[go: up one dir, main page]

EA030969B1 - Mixer-disperser - Google Patents

Mixer-disperser Download PDF

Info

Publication number
EA030969B1
EA030969B1 EA201200607A EA201200607A EA030969B1 EA 030969 B1 EA030969 B1 EA 030969B1 EA 201200607 A EA201200607 A EA 201200607A EA 201200607 A EA201200607 A EA 201200607A EA 030969 B1 EA030969 B1 EA 030969B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
nozzle
tier
blades
nozzles
radial
Prior art date
Application number
EA201200607A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201200607A1 (en
Inventor
Виктор Петрович Гарбуз
Евгений Александрович Жирнов
Николай Федорович Леванчук
Юрий Михайлович Плескачевский
Виктор Семёнович Старовойтов
Сергей Викторович Шилько
Original Assignee
Виктор Петрович Гарбуз
Евгений Александрович Жирнов
Николай Федорович Леванчук
Юрий Михайлович Плескачевский
Виктор Семёнович Старовойтов
Сергей Викторович Шилько
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Петрович Гарбуз, Евгений Александрович Жирнов, Николай Федорович Леванчук, Юрий Михайлович Плескачевский, Виктор Семёнович Старовойтов, Сергей Викторович Шилько filed Critical Виктор Петрович Гарбуз
Priority to EA201200607A priority Critical patent/EA030969B1/en
Publication of EA201200607A1 publication Critical patent/EA201200607A1/en
Publication of EA030969B1 publication Critical patent/EA030969B1/en

Links

Landscapes

  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

The invention is related to devices for stirring and dispersing solid loose materials, and for mixing them with liquids, i.e., for preparation of disperse systems in the form of mixtures, emulsions and suspensions. The invention can be used in chemical industry, in production of building materials, and for preparation of fodders easily digestible by animals in livestock breeding. In the proposed mixer-disperser comprising a container the inner space of which is formed by a revolution surface, including a flat horizontal bottom, a wall and a bottom-to-wall transfer element, and a vertically disposed shaft provided with a rotation drive and having paddle attachments for dispersing and moving materials in tangential, radial and axial directions arranged in tiers along the shaft rotation axis, at least attachments of four types are mounted in at least four tiers. An attachment of the first (lowest) tier is disposed at a minimum distance from the bottom and serves for material dispersing and moving in the inner space of the container in tangential and radial directions. It performs primarily the function of protecting the zone of the shaft-to-container-body joint against ingress of the material being dispersed into said zone, said material having a destructive abrasive effect on bearings on which the shaft rotates. In the second tier, an attachment is mounted for material dispersing and moving in tangential, radial and axial upward directions. In the third tier, an attachment for material dispersing and moving, in the zone adjacent to the shaft axis, in tangential, radial and axial downward directions, and in the zone adjacent to the container inner space surface, in tangential, radial and axial upward directions. The fourth and further tiers may have one or a plurality of attachments for material dispersing and moving in tangential and downward axial directions. Embodiments of all four attachment types are proposed. Examples of designs of the main device elements and tried and tested recommendations for the rational device layout and selection of geometrical parameters of attachments are presented. Use of the device according to the invention makes it possible to lower the cost of the final product and to widen the list of processed materials, i.e., the area of application of the mixer-disperser.

Description

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и диспергирования твердых сыпучих материалов, а также их смешения с жидкостями, т.е. для приготовления дисперсных систем в виде смесей, эмульсий и суспензий. Изобретение может быть использовано в химической промышленности и производстве строительных материалов, а также для приготовления легко усваиваемых животными кормов в животноводстве. В предлагаемом смесителе-диспергаторе, содержащем емкость, полость которой образована поверхностью вращения, состоящей из плоского горизонтального днища, стенки и элемента перехода от днища к стенке, и снабженный приводом вращения вертикально расположенный вал с лопастными насадками для диспергирования и перемещения материала в тангенциальном, радиальном и аксиальных направлениях, расположенных ярусами вдоль оси вращения вала, установлены как минимум в четырех ярусах насадки четырех типов. Насадка первого (нижнего) яруса расположена на минимальном расстоянии от днища, служит для диспергирования материала и его перемещения в полости емкости в тангенциальном и радиальном направлениях. Она выполняет в основном функцию защиты зоны сочленения вала с корпусом емкости от попадания в эту зону диспергируемого материала, оказывающего разрушающее абразивное воздействие на подшипники, в которых вал вращается. Во втором ярусе установлена насадка для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях. В третьем ярусе установлена насадка для диспергирования материала и его перемещения в зоне, примыкающей к оси вала, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях, а в зоне, примыкающей к поверхности полости емкости, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях. В четвертом и последующих ярусах могут быть установлены одна или несколько насадок для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном и аксиальном вниз направлениях. Предложены варианты конкретного конструктивного исполнения всех четырех типов насадок. Даны примеры конструктивного исполнения основных элементов устройства и апробированные на практике рекомендации по его рациональной компоновке и выбору геометрических параметров насадок. Применение предлагаемого устройства позволяет снизить себестоимость готового продукта и расширить перечень перерабатываемых материалов, т.е. сферу применения смесителядиспергатора.The invention relates to devices for mixing and dispersing solid bulk materials, as well as their mixing with liquids, i.e. for the preparation of dispersed systems in the form of mixtures, emulsions and suspensions. The invention can be used in the chemical industry and the production of building materials, as well as for the preparation of easily digestible animal feed in animal husbandry. In the proposed mixer-disperser containing a container, the cavity of which is formed by a surface of rotation consisting of a flat horizontal bottom, a wall and a transition element from the bottom to the wall, and a vertically positioned shaft with a rotating drive with vane nozzles for dispersing and moving the material in a tangential, radial and axial directions, arranged in tiers along the axis of rotation of the shaft, are installed in at least four tiers of the nozzle of four types. The nozzle of the first (lower) tier is located at a minimum distance from the bottom, used to disperse the material and move it in the cavity of the tank in the tangential and radial directions. It mainly performs the function of protecting the joint area of the shaft with the container body from falling into this zone of dispersible material, which has a destructive abrasive effect on the bearings in which the shaft rotates. In the second tier, a nozzle is installed to disperse the material and move it in tangential, radial and axial up directions. In the third tier, a nozzle is installed to disperse the material and move it in the zone adjacent to the shaft axis - in tangential, radial and axial down directions, and in the zone adjacent to the surface of the reservoir cavity - in tangential, radial and axial up directions. In the fourth and subsequent tiers, one or several nozzles can be installed to disperse the material and move it in tangential and axial down directions. Variants of the specific design of all four types of nozzles are proposed. Examples of the structural design of the basic elements of the device and approved in practice recommendations for its rational layout and selection of the geometrical parameters of the nozzles are given. The use of the proposed device allows to reduce the cost of the finished product and expand the list of recyclable materials, i.e. application scope of the disperser

030969 Bl030969 Bl

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и диспергирования твердых сыпучих материалов, а также их смешения с жидкостями, т.е. для приготовления дисперсных систем в виде смесей, эмульсий и суспензий. Изобретение может быть использовано в химической промышленности и производстве строительных материалов, а также для приготовления легко усваиваемых животными кормов в животноводстве.The invention relates to devices for mixing and dispersing solid bulk materials, as well as their mixing with liquids, i.e. for the preparation of dispersed systems in the form of mixtures, emulsions and suspensions. The invention can be used in the chemical industry and the production of building materials, as well as for the preparation of easily digestible animal feed in animal husbandry.

Известны устройства, например [1-6], для приготовления смесей сыпучих и жидких материалов (смесители) путем интенсивного перемешивания компонентов смеси в замкнутом объеме (в полости емкости) с применением роторных (как правило, лопастных) насадок, установленных внутри емкости на вращающемся валу.Known devices, for example [1-6], for the preparation of mixtures of bulk and liquid materials (mixers) by intensive mixing of the components of the mixture in a closed volume (in the cavity of the tank) using rotary (usually paddle) nozzles installed inside the tank on a rotating shaft .

Эти устройства обеспечивают гомогенизацию смеси, т.е. постоянство ее состава и физикомеханических свойств (плотности, вязкости и др.) в объеме, на макроскопическом уровне, но недостаточно эффективны при приготовлении мелкодисперсных смесей, для получения которых требуется дополнительное диспергирование (тонкое измельчение) компонентов на микроскопическом уровне.These devices ensure the homogenization of the mixture, i.e. the constancy of its composition and physicomechanical properties (density, viscosity, etc.) in the volume, at the macroscopic level, but not effective enough in preparing fine mixtures, which require additional dispersion (fine grinding) of components at the microscopic level.

Известны также лопастные роторные устройства (в частности, [7-9]) для одновременного перемешивания и диспергирования компонентов смеси.Also known rotary vane devices (in particular, [7-9]) for simultaneous mixing and dispersion of the components of the mixture.

В этих устройствах дополнительное диспергирование обеспечивается в результате оптимизации параметров режима перемешивания, а именно:In these devices, additional dispersion is provided by optimizing the parameters of the mixing mode, namely:

1) упорядочения движения материала при переработке путем направления потоков материала в различных зонах полости емкости смесителя в нужных направлениях, оптимальных с точки зрения минимизации сопротивления перемещению материала и расстояния, проходимого материалом в режиме ламинарного течения, без возмущающего воздействия лопастей. Тем самым снижаются энергетические потери на перемещение материала и его трение о поверхность полости емкости, что позволяет увеличить долю энергии, направленную непосредственно на диспергирование;1) streamlining the movement of the material during processing by directing material flows in various zones of the mixer tank cavity in the right directions, optimal from the point of view of minimizing the resistance to material movement and the distance traveled by the material in laminar flow mode, without disturbing the blades. This reduces the energy loss of the movement of the material and its friction on the surface of the cavity capacity, which allows to increase the proportion of energy directed directly to the dispersion;

2) увеличения внутреннего трения между дисперсными частицами путем встречного направления потоков материала и повышения интенсивности силового взаимодействия между материалом и рабочими поверхностями лопастных насадок за счет резкого изменения направления движения материала.2) increase of internal friction between dispersed particles by the opposite direction of the material flow and increasing the intensity of force interaction between the material and the working surfaces of the blade nozzles due to a sharp change in the direction of the material.

В устройстве [7] конструкцией и расположением в двух ярусах по вертикали лопастных насадок обеспечена циркуляция диспергируемого материала по замкнутому контуру с направлением одной части материала, примыкающей к валу, - вниз, а второй части материала, примыкающей к боковой поверхности полости емкости, - вверх. При этом материал, находящийся в верхней и нижней частях полости емкости, движется по горизонтали, в сторону вала и боковой поверхности полости емкости соответственно.In the device [7], the dispersed material is circulated along a closed contour with the direction of one part of the material adjacent to the shaft downward, and the second part of the material adjacent to the lateral surface of the cavity of the container upwards. In this case, the material located in the upper and lower parts of the cavity of the container moves horizontally in the direction of the shaft and the lateral surface of the cavity of the container, respectively.

Кроме того, в указанном устройстве лопастные насадки верхнего и нижнего ярусов часть потоков материала направляют навстречу друг другу (по вертикали), обеспечивая интенсивное диспергирование материала в зоне взаимодействия встречных потоков.In addition, in the specified device bladed nozzles of the upper and lower tiers of the material flow is directed towards each other (vertically), providing intensive dispersion of the material in the zone of interaction of opposing streams.

В устройстве [8], аналогично [7], обеспечивается циркуляция материала в полости емкости по замкнутой траектории и, кроме того, созданы зоны интенсивного диспергирования, в которых резко (на 90°) изменяется направление движения потока материала (с горизонтального на вертикальное) и происходит взаимодействие на большой скорости частиц диспергируемого материала со специальными элементами, установленными на максимально удаленных от оси вращения торцах лопастей насадок, - парами радиальных пластин, плоскости которых расположены под углом к горизонту.In the device [8], similarly to [7], the material is circulated in the container cavity along a closed trajectory and, moreover, intensive dispersion zones are created in which the flow direction of the material flow (from horizontal to vertical) and interaction occurs at high speed of particles of dispersible material with special elements installed on the ends of the nozzle vanes as far as possible from the axis of rotation — pairs of radial plates whose planes are angled to the mountains izontu.

Общим недостатком известных устройств для перемешивания и диспергирования материала является наличие в рабочих полостях их емкостей зон малоинтенсивного диспергирования и зон интенсивного трения материала о поверхность полости емкости. Например, у смесителя для диспергирования [8] зона малоинтенсивного диспергирования расположена над насадкой верхнего яруса (в этой зоне поток материала, направленный парами торцевых пластин лопастей насадки верхнего яруса вверх, движется по инерции в направлении оси вращения вала), а зоной интенсивного трения материала о поверхность полости емкости является зона расположения днища емкости (поток материала, направленный лопастями насадок вниз, ударяется о днище полости емкости).A common drawback of the known devices for mixing and dispersing the material is the presence in the working cavities of their tanks zones of low-intensity dispersion and zones of intense friction of the material on the surface of the cavity of the container. For example, in a mixer for dispersing [8], a low-intensity dispersion zone is located above the nozzle of the upper tier (in this zone the material flow directed by pairs of end plates of the nozzle blades of the upper tier upwards, moves by inertia in the direction of the axis of rotation of the shaft) the surface of the cavity of the container is the area of the bottom of the container (the flow of material directed downward by the nozzle blades hits the bottom of the cavity of the container).

