[1]Полезная модель относится к перемешивающим устройствам с механическими мешалками и может найти применение в химической, нефтехимической, горноперерабатывающей, пищевой, фармакологической и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах утилизации и нейтрализации жидких отходов.
[2]Известна конструкция промышленной пропеллерной мешалки типа АЛСОП, в которой винтовые поверхности каждой лопасти имеют сквозные отверстия [Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Перевод с польского под ред. Щупляка И.А. - Л.: Химия, 1975, с. 58, всего 384 с.].
[3]К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится малая скорость перемешивания на микроуровне, так как образующиеся капли, выходящие из отверстий каждой лопасти, имеют размеры большого диаметра. Это требует дополнительных затрат времени на микроперемешивание и снижает общую производительность.
[4]Известна конструкция бессальникового емкостного аппарата с вибрационным перемешиванием, в котором на валу вместо механической лопастной мешалки установлены перфорированные диски, совершающие осевое колебательное вертикальное движение от вибропривода, закрепленного на крышке аппарата [Городецкий И.Я., Васин А.А., Олевский В.М., Лупанов П.А. Вибрационные массообменные аппараты / Под редакцией В.М. Олевского. - М.: Химия, 1980, с. 25, всего 192 с.].
[5]К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится низкая скорость образования капель малого диаметра в отверстиях перфорированных дисков. Это требует увеличения затрат времени на перемешивание на микроуровне и снижает производительность.
[6]Известна конструкция турбинной мешалки, которая содержит вал с закрепленными на нем дисками и крыльчаткой, в дисках имеются отверстия, оси которых параллельны оси вала, а на поверхностях дисков, обращенных друг к другу, выполнены кольцевые канавки, причем между дисками имеется зазор [Патент РФ № 112843, МПК В01F5/16, 27.01.2012].
[7]К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится малая производительность при высокой вязкости жидкости, образующей капли или жидкости неньютоновской, обладающей пластическими свойствами.
[8]Известна конструкция турбинного смесителя, в которой всасывающие лопасти установлены наклонно в радиальном направлении с отклонением назад [Патент РФ № 45302, МПК В01F5/16, 10.05.2005].
[9]К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся большие размеры капель при перемешивании маловязких жидкостей или даже бескапельное перемешивание (без образования капель, простое макросмешение струй) высоковязких жидкостей. Это увеличивает затраты времени на дополнительное перемешивание и снижает производительность.
[10]Наиболее близким техническим решением является конструкция турбинной мешалки закрытого типа. Лопасти таких мешалок прикреплены непосредственно к ступице или к валу с помощью болта или сварки. Сверху и снизу лопатки закрыты дисками с отверстиями вблизи вала или ступицы. Перемешиваемая жидкость закручивается, и под действием центробежной силы отбрасывается на периферию [Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Перевод с польского под редакцией Щукляка И.А. - Л.: Химия, 1975, с. 54, всего 384 с.].
[11]К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, является образование макроструктур, выходящих из корпуса турбинной мешалки между лопастями. Это увеличивает затраты времени на дополнительное перемешивание и дробление этих струй на капли, что снижает производительность.
[12]Техническим результатом предлагаемой конструкции турбинной мешалки закрытого типа является увеличение эффективности при перемешивании жидкостей, имеющих большую разницу в вязкости.
[13]Технический результат достигается при использовании турбинной мешалки закрытого типа, содержащей два диска, установленных на приводном валу, при этом верхний диск выполнен с конической воронкой, открывающейся в кольцевое отверстие в центре верхнего диска, нижний диск выполнен сплошным, а торцы дисков закрыты равномерно перфорированным кольцом.
[14]Конструкция турбинной мешалки позволяет под действием водоворота «разогнать» смешиваемые жидкости в конической воронке и интенсифицировать процесс смешения жидкостей за счет их разбивания на капли при продавливании жидкостей через равномерно перфорированное кольцо под действием центробежных сил, что позволяет избежать дополнительного перемешивания и обеспечивает более высокую эффективность перемешивания и производительность за счет снижения затрат времени на процесс.
[15]Техническое решение иллюстрируется чертежом, на котором показан общий вид перемешивающего устройства с турбинной мешалкой.
[16]Турбинная мешалка закрытого типа 1 состоит из верхнего 2 и нижнего 3 дисков, установленных на приводном валу 4. Верхний диск 2 снабжен конической воронкой 5 (установленной вокруг приводного вала 4), меньшим своим основанием открывающейся в кольцевое отверстие 6, выполненное в центральной части верхнего диска 2. Нижний диск 3 выполнен сплошным. В процессе эксплуатации турбинной мешалки 1 для смешения высоковязких и маловязких жидкостей в коническую воронку 5 осуществляется подвод высоковязкой жидкости, например, через трубку 7 для подвода высоковязкой жидкости. Торцы верхнего 2 и нижнего 3 дисков закрыты равномерно перфорированным кольцом 8, соединяющим торцы дисков 2 и 3 с образованием полости внутри турбинной мешалки 1.
[17]Устройство работает следующим образом.
[18]Через подающий патрубок 9 перемешивающее устройство 10 заполняется маловязкой жидкостью. Затем приводят во вращение приводной вал 4 с турбинной мешалкой 1 и по трубке 7 постепенно подают высоковязкую жидкость в коническую воронку 5. При этом, в конической воронке 5 формируется водоворот, под действием которого жидкости ускоряются и попадают в полость внутри турбинной мешалки 1, где под действием центробежных сил отбрасываются к равномерно перфорированному кольцу 8. Обе жидкости продавливаются центробежной силой через отверстия равномерно перфорированного кольца 8, смешиваясь на тонкодисперсном уровне и выбрасываются в виде мелких капель, что обеспечивает эффективность процесса, за счет более равномерного смешения разновязкостных жидкостей.
[19]Перемешанные на тонкодисперсном уровне жидкости удаляют из перемешивающего устройства 10 через сливной патрубок 11.
[20]Таким образом, турбинная мешалка закрытого типа, содержащая два диска, установленных на приводном валу, в которой верхний диск выполнен с конической воронкой, открывающейся в кольцевое отверстие в центре верхнего диска, нижний диск выполнен сплошным, а торцы дисков закрыты равномерно перфорированным кольцом, обеспечивает увеличение производительности при перемешивании жидкостей, имеющих большую разницу в вязкости.
