двига- мгновенные угловые скорости также

5 9312 одинаковы, вал 13, а следовательно, вал 7 и зубчатое колесо 14 взаимно не перемещаются в окружном направлении и вал 7 в этой точке не получает осевого перемещения (первая мертвая точка).

При вращении по стрелке.(фиг, 5) на участке АБВ угловые скорости зубчатого колеса 14 превышают угловую скорость шестерни 12, представляющей 10 собой в данный момент гайку. Без смещения вдбпь оси зубчатое колесо 14 проворачивается относительно резьбового участка 21 вала 13 и сообщает последнему осевое. движение в одну is сторону. В точке В угловые мгновенные скорости всех зубчатых колес вновь совпадают и осевое перемещение вала

la

7 в этой точке отсутствует (вторая мертвая точка).

На участке ВА угловые скорости эллиптического зубчатого колеса 14 меньше угловой скорости зубчатого колеса 16, эллиптическое зубчатое колесо 14 отстает во взаимном врацении от25 вала 13 и вала 7, который проворачивается в резьбовой паре 15-21 и получает осевое движение в противоположную сторону.

Величина хода при эллиптических зубчатых колесах с центром вращения в фокусе эллипса рассчитывается по формуле

900 — cL

Ь вЂ” — — t-Z

90o . з5 где 1. — величина хода;

Д. — угол между большой осью эллип са и средним фокальным радиусом, равным большой полуоси о эллипса;

t — шаг резьбы в резьбовой паре

1 "21;

z — число заходов резьбы.

Число двойных ходов зависит от

45 формы центроид некруглых зубчатых колес. При эллиптической центроиде с осью вращения в центре эллипса вал 13 и жестко связанный с ним дополнительный приводной вал 7 сделают два двойных хода за один оборот.

При вращении. крыльчатки 6, расположенной вблизи поверхности жидкости ее лопасти захватывают газ, находящийся над поверхностью жидкости, и внедряют в жидкость в виде пузырьков.

Движущаяся возвратно-поступательно крыльчатка 8 захватывает насыщенную пузырьками газа жидкость и распреде17 6 ляет ее по высоте контактного аппарата с одновременным дроблением и деформацией пузырьков газа.

Использование предлагаемого устройства позволит интенсифицировать процесс перемешивания, так как перемешивание жидкости и газа осуществляется с помощью двух мешалок, выполнен ных в виде крыльчаток, вращающихся в противоположных направлениях, одна из которых имеет дополнительное возвратно-поступательное движение вдоль собственной оси вращения, при этом интенсификация перемешивания происходит также вследствие того, что вра" щательное движение жидкости в направлении одной из крыльчаток ликвидируется другой крыльчаткой, вращающейся в направлении, противоположном направлению вращения первой крыльчатки.

Кроме того, увеличится глубина аэрируемого слоя при поверхностной аэрации и обеспечится равномерность распределения пузырьков газа в жид.кости, так как в устройстве имеется две крыльчатки, одна из которых расположена на поверхности жидкости, захватывает газ с поверхности жидкости и внедряет его в жидкость в виде пузырьков, а вторая крыльчатка захватывает последние и, вращаясь в. противоположном направлении и воз.вратно-поступательно перемещаясь, внедряет их дальше в направлении от поверхности жидкости к днищу резерву. ара при интенсивном перемешивании этих пузырьков газа и жидкости.

В конечном счете использование предлагаемого устройства позволит увеличить производительность смесительных аппаратов за счет интенсифи" кации процесса перемешивания и, соответственно, при прочих равных условиях уменьшить необходимые площади, например, при строительстве аэротенков с поверхностной аэрацией обрабатываемой жидкости.

Помимо изложенного, использование предлагаемого изобретения позволит исключить инерционные ударные нагрузки, возникающие при реверсировании поступательного движения дополнительного приводного вала за счет конструктивных особенностей устройства, например за счет плавного изменения радиуса точек зацепления ведомого эллиптического зубчатого колеса с ведущим, что обеспечивает плавное сниже ние скорости поступательного движе7, 9312 ния крыльчатки из нуля, плавный переход через нулевое положение и плавное нарастание скорости поступательного движения крыльчатки в ее крайних положениях. 5

Формула изобретения

Устройство для перемешиванил, >р содержащее крыльчатку, установленную на полом валу, вал двигателя, соединенный с полым валом посредством зубчатой передачи, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью интен- и сификации процесса смешения, оно снабжено дополнительным валом с крыль чаткой, коаксиально установленным в полом валу, а привод - зубчатым колесом, установленным между ведомым

8 и ведущим колесами зубчатой передачи, и двумя зубчатыми парами, смонтированными на дополнительном валу и валу двигателя привода, ведомое колесо одной из них имеет шлицевое отверстие, при этом колеса второй зубчатой пары выполнены эллиптической формы, ведомое эллиптическое колесо имеет резьбовое отверстие, расположенное в его фокусе, а рабочий валшлицевой и резьбовой участки, взаимодействующие соответственно с поверхностью .шлицевого и резьбового отверстий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

4 329977, кл. В 01 f 7/24, 1933.

2. Патент США Г 3907459, кл. 416-65, 1975.

931217

Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >l(-35, Раушская наб., д, 4/5

Эаказ 3592/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Воронцова

Редактор 8. Петраш Техред И. Гайду Корректор E Рошко