В результате эффективное диспергирование происходит не во всем рабочем объеме смесителя, что вызывает увеличение длительности получения материала необходимой дисперсности и снижение производительности известных устройств. Наличие зон интенсивного трения материала о внутреннюю поверхность полости емкости приводит к повышению затрат энергии, требуемой для осуществления процесса диспергирования, что снижает технико-экономическую эффективность известных устройств.As a result, effective dispersion does not occur in the entire working volume of the mixer, which causes an increase in the duration of obtaining material of the required dispersion and a decrease in the performance of known devices. The presence of zones of intense friction of the material on the inner surface of the cavity of the container leads to an increase in the cost of energy required to implement the process of dispersion, which reduces the technical and economic efficiency of known devices.

Более совершенным по сравнению с ранее упомянутыми устройствами-аналогами [1-8] является смеситель [9]. Он содержит емкость, полость которой образована поверхностью вращения, состоящей из плоского горизонтального днища, стенки и элемента перехода от днища к стенке (далее - элемент перехода), и снабженный приводом вращения вертикально расположенный вал, на котором вдоль оси вращения установлены ярусами лопастные насадки для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальных направлениях. В этом смесителе внутренняя поверхность (полость) емкости имеет днище в форме круга, стенку в форме вертикального кругового цилиндра и элемент перехода в форме усеченного конуса, обращенного вершиной вниз. Лопастные насадки установлены на валу в два яруса. При этом насадка нижнего яруса расположена на уровне средней части элемента переMore perfect in comparison with the previously mentioned devices-analogues [1-8] is the mixer [9]. It contains a container, the cavity of which is formed by a rotational surface consisting of a flat horizontal bottom, a wall and a transition element from the bottom to the wall (hereinafter referred to as a transition element), and a vertically positioned shaft with a rotational drive, on which, along the axis of rotation, tied blades for dispersing material and its movement in tangential, radial and axial directions. In this mixer, the inner surface (cavity) of the tank has a bottom in the shape of a circle, a wall in the shape of a vertical circular cylinder and a transition element in the shape of a truncated cone, facing upward. Bladed tips mounted on the shaft in two tiers. In this case, the nozzle of the lower tier is located at the level of the middle part of the element

- 1 030969 хода и предназначена для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном и радиальном направлениях и в аксиальном направлении вверх, а насадка верхнего яруса расположена на уровне нижней части стенки и служит для диспергирования материала и его перемещения в аксиальном направлении вниз. Привод вращения вала расположен под днищем емкости, т.е. вал проходит сквозь днище емкости вниз.- 1 030969 stroke and is designed to disperse the material and its movement in the tangential and radial directions and in the axial direction up, and the nozzle of the upper tier is located at the bottom of the wall and serves to disperse the material and move it in the axial direction down. The drive shaft rotation is located under the bottom of the tank, i.e. the shaft passes through the bottom of the tank down.

В зоне контакта вращающегося вала с неподвижным днищем емкости, очевидно (на чертеже, представленном в описании прототипа, это не отражено), установлены уплотнительные элементы, исключающие вытекание диспергируемого материала из емкости (т.е. обеспечивающие герметичность емкости).In the contact zone of the rotating shaft with a fixed bottom of the tank, obviously (in the drawing presented in the description of the prototype, this is not reflected), sealing elements are installed that prevent leakage of the material being dispersed from the tank (i.e., ensuring the tightness of the tank).

Данное устройство работает следующим образом. Вращающийся в среде заполняющего полость емкости материала вал с насадками создает направленные потоки этого материала. Поток, формируемый насадкой нижнего яруса, движется в тангенциальном (перпендикулярном радиусам вращения лопастей насадки) и радиальном (совпадающим с направлениями радиуса вращения лопасти насадки и действия центробежной силы, возникающей при движении потока в тангенциальном направлении) направлениях и в аксиальном (совпадающем с направлением оси вращения вала) направлении вверх. Движение потока материала в аксиальном направлении вверх обусловлено расположением плоских лопастей насадки нижнего яруса под углом к горизонту и размещением нижних торцевых частей пластин передними по направлению вращения насадки.This device works as follows. A shaft with nozzles rotating in the medium filling the cavity of the material container creates directional flows of this material. The flow formed by the nozzle of the lower tier moves in tangential (perpendicular to the radii of rotation of the blades of the nozzle) and radial (coinciding with the directions of the radius of rotation of the blade of the nozzle and the centrifugal force that occurs when the flow moves shaft) upwards. The movement of the flow of material in the axial direction up due to the location of the flat blades of the nozzle of the lower tier at an angle to the horizon and the placement of the lower end parts of the plates front in the direction of rotation of the nozzle.

Поток, создаваемый насадкой верхнего яруса, движется в аксиальном направлении вниз благодаря зеркальному (по отношению к лопастям насадки нижнего яруса) расположению лопастей и размещению этих лопастей внутри цилиндрической оболочки (втулки). В расположенной на уровне узла соединения элемента перехода со стенкой зоне контакта встречных потоков, создаваемых насадками нижнего и верхнего ярусов, происходит интенсивное диспергирование материала и его выдавливание в горизонтальном направлении, т.е. в сторону узла соединения элемента перехода со стенкой. Ударяясь о стенку, поток материала подвергается дополнительному диспергированию в результате трения об указанные поверхности и изменения направления движения с горизонтального на вертикальное вверх. Двигаясь вверх, поток материала попадает в зону воздействия насадки верхнего яруса, всасывающей материал внутрь втулки данной насадки и вновь направляющей поток материала аксиально вниз, навстречу потоку, созданному насадкой нижнего яруса. Таким образом, в рассматриваемом смесителе [9] обеспечена циркуляция материала по замкнутому контуру и созданы четыре зоны интенсивного диспергирования: две зоны - непосредственно на насадках нижнего и верхнего ярусов, третья зона - при взаимодействии встречных аксиальных потоков материала и четвертая зона - при взаимодействии горизонтального потока материала с поверхностью стенки емкости. Наличие в рассмотренном смесителе организованной циркуляции материала и достаточного количества зон его диспергирования является несомненным достоинством данного устройства.The flow created by the nozzle of the upper tier, moves in the axial direction downward due to the mirror (relative to the blades of the nozzle of the lower tier) arrangement of the blades and the placement of these blades inside the cylindrical shell (sleeve). In the junction of the transition element with the wall located at the node level, the contact zone of oncoming flows created by the nozzles of the lower and upper tiers, there is an intense dispersion of the material and its extrusion in the horizontal direction, i.e. in the direction of the junction of the transition element with the wall. While hitting the wall, the material flow is subjected to additional dispersion as a result of friction on the indicated surfaces and a change in the direction of movement from horizontal to vertical upwards. Moving up, the flow of material enters the zone of impact of the nozzle of the upper tier, sucking the material into the sleeve of this nozzle and again directing the flow of material axially downward, opposite the flow created by the nozzle of the lower tier. Thus, in the considered mixer [9] the material is circulated in a closed loop and four zones of intensive dispersion are created: two zones - directly on the lower and upper tiers, the third zone - in the interaction of opposite axial material flows and the fourth zone - in the interaction of horizontal flow material with a wall surface of the container. The presence in the considered mixer of the organized circulation of the material and a sufficient number of zones of its dispersion is an undoubted advantage of this device.

Однако это устройство обладает и рядом недостатков. Во-первых, на значительном участке траектории (около 1/3 ее длины) направленной циркуляции поток материала движется ламинарно и не подвержен диспергированию. Это участок от зоны взаимодействия горизонтального потока со стенкой емкости до входа потока в полость втулки насадки верхнего яруса.However, this device has several disadvantages. First, a considerable portion of the trajectory (about 1/3 of its length) directed the circulation flow moves the laminar material and is not subject to dispersion. This is the area from the zone of interaction of the horizontal flow with the vessel wall to the entrance of the flow into the cavity of the nozzle sleeve of the upper tier.

Вторым недостатком данного устройства является образование при его работе зоны интенсивного трения горизонтального потока материала о поверхность стенки полости емкости. С одной стороны, трение способствует диспергированию материала (что является положительным фактором), но, с другой стороны, при этом неизбежно проявляются два отрицательных эффекта. Во-первых, в процессе трения часть энергии потока, приданной ему насадками смесителя, необратимо рассеивается в виде тепла через стенку емкости в окружающую среду. Тем самым повышаются затраты энергии на приготовление порции смеси и снижаются технико-экономические показатели устройства. Во-вторых, трение диспергируемого материала (который, как правило, является абразивом) о стенку полости емкости неизбежно приводит к истиранию материала стенки и ее утоньшению. С течением времени это может привести к появлению в стенке свища, т.е. к выходу смесителя из строя. Тем самым снижается его надежность (долговечность).The second disadvantage of this device is the formation during its work of a zone of intense friction of horizontal material flow against the surface of the wall of the container cavity. On the one hand, friction contributes to the dispersion of the material (which is a positive factor), but, on the other hand, two negative effects inevitably manifest themselves. First, in the process of friction, part of the energy of the stream, given to it by the mixer nozzles, is irreversibly dissipated as heat through the wall of the container into the environment. Thereby increasing energy costs for the preparation of a portion of the mixture and reduced technical and economic indicators of the device. Secondly, friction of the dispersible material (which, as a rule, is an abrasive) against the wall of the container cavity inevitably leads to abrasion of the wall material and its thinning. Over time, this can lead to a fistula in the wall, i.e. to the exit of the mixer down. This reduces its reliability (durability).

Третьим недостатком устройства [9] является возможность свободного попадания диспергируемого материала в зону контакта вращающегося вала с неподвижным днищем емкости смесителя. Частицы материала неизбежно оказывают абразивное воздействие на установленные в указанной зоне уплотнительные элементы, вызывая их ускоренный износ и выход из строя. В этом случае диспергируемый материал может вытекать из емкости сквозь образовавшиеся неплотности (разгерметизация емкости), что недопустимо при эксплуатации смесителя. Тем самым снижается надежность (долговечность.) устройства, увеличиваются время вынужденного простоя смесителя в ремонте и затраты на его содержание в технически исправном состоянии.The third drawback of the device [9] is the possibility of free penetration of the dispersible material into the zone of contact of the rotating shaft with the fixed bottom of the mixer tank. Particles of the material inevitably have an abrasive effect on the sealing elements installed in the specified zone, causing their accelerated wear and failure. In this case, the material being dispersed may leak from the container through the formed leakages (depressurization of the container), which is unacceptable during the operation of the mixer. This reduces the reliability (durability.) Of the device, increases the downtime of the mixer under repair and the cost of maintaining it in a technically sound condition.

Известны также устройства для приготовления смесей различных веществ (коллоидных растворов и цементных строительных материалов), описанные в [10] и [11]. Эти устройства практически одинаковы по составу элементов и принципу работы и различаются только конструктивным исполнением элементов и принципами их компоновки.Also known devices for the preparation of mixtures of various substances (colloidal solutions and cement building materials), described in [10] and [11]. These devices are almost identical in terms of the composition of the elements and the principle of operation and differ only in the design of the elements and the principles of their arrangement.

- 2 030969- 2 030969

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения по технической сущности и достигаемому положительному результату является устройство [10] для получения цементного строительного материала, содержащее емкость, полость которой образована поверхностью вращения, состоящей из сопряженных между собой узлами соединения плоского горизонтального днища, стенки и элемента перехода от днища к стенке, и снабженный приводом вращения вертикально расположенный вал, на котором вдоль оси вращения на различных уровнях по вертикали установлены ярусами лопастные насадки для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальных направлениях.The closest analogue of the claimed invention to the technical essence and the achieved positive result is the device [10] for obtaining a cement construction material containing a container, the cavity of which is formed by a surface of revolution consisting of interconnected nodes of a flat horizontal bottom, wall and transition element from the bottom to a wall and a vertically located shaft fitted with a rotational drive, on which tiers are mounted vertically at various levels along the axis of rotation and lobed nozzle for dispersing the material and its movement in the tangential, radial and axial directions.

Днище полости емкости имеет форму круга, а стенка емкости выполнена в форме вертикального цилиндра. Элемент перехода от днища к стенке (далее - элемент перехода) выполнен из двух, установленных один над другим, усеченных конусов, обращенных вершинами вниз, к днищу. В верхней части емкости установлена опирающаяся на стенку крышка в форме круга, в которой предусмотрены отверстия для введения в полость емкости компонентов приготавливаемой устройством смеси. В нижней части элемента перехода предусмотрено выпускное отверстие с клапаном, служащее для извлечения из полости емкости готового материала, полученного путем обработки (диспергирования и перемешивания) исходных компонентов вращающимися насадками устройства. К стенке и элементу перехода прикреплены равномерно распределенные по периметрам их поперечных сечений плоские вертикальные пластиныперегородки (далее - перегородки), выступающие внутрь полости емкости в направлении оси вращения вала. Эти пластины размещены в два яруса с разрывом в нижней части стенки полости емкости.The bottom of the cavity of the tank has the shape of a circle, and the wall of the tank is made in the shape of a vertical cylinder. The transition element from the bottom to the wall (hereinafter referred to as the transition element) is made of two, installed one above the other, truncated cones, facing vertices downwards, to the bottom. In the upper part of the vessel, a lid is mounted in the form of a circle in which there are openings for inserting a mixture prepared by the device into the cavity of the container of components. An outlet with a valve is provided in the lower part of the transition element, which serves to extract the finished material from the cavity of the container obtained by processing (dispersing and mixing) the initial components with rotating nozzles of the device. Flat vertical plates of the partition (hereinafter - partitions), protruding into the cavity of the vessel in the direction of the axis of rotation of the shaft, are uniformly distributed around the perimeters of their cross sections and attached to the wall and the transition element. These plates are placed in two tiers with a gap in the lower part of the cavity cavity wall.

На уровне днища с зазором по отношению к нему, нормируемым формулой изобретения, на валу установлена насадка первого яруса для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном и радиальном направлениях, выполненная в форме крыльчатки и имеющая лопасти в виде плоских вертикальных пластин, расположенных равномерно по окружности вращения радиально, т.е. так, что плоскости каждой из этих пластин ориентированы вдоль соответствующего этой пластине радиуса вращения. Над этой насадкой последовательно установлены насадка второго яруса для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях и насадка третьего яруса для диспергирования материала и его перемещения в зоне, примыкающей к оси вала, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях, а в зоне, примыкающей к поверхности полости емкости, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях. При этом насадка второго яруса установлена в полости емкости на уровне верхней части ее элемента перехода и имеет наружный диаметр, который меньше внутреннего диаметра обращенных в сторону оси вала торцов перегородок на величину, нормируемую формулой данного изобретения. Насадка третьего яруса размещена на уровне стенки полости емкости и имеет наружный диаметр, который меньше диаметра стенки на величину, также нормируемую формулой изобретения. Эта насадка периферическими частями лопастей, предназначенных для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях, входит с нормируемыми формулой изобретения зазорами по вертикали в разрыв между ярусами прикрепленных к элементу перехода и стенке перегородок.At the level of the bottom with a gap in relation to it, normalized by the claims, a nozzle of the first tier is installed on the shaft to disperse the material and move it in tangential and radial directions, made in the form of an impeller and having blades in the form of flat vertical plates arranged evenly around the circumference radially, i.e. so that the planes of each of these plates are oriented along the radius of rotation corresponding to this plate. A nozzle of the second tier for dispersing the material and moving it in tangential, radial and axial down directions and a nozzle of the third tier for dispersing the material and its moving in the zone adjacent to the shaft axis, in tangential, radial and axial down, and in the zone adjacent to the surface of the cavity of the container, in tangential, radial and axial up directions. While the nozzle of the second tier is installed in the cavity of the tank at the level of the upper part of its transition element and has an outer diameter that is smaller than the internal diameter facing the axis of the shaft of the ends of the partitions by an amount normalized by the formula of this invention. The nozzle of the third tier is placed at the level of the wall of the cavity of the container and has an outer diameter that is less than the diameter of the wall by an amount, also normalized by the claims. This nozzle peripheral parts of the blades, designed to disperse the material and move it in tangential, radial and axial down directions, with the gaps specified by the invention in the vertical gap in the gap between the tiers attached to the transition element and the wall of partitions.

Устройство-прототип работает следующим образом. Вращающийся в среде заполняющего полость емкости материала вал с насадками создает направленные потоки этого материала. Поток, формируемый насадкой нижнего яруса, движется турбулентно в тангенциальном и радиальном направлениях. Двигаясь в тангенциальном и радиальном направлениях, поток материала попадает в карманы, образованные перегородками нижнего яруса, установленными в зоне расположения элемента перехода. При соприкосновении с плоскостями указанных перегородок поток материала теряет тангенциальную составляющую направления своего движения, и это движение становится ламинарным и направленным радиально (вдоль плоскостей перегородок) в сторону элемента перехода. После контакта с конусной поверхностью элемента перехода поток меняет направление движения и перемещается вдоль стенки, т.е. в радиальном и осевом вверх направлениях. Пройдя вверх до окончания элемента перехода, поток материала полностью теряет радиальную составляющую направления движения и продолжает перемещаться строго в осевом вверх направлении - вдоль стенки полости емкости, приближаясь к зоне разрыва перегородок, в которой располагаются периферические части лопастей насадки третьего яруса, предназначенных для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях. Попадая под действие этих лопастей, поток материала получает новый импульс энергии (ускорение) для турбулентного движения в указанных направлениях. При этом, попав в зону расположения перегородок верхнего яруса и ударяясь о поверхности перегородок, поток теряет тангенциальную составляющую полученного ускорения, а, ударяясь о поверхность стенки полости емкости, он теряет и радиальную составляющую этого ускорения. Части энергии, соответствующие указанным составляющим ускорения, при ударах потока материала об указанные поверхности переходят в тепло, нагревающее материал и установку, его перерабатывающую. Под действием осевой составляющей полученного ускорения материал ламинарно перемещается вдоль поверхности стенки вверх и попадает в верхнюю часть полости емкости, расположенную над насадкой третьего яруса. Из этой части полости емкости насадка третьего яруса постоянно отбирает материал, требующий переработки, и благодаря соответствующему конструктивному исполнению лопастей, расположенных в зоне, примыкающей к оси вала, формирует турбулентный поток материала, движущийся в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях. При этом лопаThe device prototype works as follows. A shaft with nozzles rotating in the medium filling the cavity of the material container creates directional flows of this material. The flow formed by the nozzle of the lower tier, moves turbulently in the tangential and radial directions. Moving in the tangential and radial directions, the flow of material enters the pockets formed by the lower partitions installed in the zone of the transition element. When in contact with the planes of these partitions, the material flow loses the tangential component of its direction of movement, and this movement becomes laminar and directed radially (along the planes of the partitions) towards the transition element. After contact with the conical surface of the transition element, the flow changes direction and moves along the wall, i.e. in radial and axial up directions. Passing up to the end of the transition element, the material flow completely loses the radial component of the direction of movement and continues to move strictly in the axial upward direction - along the wall of the container cavity, approaching the gap of the partitions, in which the peripheral parts of the third tier vanes are located, intended for dispersing the material and its movement in tangential, radial and axial up directions. Getting under the action of these blades, the flow of material receives a new impulse of energy (acceleration) for turbulent motion in the indicated directions. At the same time, once in the zone of the upper partitions and hitting the surface of the partitions, the flow loses the tangential component of the acceleration, and, hitting the wall surface of the cavity cavity, it loses the radial component of this acceleration. The parts of the energy corresponding to the indicated components of acceleration, upon impact of the flow of material on the indicated surfaces, are transferred to heat, which heats the material and the installation, which processes it. Under the action of the axial component of the acceleration obtained, the material moves laminarly along the wall surface upwards and into the upper part of the cavity of the container, located above the nozzle of the third tier. From this part of the cavity of the container, the nozzle of the third tier constantly selects the material requiring processing and, due to the corresponding design of the blades located in the zone adjacent to the shaft axis, forms a turbulent flow of material moving in tangential, radial and axial down directions. At the same time

- 3 030969 сти насадки третьего яруса механическим воздействием на материал осуществляют его диспергирование, а созданием турбулентного потока - перемешивание компонентов этого материала и частичную гомогенизацию приготавливаемой смеси.- 3 030969 for the nozzle of the third tier, by mechanical action on the material, it is dispersed, and by creating a turbulent flow, mixing of the components of this material and partial homogenization of the prepared mixture.

Под действием тангенциальной и радиальной составляющих ускорения, полученного от насадки третьего яруса, часть сформированного этой насадкой потока материала движется в направлении стенки полости емкости и попадает в карманы, образованные перегородками нижнего яруса. Здесь эта часть потока, ударяясь о поверхности перегородок, теряет полученную энергию с образованием тепла и, подхватываемая движущимся вдоль поверхности стенки ламинарным потоком материала, первоначально сформированным насадкой первого яруса, начинает двигаться вместе с этим потоком в осевом направлении вверх. Основная часть потока материала, сформированного насадкой третьего яруса, под действием осевой составляющей полученного от указанной насадки ускорения движется в осевом направлении вниз, в зону расположения насадки второго яруса. Лопасти данной насадки производят в принципе такое же воздействие на материал, как и расположенные в зоне, примыкающей к оси вала, лопасти насадки третьего яруса - диспергируют материал и формируют турбулентный поток этого материала, движущийся в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях. Но энергия данного потока распределяется между составляющими его ускорения по-иному: около половины приходится на тангенциальное и радиальное ускорения и столько же - на ускорение в осевом направлении. Это обусловлено конструктивным исполнением лопастей насадки второго яруса, которые выполнены конусными и расположены по отношению к оси вращения вала под углом, близким к 45°. Благодаря этому около половины сформированного потока движется от насадки второго яруса в сторону насадки первого яруса и обрабатывается этой насадкой так, как было описано выше. Остальная часть потока направляется в сторону конусных поверхностей элемента перехода и попадает в карманы, образованные перегородками нижнего яруса. В этих карманах данная часть потока материала взаимодействует с поверхностями перегородок и с ламинарным потоком, направленным вдоль конусных поверхностей элемента перехода насадкой первого яруса, так же, как и ранее рассмотренная (движущаяся под действием тангенциальной и радиальной составляющих ускорения) часть потока, сформированного насадкой третьего яруса. В результате данная часть потока присоединяется к ламинарному потоку, сформированному насадкой первого яруса и движущемуся вдоль поверхности элемента перехода в сторону стенки полости емкости.Under the action of the tangential and radial components of the acceleration obtained from the nozzle of the third tier, a part of the material flow formed by this nozzle moves in the direction of the wall of the container cavity and enters the pockets formed by the partitions of the lower tier. Here, this part of the flow, hitting the surface of the partitions, loses the received energy with the formation of heat and, picked up by the laminar flow of material moving along the wall surface, initially formed by the nozzle of the first tier, begins to move with this flow in the axial direction upwards. The main part of the flow of material formed by the nozzle of the third tier, under the action of the axial component received from the specified nozzle acceleration moves in the axial direction down to the area of the nozzle of the second tier. The blades of this nozzle produce, in principle, the same effect on the material as located in the zone adjacent to the shaft axis; the blades of the nozzle of the third tier - disperse the material and form a turbulent flow of this material moving in tangential, radial and axial down directions. But the energy of a given stream is distributed between the components of its acceleration in a different way: about half falls on tangential and radial accelerations and the same amount on acceleration in the axial direction. This is due to the design of the blades of the nozzle of the second tier, which are made conical and are located relative to the axis of rotation of the shaft at an angle close to 45 °. Due to this, about half of the formed flow moves from the nozzle of the second tier towards the nozzle of the first tier and is processed by this nozzle as described above. The rest of the flow is directed towards the conical surfaces of the transition element and enters the pockets formed by partitions of the lower tier. In these pockets, this part of the material flow interacts with the surfaces of the partitions and with the laminar flow, directed along the conical surfaces of the transition element by the first-tier nozzle, as well as the previously considered (moving under the action of the tangential and radial acceleration components) the stream formed by the third-tier nozzle . As a result, this part of the flow is attached to the laminar flow, formed by the nozzle of the first tier and moving along the surface of the transition element in the direction of the wall of the cavity cavity.

Таким образом, в устройстве-прототипе обеспечена циркуляция материала по замкнутому контуру и созданы три зоны интенсивного диспергирования: две - на насадке третьего яруса и по одной на насадках первого и второго ярусов. При этом на насадке первого яруса интенсификация процесса диспергирования обусловлена ударным воздействием на материал лопастей насадки и, дополнительно, - резким (на 90°) изменением направления движения потока материала с вертикального (осевого вниз) на горизонтальное (тангенциальное и радиальное). Обеспечение в устройстве-прототипе организованной циркуляции материала с наличием четырех зон его интенсивного диспергирования является несомненным достоинством данного устройства. Дополнительным положительным качеством устройства-прототипа является то, что размещением в непосредственной близости к зоне контакта вращающегося вала с неподвижным днищем насадки первого яруса, выполненной в виде крыльчатки, отбрасывающей материал в тангенциальном и радиальном направлениях, т.е. от оси вала в сторону элемента перехода, обеспечивается защита указанной зоны от попадания в нее обрабатываемого устройством материала и от абразивного воздействия, которое может оказывать этот материал на установленные в данной зоне уплотнительные (герметизирующие емкость) элементы и подшипники, в которых вращается вал.Thus, in the device-prototype, the circulation of the material along a closed contour is ensured and three zones of intensive dispersion are created: two - on the nozzle of the third tier and one each on the nozzles of the first and second tiers. At the same time, the intensification of the dispersion process on the nozzle of the first tier is caused by the impact of the nozzle blades on the material and, additionally, by a sharp (90 °) change in the direction of material flow from vertical (axially downward) to horizontal (tangential and radial). The provision in the prototype device of the organized circulation of material with the presence of four zones of its intensive dispersion is an undoubted advantage of this device. An additional positive quality of the prototype device is that by placing in close proximity to the contact zone of the rotating shaft with a fixed bottom, the nozzle of the first tier, made in the form of an impeller, throws the material in the tangential and radial directions, i.e. from the shaft axis to the side of the transition element, this zone is protected from being hit by the material processed by the device and from abrasive impact that this material can have on the sealing (sealing capacity) elements and bearings in which the shaft rotates.

Описанные выше конструктивное исполнение и принцип работы устройства-прототипа позволяют использовать его для получения высококачественных строительных (цементных) смесей с высокой степенью однородности (гомогенности) и с требуемой микроструктурой, в частности с минимальным содержанием пузырьков воздуха, отрицательно влияющих на прочность бетона (в который превращается цементная смесь после отверждения). И важную роль в этом процессе играют сравнительно плавная (почти овалообразная, с одним лишь резким изменением на 90° направления движения) траектория перемещения потока материала в полости емкости и наличие на поверхностях элемента перехода и стенки полости емкости двух ярусов вертикальных перегородок, образующих вблизи этих поверхностей карманы, в которых обрабатываемый материал движется ламинарно. Именно обеспечению таких траектории и характера перемещения материала в полости емкости подчинены конструктивные решения, принятые в устройстве-прототипе. Вопросы же, связанные с диспергированием материала, не являются для данного устройства актуальными, так как исходное сырье (цемент, песок, вода) подаются в полость емкости с требуемой степенью дисперсности.The design and principle of operation of the prototype device described above allow it to be used to produce high-quality building (cement) mixtures with a high degree of homogeneity (homogeneity) and with the required microstructure, in particular with a minimum content of air bubbles that negatively affect the strength of concrete (which turns cement mixture after curing). And an important role in this process is played by the relatively smooth (almost oval-shaped, with only one sharp change of 90 ° direction of movement) the trajectory of movement of the material flow in the container cavity and the presence on the surfaces of the transition element and the wall of the container cavity two tiers of vertical partitions pockets in which the material being processed moves laminar. It is the provision of such trajectories and the nature of the material movement in the cavity of the container that the design decisions adopted in the device-prototype are subordinated to. The issues related to the dispersion of the material are not relevant for this device, since the raw materials (cement, sand, water) are fed into the cavity of the container with the required degree of dispersion.

Для установок, в которых, наряду с гомогенизацией смеси, необходимо производить диспергирование материала, требования к траектории и характеру движения материала в полости емкости существенно иные: для достижения наибольшей интенсивности процесса диспергирования необходимо, чтобы траектория движения материала имела как можно больше резких (от 90 до 180°) поворотов, осуществляемых принудительно, т.е. механическим воздействием на материал или путем воздействия на него встречно направленным потоком такого же материала, а течение потока материала на этой траектории должно быть максимально турбулентным, с минимальным количеством участков невозмущенного, лаFor plants in which, along with the homogenization of the mixture, it is necessary to disperse the material, the requirements for the path and nature of the material in the cavity of the tank are significantly different: 180 °) forced turns, i.e. mechanical impact on the material or by exposure to the opposite directional flow of the same material, and the flow of material on this path should be as turbulent as possible, with a minimum number of unperturbed sites

- 4 030969 минарного движения. Рассматривая устройство-прототип с учетом данного обстоятельства, можно отметить следующие его недостатки:- 4 030969 minar movement. Considering the device-prototype with the given circumstances, we can note the following disadvantages:

1) траектория движения потока материала в полости емкости является в основном плавной, имеет только один резкий (на 90°) поворот, осуществляемый принудительным действием лопастей насадки первого яруса, и не имеет поворотов на 180°;1) the trajectory of the flow of material in the cavity of the tank is mostly smooth, has only one sharp (90 °) turn, carried out by the forced action of the blades of the nozzle of the first tier, and has no turns 180 °;

2) около половины этой траектории (3 участка) материал проходит в состоянии ламинарного течения, без возмущений (турбулентности). Это участки прямолинейного (в осевом направлении вверх) движения в карманах, образованных перегородками нижнего и верхнего ярусов, и криволинейного (с изменением направления с аксиального вверх на аксиальное вниз) движения по дуге около 90° - от карманов, образованных перегородками верхнего яруса, до обращенных вверх поверхностей лопастей насадки третьего яруса;2) about half of this trajectory (3 sections) the material passes in a laminar flow state, without disturbances (turbulence). These are sections of rectilinear (axially upward) movement in pockets formed by partitions of the lower and upper tiers, and curvilinear (changing direction from axial up to axially down) movement along an arc of about 90 ° - from pockets formed by partitions of the upper tier to facing up the surfaces of the blades of the nozzle of the third tier;

3) часть потока материала под действием насадки второго яруса движется в аксиальном направлении вниз, в сторону днища полости емкости, сквозь которое проходит вращающийся вал. От абразивного воздействия движущегося материала зону контакта вала с днищем, где установлены уплотнительные элементы и подшипники, в которых вал вращается, предохраняет только насадка-крыльчатка первого яруса, которая отбрасывает материал в тангенциальном и радиальном направлениях. Однако часть материала все-таки неизбежно проникает к уплотнительным элементам и оказывает на них абразивное воздействие, приводящее к износу этих элементов и необходимости их замены, т.е. ремонта установки. Для повышения долговечности уплотнительных элементов и надежности установки в целом необходимо, чтобы насадка первого яруса работала как можно более эффективно, т.е. максимально интенсивно отбрасывала материал от зоны, в которой расположены уплотнительные элементы. С этих позиций, исполнение насадки первого яруса в виде крыльчатки с радиальным расположением плоских вертикальных лопастей является не самым удачным. Для достижения максимальной интенсивности перемещения материала данная насадка требует усовершенствования;3) part of the flow of material under the action of the nozzle of the second tier moves in the axial direction downwards, towards the bottom of the cavity of the container, through which the rotating shaft passes. From the abrasive impact of moving material, the zone of contact of the shaft with the bottom, where the sealing elements and bearings are installed, in which the shaft rotates, protects only the impeller head of the first tier, which discards material in the tangential and radial directions. However, part of the material still inevitably penetrates to the sealing elements and has an abrasive effect on them, leading to the wear of these elements and the need to replace them, i.e. repair installation. To increase the durability of the sealing elements and the reliability of the installation as a whole, it is necessary that the nozzle of the first tier should work as efficiently as possible, i.e. most intensively threw the material from the zone in which the sealing elements are located. From this point of view, the execution of the nozzle of the first tier in the form of an impeller with a radial arrangement of flat vertical blades is not the most successful. In order to achieve the maximum intensity of material movement, this attachment requires improvement;

4) как показывает практика эксплуатации перемешивающих и диспергирующих установок, наиболее уязвимым (требующим периодического ремонта) узлом этих устройств является именно узел соединения вала с днищем емкости. Исходя из этого, желательно, чтобы все процессы, связанные с диспергированием и гомогенизацией материала, проходили как можно дальше от этого узла, т.е. вне зоны контакта вала с днищем полости емкости. С этих позиций, то, что в устройстве-прототипе часть потока материала насадкой второго яруса направляется именно в указанную зону, является недостатком конструкции данного устройства.4) as the practice of operation of mixing and dispersing installations shows, the most vulnerable (requiring periodic repair) node of these devices is the node connecting the shaft to the bottom of the tank. Proceeding from this, it is desirable that all processes associated with the dispersion and homogenization of the material pass as far as possible from this node, i.e. outside the zone of contact of the shaft with the bottom of the cavity of the container. From this point of view, the fact that in the device-prototype a part of the material flow by the nozzle of the second tier is sent exactly to the specified zone, is a disadvantage of the design of this device.

5) общая компоновка устройства-прототипа и конструктивное исполнение его основных элементов (емкости, насадок перегородок на поверхностях элемента перехода и стенки) подчинено решению только одной задачи - качественного приготовления цементной смеси, которая после отверждения должна стать бетоном. Таким образом, данное устройство имеет только одну сферу применения - производство строительного бетона. Ограниченность сферы применения также является недостатком устройства-прототипа.5) the overall layout of the prototype device and the design of its main elements (capacity, nozzles of partitions on the surfaces of the transition element and the wall) is subordinate to the solution of only one task - the qualitative preparation of the cement mixture, which after curing should become concrete. Thus, this device has only one application area - the production of building concrete. The limited scope of application is also a disadvantage of the prototype device.

Задачами предлагаемого технического решения являются:The objectives of the proposed technical solutions are:

1) увеличение производительности смешения и диспергирования;1) increase the performance of mixing and dispersing;

2) повышение энергоэффективности и надежности устройства, уменьшение простоев и затрат при его техническом обслуживании;2) improving the energy efficiency and reliability of the device, reducing downtime and costs during its maintenance;

3) расширение перечня перерабатываемых материалов, т.е. сферы применения смесителядиспергатора.3) expansion of the list of processed materials, i.e. spheres of application of the mixer

Указанные положительные технические результаты достигаются тем, что в известном смесителе, содержащем емкость, полость которой образована поверхностью вращения, состоящей из сопряженных между собой узлами соединения плоского горизонтального днища, стенки и элемента перехода от днища к стенке, и снабженный приводом вращения вертикально расположенный вал, на котором вдоль оси вращения на различных уровнях по вертикали установлены ярусами лопастные насадки для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальных направлениях, причем на уровне днища установлена с зазором по отношению к нему насадка первого яруса для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном и радиальном направлениях, имеющая лопасти в виде плоских вертикальных пластин, а над ней последовательно установлены насадка второго яруса для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и одном из аксиальных направлений и насадка третьего яруса для диспергирования материала и его перемещения в зоне, примыкающей к оси вала, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях, а в зоне, примыкающей к поверхности полости емкости, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях, согласно предлагаемому изобретению каждая из лопастей насадки первого яруса для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном и радиальном направлениях расположена под углом к радиусу вращения, насадка второго яруса для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях установлена на уровне нижней части элемента перехода от днища к стенке, насадка третьего яруса для диспергирования материала и его перемещения в зоне, примыкающей к оси вала, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях, а в зоне, примыкающей к поверхности полости емкости, - в тангенциальном, радиальном и аксиThese positive technical results are achieved by the fact that in a known mixer, which contains a tank, the cavity of which is formed by a rotation surface consisting of interconnected nodes of a flat horizontal bottom, a wall and a transition element from the bottom to the wall, and a rotary drive fitted with a rotation drive, which along the axis of rotation at various levels along the vertical, tiered nozzles are installed in tiers to disperse the material and move it in tangential, radial and axial directions, and at the level of the bottom is installed with a gap in relation to it a nozzle of the first tier for dispersing the material and moving in the tangential and radial directions, having blades in the form of flat vertical plates, and above it there is a nozzle of the second tier for dispersing the material and its displacements in tangential, radial and one of the axial directions and the attachment of the third tier for dispersing the material and its displacement in the zone adjacent to the shaft axis - in tan According to the invention, each of the nozzle blades of the first tier for dispersing the material and moving it in the tangential and radial directions is located under the direction of the potential, radial and axial down directions, and in the zone adjacent to the surface of the cavity of the container. angle to the radius of rotation, the nozzle of the second tier for dispersing the material and moving it in tangential, radial and axial up directions is set at the level of the lower the part of the transition element from the bottom to the wall, the nozzle of the third tier to disperse the material and move it in the zone adjacent to the shaft axis - in tangential, radial and axial down directions, and in the zone adjacent to the surface of the container cavity - in tangential, radial and axi

- 5 030969 альном вверх направлениях установлена на уровне узла соединения стенки и элемента перехода от днища к стенке, а на уровне стенки дополнительно установлена (установлены) одна (или несколько) насадка (насадок) четвертого (и последующих) яруса (ярусов) для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном и аксиальном вниз направлениях, при этом лопасти данной (данных) насадки (насадок) расположены под острым углом по отношению к осевому направлению вниз и лопасти насадки четвертого яруса проходят сквозь свободные от лопастей промежутки насадки третьего яруса в зазор между насадками второго и третьего ярусов.- 5 030969 upward directions are installed at the level of the junction of the wall and the transition element from the bottom to the wall, and at the wall level one (or several) nozzle (nozzles) of the fourth (and subsequent) tier (tiers) are additionally installed (material) and its movement in tangential and axial down directions, while the blades of this (data) nozzles (nozzles) are located at an acute angle relative to the axial direction downwards and the blades of the nozzle of the fourth tier pass through free from the blade th intervals nozzles of the third tier in the gap between the nozzles of the second and third tiers.

Перечисленные конструктивные усовершенствования являются существенными, поскольку они позволяют устранить недостатки прототипа и придать предлагаемому смесителю-диспергатору новые качества, необходимые для достижения требуемого технического результата. Эти новые качества заключаются в следующем.The listed design improvements are significant, since they allow to eliminate the shortcomings of the prototype and give the proposed mixer-disperser new qualities necessary to achieve the desired technical result. These new qualities are as follows.

Все основные процессы, связанные с диспергированием и гомогенизацией материала, протекают на уровнях полости емкости, расположенных выше насадки второго яруса. Благодаря этому зона контакта вала с днищем емкости, в которой размещены уплотнительные элементы и подшипники, удерживающие вращающийся вал, не подвергается направленному воздействию потока обрабатываемого материала. Тем самым снижается интенсивность абразивного воздействия материала на уплотнительные элементы, вследствие чего повышаются долговечность этих элементов и защищаемых ими подшипников и надежность устройства в целом.All the main processes associated with the dispersion and homogenization of the material occur at the levels of the cavity of the container, located above the nozzle of the second tier. Due to this, the zone of contact of the shaft with the bottom of the tank, in which the sealing elements and bearings are mounted, which hold the rotating shaft, is not subjected to the directed influence of the flow of the material being processed. This reduces the intensity of the abrasive effect of the material on the sealing elements, as a result of which the durability of these elements and the bearings protected by them and the reliability of the device as a whole are increased.

Насадка первого (нижнего) яруса, установленная на уровне днища, дополнительно защищает зону контакта вала с днищем емкости от попадания в эту зону абразивного материала путем более интенсивного, чем в устройстве-прототипе, отбрасывания материала от вала в горизонтальных (тангенциальном и радиальном) направлениях, т.е. в сторону элемента перехода. Повышение интенсивности процесса отбрасывания материала от вала достигается путем изменения ориентации лопастей насадки первого яруса с радиальной (как у устройства-прототипа) на расположение под заданным углом к радиусу вращения. Такое изменение ориентации указанных лопастей приводит к изменению соотношения между тангенциальной и радиальной составляющими ускорения, придаваемого обрабатываемому материалу данными лопастями насадки первого яруса: тангенциальная составляющая уменьшается, а радиальная - увеличивается и тем самым обусловливает повышение интенсивности (скорости) движения материала в радиальном направлении, т.е. от вала в сторону элемента перехода.The nozzle of the first (lower) tier, installed at the bottom level, additionally protects the zone of contact of the shaft with the bottom of the container from falling into this zone of abrasive material by more intense than the device-prototype, dropping material from the shaft in horizontal (tangential and radial) directions, those. towards the transition element. The increase in the intensity of the process of dropping material from the shaft is achieved by changing the orientation of the blades of the nozzle of the first tier from the radial (as in the prototype device) to the position at a given angle to the radius of rotation. Such a change in the orientation of these blades leads to a change in the ratio between the tangential and radial components of the acceleration imparted to the material being processed by these blades of the first-tier nozzle: the tangential component decreases and the radial increases and thus increases the intensity (speed) of the material in the radial direction, m e. from the shaft towards the transition element.

Насадки второго и третьего ярусов, установленные соответственно на уровне нижней части элемента перехода и на уровне узла соединения стенки и элемента перехода, создают дополнительную зону интенсивного диспергирования за счет взаимодействия движущихся навстречу друг другу в аксиальном направлении потоков материала и формируют движущийся горизонтально, в направлении от вала к элементу перехода, общий (суммарный) поток материала. При этом ударного взаимодействия общего потока материала с поверхностью полости емкости не происходит, так как материал, не достигший поверхности, подхватывается (всасывается) расположенными в периферической части насадки третьего яруса элементами (пластинами) лопастей этой насадки и направляется в аксиальном направлении вверх. Тем самым, во-первых, происходит дополнительная активизация процесса диспергирования материала за счет резкого (на 90°) изменения направления его движения периферическими частями лопастей насадки третьего яруса, а во-вторых, снижается интенсивность фрикционного взаимодействия материала с поверхностью полости емкости, поскольку в контакт с ней вступает только та часть материала (около 30% суммарного потока), которая не подвергалась воздействию элементов периферической части лопастей насадки третьего яруса.The nozzles of the second and third tiers, installed respectively at the level of the lower part of the transition element and at the level of the junction of the wall and the transition element, create an additional zone of intensive dispersion due to the interaction of material flows moving towards each other in the axial direction and form moving horizontally in the direction from the shaft to the transition element, the total (total) material flow. In this case, the impact interaction of the total material flow with the surface of the container cavity does not occur, since the material that has not reached the surface is picked up (sucked) by the elements (plates) of the nozzle blades located in the peripheral part of the nozzle of the third tier and is directed axially upwards. Thus, firstly, there is an additional activation of the process of dispersing the material due to a sharp (90 °) change in the direction of its movement by the peripheral parts of the blades of the nozzle of the third tier, and secondly, the intensity of the frictional interaction of the material with the surface of the container cavity decreases, because it enters only that part of the material (about 30% of the total flow) that was not exposed to the elements of the peripheral part of the nozzle blades of the third tier.

Наличие в предлагаемом устройстве насадок четвертого и последующих ярусов, установленных на уровне стенки полости емкости, позволяет устранить имеющийся в прототипе участок ламинарного, без диспергирующего воздействия, течения материала и сформировать на этом участке дополнительную зону интенсивного диспергирования материала указанными насадками. Насадки предложенной конструкции, помимо способности эффективно диспергировать материал, обеспечивают его перемещение вниз в соответствии с требуемой замкнутой траекторией движения материала в полости емкости смесителя. Форма, размеры, взаимное расположение отдельных элементов каждой насадки четвертого и последующих ярусов, а также расположение насадки одного из ярусов по отношению к насадкам соседних ярусов определены на основании опытно-конструкторских работ и экспериментальных исследований, проведенных на опытном образце устройства. В качестве диспергируемого материала испытывались цементные и известковые строительные смеси, смеси на основе фосфогипса, древесных опилок и шламовых отходов производства, а также кормовые сельхозпродукты (кукуруза, овес, ячмень), используемые в животноводстве. Проведенные испытания показали, что именно насадки четвертого и последующих ярусов в вышеописанном конструктивном исполнении эффективно выполняют основную диспергирующую функцию, обеспечивая высокое качество конечного продукта. Эксплуатационные испытания опытного образца показали возможность диспергирования вышеназванных весьма вязких материалов, что расширяет область использования заявляемого технического решения по сравнению с прототипом.The presence in the proposed device of the nozzles of the fourth and subsequent tiers, installed at the level of the cavity cavity wall, allows eliminating the laminar section of the prototype, without dispersing effect, of the material flow and forming an additional zone of intensive dispersion of the material by these nozzles on this section. The nozzles of the proposed design, in addition to the ability to disperse the material effectively, ensure its downward movement in accordance with the required closed path of the material in the cavity of the mixer tank. The shape, size, mutual arrangement of individual elements of each nozzle of the fourth and subsequent tiers, as well as the location of the nozzle of one of the tiers in relation to the nozzles of neighboring tiers are determined on the basis of experimental design work and experimental studies conducted on a prototype device. As a dispersible material, cement and lime building mixtures, mixtures based on phosphogypsum, sawdust and sludge production, as well as fodder agricultural products (corn, oats, barley) used in animal husbandry were tested. The tests have shown that it is the nozzles of the fourth and subsequent tiers in the above described design that effectively perform the main dispersing function, ensuring the high quality of the final product. Operational tests of the prototype showed the ability to disperse the above very viscous materials, which expands the scope of use of the proposed technical solution in comparison with the prototype.

Таким образом, в смесителе для диспергирования, выполненном согласно предлагаемому изобретению, обеспечена циркуляция диспергируемого материала по заданной траектории, причем эта траектоThus, in the dispersing mixer, made in accordance with the proposed invention, the dispersible material is circulated along a predetermined trajectory, and this trajectory

- 6 030969 рия не захватывает зону контакта вращающегося вала с неподвижным днищем емкости, на всех участках этой траектории созданы условия для высокоинтенсивного и качественного диспергирования как за счет внутреннего трения частиц материала, так и за счет их взаимодействия с лопастными насадками, ликвидированы зоны высокоинтенсивного фрикционного взаимодействия материала с поверхностью полости емкости и осуществлена более эффективная защита зоны контакта вращающегося вала с неподвижным днищем емкости от попадания в эту зону перерабатываемого материала. Тем самым достигнуто усовершенствование конструкции и улучшение технико-экономических характеристик устройства. Поэтому отличительные признаки, приведенные в п.1 формулы изобретения, представляются существенными.- 6 030969 Riya does not capture the zone of contact of the rotating shaft with a fixed bottom of the container, conditions for high-intensity and high-quality dispersion are created on all parts of this trajectory, both due to internal friction of the material particles and due to their interaction with the blade nozzles, areas of high-intensity friction interaction are eliminated material with the surface of the cavity of the container and more efficient protection of the contact zone of the rotating shaft with the fixed bottom of the container from getting into this area has been effected Pipeline material. Thereby, an improvement in the design and improvement of the technical and economic characteristics of the device has been achieved. Therefore, the distinctive features given in claim 1 of the claims, are essential.

Приведенные в пп.2-13 формулы изобретения варианты исполнения отдельных элементов предлагаемого технического решения являются оптимальными с точки зрения достижения положительного технического результата - наивысших показателей надежности и диспергирующей способности, минимизации расхода энергии. Они были использованы в конструкции предлагаемого устройства при проведении испытаний различных вариантов опытного образца смесителя-диспергатора в эксплуатационных условиях приготовления строительных и других смесей.The claims of the individual elements of the proposed technical solution given in claims 2 to 13 are optimal from the point of view of achieving a positive technical result - the highest reliability and dispersing ability, minimizing energy consumption. They were used in the construction of the proposed device when testing various variants of a prototype mixer-disperser in operational conditions for the preparation of building and other mixtures.

В частности, стенка полости емкости может быть выполнена в форме кругового цилиндра. Однако для создания наилучших условий подачи материала к насадкам четвертого и последующих ярусов стенку полости емкости целесообразно выполнить в форме обращенного вершиной вверх усеченного конуса с углом наклона образующих конуса к его оси, равным (10-20)°.In particular, the wall of the cavity of the container can be made in the form of a circular cylinder. However, to create the best conditions for the supply of material to the nozzles of the fourth and subsequent tiers, it is advisable to perform the wall of the container cavity in the form of a truncated cone facing upward with the angle of inclination of the cone forming to its axis equal to (10-20) °.

Элемент перехода может быть выполнен в форме обращенного вершиной вниз усеченного конуса либо в форме тора. Последний вариант предпочтителен, так как тороидальная поверхность делает переход от днища к стенке плавным, что уменьшает сопротивление движению материала в полости емкости и энергоемкость диспергирования. Однако исполнение поверхности перехода в форме тора более сложно с точки зрения изготовления конструкции, т.е. требует дополнительных затрат, увеличивающих ее стоимость.The transition element can be made in the form of a truncated cone which is turned upside down or in the form of a torus. The latter option is preferable, since the toroidal surface makes the transition from the bottom to the wall smooth, which reduces the resistance to movement of the material in the cavity of the container and the energy intensity of dispersion. However, the execution of the transition surface in the form of a torus is more difficult from the point of view of making the structure, i.e. requires additional costs that increase its value.

Насадку первого (нижнего) яруса для перемещения материала в тангенциальном и радиальном направлениях целесообразно выполнять в виде крыльчатки, имеющей наружный диаметр, меньший диаметра днища полости емкости на (5-10)%, и содержащей установленную на валу ступицу, на вертикальной наружной поверхности которой закреплены лопасти в виде плоских вертикальных пластин, расположенных плоскостями под углом (30-45)° к радиусам вращения, проведенным к линиям контакта пластин со ступицей.The nozzle of the first (lower) tier to move the material in the tangential and radial directions should be carried out in the form of an impeller having an outer diameter smaller than the diameter of the bottom of the container cavity by (5-10)% and containing a hub mounted on the shaft, on the vertical outer surface of which is fixed blades in the form of flat vertical plates arranged by planes at an angle (30-45) ° to the radii of rotation drawn to the lines of contact of the plates with the hub.

Насадку второго яруса для диспергирования и перемещения материала в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях целесообразно выполнять в виде пропеллера, содержащего, например, установленную на валу ступицу, на вертикальной наружной поверхности которой закреплены радиальные лопасти в виде плоских пластин, которые установлены под углом (30-45)° к горизонту так, что передними по направлению вращения расположены нижние стороны этих пластин.The nozzle of the second tier for dispersing and moving the material in tangential, radial and axial up directions is advisable to perform in the form of a propeller containing, for example, a hub mounted on a shaft, on the vertical outer surface of which there are fixed radial blades in the form of flat plates that are set at an angle -45) ° to the horizon so that the lower sides of these plates are located in the front direction of rotation.

Насадку третьего яруса для диспергирования материала и его перемещения в зоне, примыкающей к оси вала, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях, а в зоне, примыкающей к поверхности полости емкости, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях целесообразно выполнять в виде двухпоточного пропеллера, содержащего, например, установленную на валу ступицу, на вертикальной наружной поверхности которой закреплены радиальные лопасти, каждая из которых состоит из двух, соединенных между собой соосно в радиальном направлении плоских пластин, которые установлены под углом (30-45)° к горизонту так, что передней по направлению вращения у первой, соединенной со ступицей пластины расположена верхняя сторона этой пластины, а у второй пластины - нижняя сторона. При этом наиболее рациональное соотношение длин в радиальном направлении второй и первой пластин лопасти составляет 1/2-1 /3.The nozzle of the third tier for dispersing the material and its movement in the zone adjacent to the shaft axis - in the tangential, radial and axial down directions, and in the zone adjacent to the surface of the container cavity - in the tangential, radial and axial up directions it is advisable to perform in the form a double-flow propeller containing, for example, a hub mounted on a shaft, on the vertical outer surface of which there are fixed radial blades, each of which consists of two, interconnected coaxially in the radius nom direction of flat plates which are mounted at an angle (30-45) ° to the horizontal so that the front in the rotational direction from the first plate connected to the hub is located upper side of the plate, while the second plate - downside. The most rational ratio of the lengths in the radial direction of the second and first blades of the blade is 1 / 2-1 / 3.

Наилучший из возможных вариантов исполнения насадок четвертого и последующих ярусов для диспергирования и перемещения материала в тангенциальном и аксиальном вниз направлениях содержит установленную на валу плоскую горизонтальную пластину-основание и две лопасти в виде плоских пластин, имеющих форму прямоугольных треугольников, которые закреплены одним из катетов к нижней плоскости пластины-основания так, что второй катет является передней по направлению вращения стороной лопасти, установлены по отношению к плоскости пластины-основания под углом (115-130)°, измеренным со стороны плоскости лопасти, обращенной к валу, а по отношению к радиусу вращения, проведенному к середине закрепленного к пластине-основанию катета лопасти, расположены так, что угол между указанными радиусом и катетом, измеренный со стороны второго катета лопасти, составляет (95105)°. Такая ориентация лопастей обеспечивает их расположение под острым углом по отношению к осевому направлению вниз, и эти лопасти оказываются направленными в сторону насадки третьего яруса.The best possible version of the nozzles of the fourth and subsequent tiers for dispersing and moving the material in tangential and axial down directions contains a flat horizontal base plate mounted on the shaft and two vanes in the form of flat plates having the shape of right triangles the plane of the base plate so that the second leg is the front side in the direction of rotation of the blade, set with respect to the plane of the base plate angle (115-130) ° measured from the side of the plane of the blade facing the shaft, and with respect to the radius of rotation held to the center of the blade fixed to the base plate of the leg, are located so that the angle between the radius and the leg is measured on the side of the second leg of the blade, is (95105) °. This orientation of the blades ensures their location at an acute angle with respect to the axial direction downwards, and these blades are directed towards the nozzle of the third tier.

При данном конструктивном исполнении насадки в четвертом и последующих ярусах целесообразно устанавливать как минимум две (а более рационально - три или четыре) такие насадки. При этом пара лопастей каждой первой из двух размещенных в соседних ярусах насадок четвертого и последующих ярусов должна быть расположена по отношению к паре лопастей второй насадки с угловым смещением на 90° в горизонтальной плоскости, оптимальное расстояние между пластинами-основаниями этих насаWith this design of the nozzle in the fourth and subsequent tiers, it is advisable to install at least two (and more rationally, three or four) such nozzles. At the same time, a pair of blades of each first of two nozzles of the fourth and subsequent tiers placed in adjacent tiers should be located with respect to a pair of blades of the second nozzle with an angular displacement of 90 ° in the horizontal plane, the optimum distance between the plates of the bases of these

- 7 030969 док в аксиальном направлении целесообразно выбирать в пределах 0,4-0,6 длины катета, являющегося передней по направлению вращения стороной лопасти, а оптимальное отношение длины этого катета к длине второго катета данной лопасти составляет 1/2-1 /3.- 7 030969 dock in the axial direction, it is advisable to choose in the range of 0.4-0.6 length of the leg, which is the front side of the blade in the direction of rotation, and the optimum ratio of the length of this leg to the length of the second leg of this blade is 1 / 2-1 / 3.

По отношению к насадке третьего яруса насадку четвертого яруса целесообразно располагать так, чтобы нижние части ее лопастей проходили сквозь свободные от лопастей промежутки насадки третьего яруса в зазор между насадками второго и третьего ярусов. Оптимальная величина погружения нижних частей лопастей насадки четвертого яруса в зазор между насадками второго и третьего ярусов составляет половину зазора между последними из указанных насадок.In relation to the nozzle of the third tier, the nozzle of the fourth tier should be positioned so that the lower parts of its blades pass through the nozzles of the third tier free from the blades into the gap between the nozzles of the second and third tiers. The optimal amount of immersion of the lower parts of the blades of the nozzle of the fourth tier into the gap between the nozzles of the second and third tiers is half the gap between the last of these nozzles.

Расположенные передними по направлению вращения торцевые части пластин, служащих лопастями и пластинами-основаниями у насадок второго и последующих ярусов, целесообразно заострить срезами, повышающими интенсивность и качество диспергирования за счет создания эффекта режущеударного воздействия на частицы материала.Placed front in the direction of rotation of the end part of the plates that serve as blades and base plates at the nozzles of the second and subsequent tiers, it is advisable to sharpen sections that increase the intensity and quality of dispersion by creating a effect of cutting impact on the particles.

Экспериментально установлено, что наружные диаметры насадок второго и третьего ярусов должны быть на (5-10)% меньше максимальных диаметров поверхности полости емкости на уровнях установки этих насадок, а максимальный наружный диаметр насадок четвертого и последующих ярусов - на (2040)% меньше максимального диаметра полости емкости на уровне расположения насадки четвертого яруса.It was established experimentally that the outer diameters of the second and third tier nozzles should be (5-10)% less than the maximum diameters of the cavity cavity surface at the installation levels of these nozzles, and the maximum outer diameter of the fourth and subsequent tiers nozzles - (2040)% less than the maximum diameter cavity capacity at the level of the location of the nozzle of the fourth tier.

Конструкция предлагаемого смесителя-диспергатора и принцип его работы поясняются чертежами.The design of the proposed mixer-dispersant and its principle of operation are explained in the drawings.

На фиг. 1 и 2 схематично показан смеситель-диспергатор для диспергирования в аксиальном разрезе при двух возможных вариантах исполнения поверхности полости его емкости.FIG. 1 and 2 schematically shows a mixer-dispersant for dispersion in axial section with two possible variants of execution of the cavity surface of its container.

На фиг. 3 показана в плане (разрез по А-А на фиг. 1) насадка первого (нижнего) яруса.FIG. 3 is shown in plan (section A-A in FIG. 1) of the attachment of the first (lower) tier.

На фиг. 4 показана в плане (разрез по Б-Б на фиг. 1) насадка второго яруса.FIG. 4 is shown in plan (section along BB in FIG. 1) of the attachment of the second tier.

На фиг. 5 показана форма поперечного сечения лопасти насадки второго яруса (сечение по В-В на фиг. 4).FIG. 5 shows the cross-sectional shape of the nozzle blade of the second tier (section B-B in FIG. 4).

На фиг. 6 показана в плане (разрез по Г-Г на фиг. 1) насадка третьего яруса.FIG. 6 is shown in plan (section along GGD in Fig. 1) of the nozzle of the third tier.

На фиг. 7 и 8 показаны формы поперечных сечений пластин лопасти насадки третьего яруса (сечения по Д-Д и Е-Е на фиг. 6).FIG. Figures 7 and 8 show the cross-sectional shapes of the plates of the nozzle blade of the third tier (cross-section in D-D and E-E in Fig. 6).

На фиг. 9 показана на виде снизу (разрез по Ж-Ж на фиг. 1) конструкция насадки четвертого и последующих ярусов.FIG. 9 is shown in the bottom view (section along the LF in Fig. 1) the design of the nozzle of the fourth and subsequent tiers.

На фиг. 10 показана форма лопасти насадки четвертого и последующих ярусов (разрез по И-И).FIG. 10 shows the shape of the nozzle blade of the fourth and subsequent tiers (section along the I-I).

На фиг. 11 показана форма поперечного сечения треугольной пластины лопасти насадки четвертого и последующих ярусов (сечение по К-К на фиг. 10).FIG. Figure 11 shows the cross-sectional shape of a triangular plate of the nozzle blade of the fourth and subsequent tiers (section K-K in Fig. 10).

На фиг. 12 показана форма поперечного сечения пластины-основания лопасти насадки четвертого и последующих ярусов (сечение по Л-Л на фиг. 9).FIG. 12 shows the cross-sectional shape of the plate-base of the nozzle blade of the fourth and subsequent tiers (section along LL in Fig. 9)

На фиг. 13 показано взаимное расположение лопастей насадок третьего и четвертого ярусов в плане (разрез по М-М на фиг. 1).FIG. Figure 13 shows the mutual arrangement of the nozzle blades of the third and fourth tiers in the plan (section along M-M in Fig. 1).

Предлагаемый смеситель-диспергатор, как показано на фиг. 1, содержит емкость 1, которая может быть выполнена из листового материала, например стали, и размещенный в полости этой емкости 1 вертикально расположенный вал 2, включающий размещенную под емкостью 1 приводную часть 2.1 и размещенную в полости емкости 1 рабочую часть 2.2 с жестко закрепленными на ней лопастными насадками 3, 4, 5 и 6 различного назначения и конструктивного исполнения. Указанные насадки расположены на различных уровнях по вертикали, например в 6 ярусов вдоль оси вращения вала 2. Вал 2 установлен с возможностью вращения вокруг собственной оси в опоре 7, расположенной под емкостью 1, и снабжен приводом 8 вращения, включающим, например, электродвигатель 8.1 и соединительную муфту 8.2. Полость емкости 1 образована обращенными внутрь этой емкости поверхностями листового материала и является поверхностью 9 вращения, состоящей из плоского горизонтального днища 9.1 в форме круга, стенки 9.2 и элемента 9.3 перехода от днища 9.1 к стенке 9.2. Указанные составные части поверхности 9 полости емкости 1 сопрягаются по окружностям в узлах соединения листового материала, выполненных, например, в виде сварочных швов. Формы поверхностей стенки 9.2 и элемента 9.3 перехода от днища к стенке могут быть различными. В варианте, представленном на фиг. 1, стенка 9.2 имеет форму кругового цилиндра, а элемент 9.3 перехода - форму обращенного вершиной вниз усеченного конуса. В другом (более предпочтительном для рассматриваемой конструкции) варианте, показанном на фиг. 2, стенка 9.2 имеет форму обращенного вершиной вверх усеченного конуса, а элемент 9.3 перехода - форму тора.The proposed mixer-dispersant, as shown in FIG. 1, contains a container 1, which can be made of sheet material, for example steel, and a vertically located shaft 2 placed in the cavity of this container 1, including a driving part 2.1 placed under the container 1 and the working part 2.2 placed in the cavity of the container 1 with rigidly mounted on her blade nozzles 3, 4, 5 and 6 for various purposes and design. These nozzles are located at different levels vertically, for example in 6 tiers along the axis of rotation of the shaft 2. The shaft 2 is mounted for rotation around its own axis in the support 7, located under the tank 1, and is equipped with a rotational drive 8, including, for example, an electric motor 8.1 and Coupling 8.2. The cavity of the container 1 is formed by the sheet material surfaces facing inward of this container and is a surface 9 of rotation consisting of a flat horizontal bottom 9.1 in the shape of a circle, a wall 9.2 and a transition element 9.3 from the bottom 9.1 to the wall 9.2. These components of the surface 9 of the cavity of the container 1 are mated in circles in the joints of sheet material, made, for example, in the form of welding seams. The shapes of the surfaces of wall 9.2 and element 9.3 of the transition from the bottom to the wall can be different. In the embodiment shown in FIG. 1, the wall 9.2 has the shape of a circular cylinder, and the transition element 9.3 has the shape of a truncated cone facing downward. In another (more preferable for the construction under consideration) variant shown in FIG. 2, the wall 9.2 has the shape of a truncated cone which faces upwards and the transition element 9.3 has the shape of a torus.

В нижней части емкость 1 (см. фиг. 1 и 2) содержит узел 1.1 выгрузки из нее готового продукта в виде диспергированного материала 11. Этот узел 1.1 включает продуктопровод 1.1.1 (см. фиг. 3) в виде горизонтальной трубы (например, круглого (см. фиг. 1), квадратного (см. фиг. 2) или прямоугольного сечения), врезанной (например, посредством сварного соединения) одним из торцов в элемент 9.3 перехода так, что нижний край проходного канала трубы расположен заподлицо (на одном уровне по горизонтали) с днищем 9.1 полости емкости 1, как показано на фиг. 2. При применении трубы круглого поперечного сечения нижний край ее проходного канала целесообразно размещать несколько ниже (на 0,2-0,3 диаметра трубы) плоскости днища 9.1, как показано на фиг. 1. Это даст возможность более качественной выгрузки готового продукта из емкости 1 без остатка в узле соединения днища 9.1 с элементом 9.3 переIn the lower part, the tank 1 (see Figs. 1 and 2) contains the node 1.1 of unloading the finished product from it as dispersed material 11. This node 1.1 includes the pipeline 1.1.1 (see Fig. 3) in the form of a horizontal pipe (for example, round (see Fig. 1), square (see Fig. 2) or rectangular section) embedded (for example, by means of a welded joint) with one of the ends into the transition element 9.3 so that the lower edge of the pipe bore is flush (on one level horizontally) with the bottom 9.1 of the cavity of the container 1, as shown in FIG. 2. When using a round cross-section pipe, it is advisable to place the lower edge of its passage through channel somewhat lower (by 0.2-0.3 pipe diameter) to the plane of the bottom 9.1, as shown in FIG. 1. This will enable a more high-quality unloading of the finished product from tank 1 without residue in the node connecting the bottom 9.1 with element 9.3 re

- 8 030969 хода.- 8 030969 moves.

Продольная ось трубы-продуктопровода 1.1.1 расположена под углом U=(95-140)° (см. фиг. 3) к радиусу R, проведенному от оси вращения вала 2 к точке выхода продольной оси трубы 1.1.1 в полость емкости 1 (точке пересечения продольной оси трубы с поверхностью элемента 9.3 перехода).The longitudinal axis of the pipe product pipeline 1.1.1 is located at an angle U = (95-140) ° (see Fig. 3) to the radius R drawn from the axis of rotation of the shaft 2 to the exit point of the longitudinal axis of the pipe 1.1.1 into the cavity of the container 1 ( the point of intersection of the longitudinal axis of the pipe with the surface of the transition element 9.3).

На втором конце трубы 1.1.1 установлено запорное устройство 1.1.2. Это запорное устройство 1.1.2 может быть выполнено, например, в виде клапанного механизма с ручным или другим (электрическим, пневматическим) приводом либо в виде простейших конструкций: съемной резьбовой заглушки (пробки), показанной на фиг. 3, или задвижки (показана на фиг. 2).A locking device 1.1.2 is installed at the second end of the pipe 1.1.1. This locking device 1.1.2 can be made, for example, in the form of a valve mechanism with a manual or other (electric, pneumatic) actuator, or in the form of the simplest structures: a removable screw plug (plug) shown in FIG. 3, or gate valves (shown in FIG. 2).

Так как для соединения с опорой вращения 7 (см. фиг. 1) и соединительной муфтой 8.2 привода вращения 8 вал 2 проходит сквозь днище 9.1 емкости 1, в зоне его контакта с днищем 9.1 предусмотрен узел 10 уплотнения, предотвращающий возможность вытекания (или высыпания) наружу емкости 1 находящегося в ее полости диспергируемого материала 11. Узел уплотнения 10 расположен под днищемAs for connection with the rotation support 7 (see Fig. 1) and the coupling 8 of the rotation drive 8, the shaft 2 passes through the bottom 9.1 of the tank 1, a sealing assembly 10 is provided in the zone of its contact with the bottom 9.1, preventing leakage (or precipitation) to the outside of the tank 1 in the dispersible material located in its cavity 11. The seal assembly 10 is located under the bottom

9.1 полости емкости 1 и может быть выполнен, например, в виде цилиндрического корпуса 10.1, внутри которого размещены уплотнительные элементы - манжеты 10.2 (две или более), охватывающие вал 2 в зоне его выхода из полости емкости 1 и обеспечивающие герметичность емкости.9.1 cavity capacity 1 and can be performed, for example, in the form of a cylindrical body 10.1, inside of which are placed the sealing elements - cuff 10.2 (two or more), covering the shaft 2 in the zone of its exit from the cavity of the tank 1 and providing tightness capacity.

На уровне днища 9.1 полости емкости 1 на расстоянии от днища 5д1=(0,5-5) мм установлена (см. фиг. 1) насадка 3 первого яруса для диспергирования материала 11 и его перемещения в тангенциальном и радиальном направлениях. Основным назначением этой насадки 3 является защита узла 10 уплотнения от свободного проникновения к нему диспергируемого в рассматриваемом устройстве материала 11. Насадка 3 выполнена, например, в виде крыльчатки (см. фиг. 3), содержащей устанавливаемую на валу 2 ступицу 3.1, к вертикальной наружной поверхности (например, цилиндрической) которой прикреплены лопасти 3.2 (например, 8 лопастей, как показано на фиг. 3). Лопасти 3.2 выполнены в виде плоских вертикальных пластин, расположенных под углом α=(30-15)° (см. фиг. 3) к радиусам r1 вращения, проведенным к линиям контакта этих пластин со ступицей 3.1. Наружный диаметр di лопастей 3.2 (фиг. 3) должен быть ненамного, на (5-10)% меньше диаметра Од днища 9.1, d1=(0,9-0,95)xDд.At the level of the bottom 9.1 of the cavity of the container 1 at a distance from the bottom 5d1 = (0.5-5) mm, the nozzle 3 of the first tier is installed (see Fig. 1) to disperse the material 11 and move it in the tangential and radial directions. The main purpose of this nozzle 3 is to protect the seal assembly 10 against the free penetration of material 11 dispersed in the device under consideration to it. The nozzle 3 is made, for example, in the form of an impeller (see FIG. 3) containing a hub 3.1 mounted on the shaft 2, to a vertical outer the surface (for example, cylindrical) of which the blades 3.2 are attached (for example, 8 blades, as shown in FIG. 3). The blades 3.2 are made in the form of flat vertical plates located at an angle α = (30-15) ° (see Fig. 3) to the radii r 1 of rotation, conducted to the contact lines of these plates with the hub 3.1. The outer diameter di of the blades 3.2 (Fig. 3) should be slightly, by (5-10)% less than the diameter of Od one bottom 9.1, d 1 = (0.9-0.95) xDd.

На уровне нижней части элемента 9.3 перехода над насадкой 3 первого яруса установлена насадка 4 второго яруса для диспергирования материала 11 и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях. Расстояние δ1-2 (см. фиг. 1) между лопастями 3.2 и 4.2 насадок 3 и 4 первого и второго ярусов целесообразно принимать минимальным в пределах δ1-2=(1-10) мм.At the level of the lower part of the transition element 9.3, above the nozzle 3 of the first tier, a nozzle 4 of the second tier is installed to disperse the material 11 and move it in tangential, radial and axial up directions. The distance δ 1-2 (see Fig. 1) between the blades 3.2 and 4.2 of the nozzles 3 and 4 of the first and second tiers is advisable to take the minimum within δ 1-2 = (1-10) mm.

Насадка 4 второго яруса выполнена, например, в виде пропеллера (см. фиг. 4 и 5), содержащего устанавливаемую на валу 2 ступицу 4.1, к вертикальной наружной поверхности (например, цилиндрической формы) которой прикреплены радиальные лопасти 4.2 (например, 4 лопасти, как показано на фиг. 4). Лопасти 4.2 выполнены в виде плоских пластин, установленных под углом β=(30-45)° (см. фиг. 5) к горизонту так, что передними по направлению вращения расположены нижние стороны пластин. Расположенные передними по направлению вращения нижние торцевые части лопастей 4.2 заострены горизонтальными срезами, как показано на фиг. 5.The nozzle 4 of the second tier is made, for example, in the form of a propeller (see Fig. 4 and 5), containing a hub 4.1 mounted on the shaft 2, to the vertical outer surface (for example, of cylindrical shape) of which are attached radial blades 4.2 (for example, 4 blades, as shown in Fig. 4). The blades 4.2 are made in the form of flat plates mounted at an angle β = (30-45) ° (see Fig. 5) to the horizon so that the lower sides of the plates are front in the direction of rotation. The lower end parts of the blades 4.2 located in the forward direction of rotation are sharpened in horizontal sections, as shown in FIG. five.

Наружный диаметр d2 (см. фиг. 4) лопастей 4.2 насадки 4 второго яруса на (5-10)% меньше максимального диаметра ЭЭП (2) элемента 9.3 перехода на уровне расположения этих лопастей 4.2, d2=(0,9-0,95)xDэπ(2).The outer diameter d 2 (see Fig. 4) of the blades 4.2 of the nozzle 4 of the second tier is (5-10)% less than the maximum diameter of the EAF (2) of the transition element 9.3 at the level of arrangement of these blades 4.2, d2 = (0.9-0 , 95) xDeπ (2) .

На уровне узла соединения стенки 9.2 и элемента 9.3 перехода установлена (см. фиг. 6) насадка 5 третьего яруса для диспергирования материала 11 и его перемещения в зоне, примыкающей к оси вала 2, в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях, а в зоне, примыкающей к поверхности элемента 9.3 перехода, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях. При этом одна (нижняя) часть насадки 5 расположена на уровне верхней части элемента 9.3 перехода, а вторая (верхняя) часть этой насадки 5 - на уровне нижней части стенки 9.2.At the level of the junction of the wall 9.2 and the transition element 9.3, the nozzle 5 of the third tier is installed (see FIG. 6) to disperse the material 11 and move it in the zone adjacent to the shaft axis 2 in the tangential, radial and down axial directions, and in the zone adjacent to the surface of the transition element 9.3 - in tangential, radial and axial up directions. In this case, one (lower) part of the nozzle 5 is located at the level of the upper part of the transition element 9.3, and the second (upper) part of this nozzle 5 is at the level of the lower part of the wall 9.2.

Насадка 5 выполнена, например, в виде двухпоточного пропеллера, показанного на фиг. 6. В этом случае она содержит устанавливаемую на валу 2 ступицу 5.1, на вертикальной наружной поверхности (например, цилиндрической формы) которой закреплены радиальные лопасти 5.2 (например, 4 лопасти, как показано на фиг. 6). Каждая из лопастей 5.2 состоит из двух соединенных между собой соосно в радиальном направлении плоских пластин 5.2.1 и 5.2.2. Отношение длин l1 и 12 (см. фиг. 6) в радиальном направлении второй 5.2.2 и первой 5.2.1 пластин составляет 12:11=1:2-1:3. Пластины могут быть установлены под одинаковым углом γ=(30-45)° (см. фиг. 7 и 8) к горизонту, но так, что передней по направлению вращения первой (соединенной со ступицей 5.1) пластины 5.2.1 является верхняя сторона этой пластины, а второй пластины 5.2.2 - нижняя сторона. Возможна также установка пластин 5.2.1 и 5.2.2 под разными углами к горизонту. При этом расположенные передними по направлению вращения торцевые части пластин 5.2.1 и 5.2.2 лопастей 5.2 (у пластины 5.2.1 - верхняя торцевая часть, а у пластины 5.2.2 -нижняя торцевая часть) заострены горизонтальными срезами (см. фиг. 7 и 8).The nozzle 5 is made, for example, in the form of a double-flow propeller shown in FIG. 6. In this case, it contains a hub 5.1 mounted on the shaft 2, on the vertical outer surface (for example, of a cylindrical shape) of which the radial blades 5.2 are fixed (for example, 4 blades, as shown in FIG. 6). Each of the blades 5.2 consists of two flat plates 5.2.1 and 5.2.2 interconnected coaxially in the radial direction. The ratio of the lengths l 1 and 1 2 (see Fig. 6) in the radial direction of the second 5.2.2 and the first 5.2.1 plates is 1 2 : 1 1 = 1: 2-1: 3. The plates can be installed at the same angle γ = (30-45) ° (see Fig. 7 and 8) to the horizon, but so that the front in the direction of rotation of the first (connected to the hub 5.1) plate 5.2.1 is the upper side of this plate, and the second plate 5.2.2 - the bottom side. It is also possible to install plates 5.2.1 and 5.2.2 at different angles to the horizon. At the same time, the end parts of the plates 5.2.1 and 5.2.2 of the blades 5.2 located at the front in the direction of rotation (at the plate 5.2.1 - the upper end part, and at the plate 5.2.2 - the lower end part) are sharpened with horizontal sections (see Fig. 7 and 8).

Расстояние δ2-3 (см. фиг. 1) между лопастями 4.2 и 5.2 насадок 4 и 5 второго и третьего ярусов целесообразно выбирать таким, чтобы как минимум 1/4 высоты h3 (см. фиг. 1) лопасти 5.2 насадки 5 третьего яруса размещалась на уровне верхней части элемента 9.3 перехода. Остальная часть (3/4 высоты h3) лопасти 5.2 может размещаться на уровне нижней части стенки 9.2 емкости 1.Distance δ 2-3 (see. FIG. 1) between 4.2 and 5.2 vanes nozzles 4 and 5, second and third tiers expedient selected such that at least 1/4 of height h3 (see. FIG. 1) 5.2 nozzle vanes 5 of the third tier placed at the top of the element 9.3 transition. The remaining portion (3/4 the height h 3) 5.2 blade can be placed on the bottom wall of the container 1 at 9.2.

- 9 030969- 9 030969

Наружный диаметр d3 (см. фиг. 6) лопастей 5.2 насадки 5 третьего яруса на (5-10)% меньше максимального диаметра D3n (3) элемента 9.3 перехода на уровне насадки 5 третьего яруса, d3=(0,9-0,95)xD3n(3).The outer diameter d 3 (see Fig. 6) of the blades 5.2 of the nozzle 5 of the third tier is (5-10)% less than the maximum diameter D 3n (3) of the transition element 9.3 at the level of the nozzle 5 of the third tier, d 3 = (0.9 0.95) xD 3 n (3) .

Как видно из сопоставления фиг. 6 и 4, лопасти 5.2 насадки 5 третьего яруса расположены по отношению к лопастям 4.2 насадки 4 второго яруса с угловым смещением на угол α2-3=45° (см. фиг. 6) в горизонтальной плоскости. Это способствует более эффективному диспергированию материала 11 за счет равномерного распределения диспергирующих элементов (лопастей насадок 4 и 5) в объеме материала 11, находящемся в зоне расположения насадок второго и третьего ярусов.As can be seen from the comparison of FIG. 6 and 4, the blades 5.2 of the nozzle 5 of the third tier are located with respect to the blades 4.2 of the nozzle 4 of the second tier with an angular displacement of α 2-3 = 45 ° (see FIG. 6) in the horizontal plane. This contributes to a more efficient dispersion of the material 11 due to the uniform distribution of dispersing elements (blades of nozzles 4 and 5) in the volume of material 11, located in the area of the nozzles of the second and third tiers.

На уровне расположения стенки 9.2 полости емкости 1 установлены не менее двух насадок 6 (вариант, представленный на фиг. 1 и 2, содержит три насадки) четвертого и последующих (пятого и шестого) ярусов для диспергирования материала 11 и его перемещения в тангенциальном и аксиальном вниз направлениях. Каждая из насадок 6 (см. фиг. 9) содержит установленную на валу 2 плоскую горизонтальную пластину-основание 6.1 и две лопасти 6.2 в виде плоских пластин, имеющих форму прямоугольных треугольников, у которых отношение длин катетов k и K (см. фиг. 10) составляет k/K=1/2-1/3. Треугольные лопасти 6.2 закреплены одним из катетов (имеющим меньшую длину к) к нижней плоскости пластины-основания 6.1 так, что второй катет (имеющий длину K) является передней по направлению вращения стороной лопасти 6.2. По отношению к нижней плоскости пластины-основания 6.1 лопасти 6.2 установлены под углом φ=(115-130)° (см. фиг. 1), измеренным со стороны плоскости этой лопасти, обращенной к валу 2. По отношению к радиусу r4 вращения (см. фиг. 9), проведенному к середине закрепленного на пластине-основании 6.1 катета лопасти 6.2, эта лопасть установлена так, что угол ψ между указанными радиусом r4 и катетом, измеренный со стороны второго катета лопасти, составляет ψ=(95-105)°.At the level of the location of the wall 9.2 of the cavity of the container 1, at least two nozzles 6 are installed (the variant shown in Figs. 1 and 2 contains three nozzles) of the fourth and subsequent (fifth and sixth) tiers for dispersing the material 11 and moving it tangentially and axially down directions. Each of the nozzles 6 (see Fig. 9) contains a flat horizontal base plate 6.1 mounted on the shaft 2 and two blades 6.2 in the form of flat plates having the shape of right-angled triangles, in which the ratio of the lengths of the legs k and K (see Fig. 10 ) is k / k = 1 / 2- 1/3. The triangular blades 6.2 are fixed by one of the legs (having a shorter length k) to the lower plane of the base plate 6.1 so that the second leg (having a length K) is the front side of the blade 6.2 in the direction of rotation. With respect to the lower plane of the plate-base 6.1, the blades 6.2 are set at an angle φ = (115-130) ° (see Fig. 1) measured from the plane of this blade facing the shaft 2. With respect to the radius r 4 of rotation ( see Fig. 9), conducted to the middle of the blade 6.2 fixed on the base plate 6.1 of the leg, this blade is set so that the angle between the specified radius r 4 and the leg, measured from the side of the second leg of the blade, is ψ = (95-105 ) °.

Таким образом, каждая из насадок 6 четвертого и последующих ярусов представляет собой пространственную конструкцию, имеющую в аксиальном направлении высоту H4 (см. фиг. 1) и максимальный наружный диаметр лопастей 6.2, равный d4 (см. фиг. 9).Thus, each of the nozzles 6 of the fourth and subsequent tiers is a spatial structure having in the axial direction the height H 4 (see Fig. 1) and the maximum outer diameter of the blades 6.2, equal to d 4 (see Fig. 9).

Передние по ходу вращения насадок 6 торцевые части лопастей 6.2 и пластин-оснований 6.1 этих насадок заострены срезами со стороны плоскостей, обращенных вниз, как показано на фиг. 11 и 12. Углы μ и ν (см. фиг. 11 и 12) срезов могут быть выбраны в пределах μ®ν=(20-60)°.The front parts of the nozzles 6 in the direction of rotation of the nozzles 6 and the base plates 6.1 of these nozzles are pointed in sections from the side of the planes facing down, as shown in FIG. 11 and 12. The angles μ and ν (see Figs. 11 and 12) of the slices can be chosen within μ®ν = (20-60) °.

У каждой первой из двух размещенных в соседних ярусах насадок 6 четвертого и последующих ярусов пара лопастей 6.2 по отношению к аналогичной паре лопастей второй насадки расположена со смещением на угол ξ4=90° в горизонтальной плоскости (см. фиг. 9).Each first of two nozzles 6 of the fourth and subsequent tiers placed in adjacent tiers of a pair of blades 6.2 with respect to a similar pair of blades of the second nozzle is offset by an angle ξ 4 = 90 ° in the horizontal plane (see Fig. 9).

Максимальный наружный диаметр d4 (см. фиг. 9) насадок 6 четвертого и последующих ярусов следует выбирать таким, чтобы он был на (20-40)% меньше максимального диаметра DC (4) (см. фиг. 1, 2) поверхности стенки 9.2 полости емкости 1 на уровне насадки четвертого яруса, d4=(0,6-0,8)xDC (4).The maximum outer diameter d 4 (see Fig. 9) of the nozzles 6 of the fourth and subsequent tiers should be chosen such that it is (20-40)% less than the maximum diameter D C (4) (see Fig. 1, 2) of the surface walls 9.2 of the cavity of the tank 1 at the level of the nozzle of the fourth tier, d 4 = (0.6-0.8) xD C (4) .

Расстояние t4 (см. фиг. 1) в аксиальном направлении между пластинами-основаниями 6.1 соседних насадок 6 четвертого и последующих ярусов (шаг установки насадок 6) составляет (40-60)% высоты H4 лопастей 6.2 этих насадок, t4=(0,4-0,6)xH4.The distance t 4 (see FIG. 1) in the axial direction between the base plates 6.1 of adjacent nozzles 6 of the fourth and subsequent tiers (installation step of nozzles 6) is (40-60)% of the height H4 of the blades 6.2 of these nozzles, t 4 = (0 , 4-0.6) xH 4 .

Расстояние T3-4 (см. фиг. 1) между лопастями 5.2 насадки 5 третьего яруса и пластиной-основаниемThe distance T 3-4 (see Fig. 1) between the blades 5.2 nozzles 5 of the third tier and the base plate

6.1 насадки четвертого яруса, как правило, принимается таким, чтобы лопасти 6.2 насадок 6 четвертого яруса по отношению к лопастям 5.2 насадки 5 третьего яруса располагались на минимальном расстоянии 63-4 min (см. фиг. 2) по вертикали, 63-4min=(1-5) мм. Однако возможно (а для ряда диспергируемых материалов, в частности строительных, - предпочтительно) расстояние 63-4 (см. фиг. 1) выбрать таким, чтобы нижние (угловые) части треугольных лопастей 6.2 насадки 6 четвертого яруса были опущены приблизительно до середины зазора 62-3 между лопастями 4.2 и 5.2 насадок 4 и 5 второго и третьего ярусов, 63.4=^-62.^2-^, где h3 - высота (в аксиальном направлении) лопасти 5.2 насадки третьего яруса. В этом случае для обеспечения прохождения лопастей 6.2 насадки 6 четвертого яруса сквозь насадку 5 третьего яруса пара лопастей 6.2 насадки 6 четвертого яруса должна быть повернута в горизонтальной плоскости на угол ξ3-4=45° (см. фиг. 13) по отношению к парам лопастей 5.2 насадки 5 третьего яруса. Такое взаимное расположение насадок 5 и 6 способствует повышению интенсивности диспергирования материала 11 за счет более высокой плотности размещения в объеме материала диспергирующих элементов 5 и 6 (одно и то же количество лопастей 5.2 и 6.2 насадок 5 и 6 размещено в меньшем объеме материала 11).6.1 nozzles of the fourth tier, as a rule, are taken so that the blades 6.2 of the nozzles 6 of the fourth tier with respect to the blades 5.2 nozzles 5 of the third tier are located at a minimum distance of 6– 3-4 min (see FIG. 2) vertically, 63–4 min = (1-5) mm. However, it is possible (and for a number of dispersible materials, in particular building materials, preferably) a distance of 63–4 (see Fig. 1) to be chosen so that the lower (corner) parts of the triangular blades 6.2 of the nozzle 6 of the fourth tier are lowered approximately to the middle of the gap 6 2-3 between the blades 4.2 and 5.2 of the nozzles 4 and 5 of the second and third tiers, 63.4 = ^ - 62. ^ 2- ^, where h 3 is the height (in axial direction) of the blade 5.2 of the nozzle of the third tier. In this case, to ensure the passage of the blades 6.2 of the nozzle 6 of the fourth tier through the nozzle 5 of the third tier of steam of the blades 6.2 of the nozzle 6 of the fourth tier should be rotated in a horizontal plane through an angle ξ 3-4 = 45 ° (see Fig. 13) with respect to the pairs blades 5.2 nozzles 5 of the third tier. Such a mutual arrangement of nozzles 5 and 6 contributes to an increase in the intensity of dispersion of material 11 due to the higher density of dispersing elements 5 and 6 in the material volume (the same number of blades 5.2 and 6.2 of nozzles 5 and 6 is placed in a smaller volume of material 11).

Вышеописанный смеситель-диспергатор работает следующим образом.The above mixer-dispersant works as follows.

Запорным устройством 1.1.2 (см. фиг. 1-3) перекрывают проходное сечение продуктопровода 1.1.1 узла 1.1 выгрузки готового продукта 11 из полости емкости 1. Затем засыпают в полость емкости 1 порции исходных компонентов смеси для переработки и включают электродвигатель 8.1 (см. фиг. 1) привода 8 вращения вала 2. Через соединительную муфту 8.2 вращение ротора электродвигателя 8.1 передается приводной части 2.1 вала 2, проходящей сквозь узел 10 уплотнения в полость емкости 1, и рабочей части 2.2 вала 2 с установленными на ней лопастными насадками 3, 4, 5 и 6.The locking device 1.1.2 (see Fig. 1-3) overlaps the flow area of the pipe 1.1.1 of the node 1.1 unloading the finished product 11 from the cavity of the tank 1. Then pour into the cavity of the tank 1 portions of the initial components of the mixture for processing and turn on the electric motor 8.1 (see Fig. 1) of the drive 8 for rotating the shaft 2. Through the coupling 8.2, the rotation of the rotor of the electric motor 8.1 is transferred to the drive part 2.1 of the shaft 2 passing through the sealing assembly 10 into the cavity of the tank 1 and the working part 2.2 of the shaft 2 with the blade nozzles 3 mounted on it, 4, 5 and 6.

Приведенная во вращение каждая из указанных насадок начинает выполнять функции, обусловленные ее конструктивным исполнением. Частота вращения вала 2 выбирается в зависимости от вида выполняемой технологической операции (перемешивание или диспергирование) и механических характеристик (твердости, вязкости, размера частиц и др.) исходных материалов. Для качественного перемешивания (приготовления гомогенных смесей) сыпучих материалов частота вращения вала, как правило, неEach of the specified nozzles brought into rotation begins to perform functions due to its design. The frequency of rotation of the shaft 2 is selected depending on the type of the technological operation (mixing or dispersing) and mechanical characteristics (hardness, viscosity, particle size, etc.) of the starting materials. For high-quality mixing (preparation of homogeneous mixtures) of bulk materials, the shaft speed is usually not

- 10 030969 должна превышать (800-1000) мин-1. Для диспергирования, например, зерна в целях приготовления кормов для животных эту частоту рекомендуется выбирать в пределах (1200-1500) мин-1. Регулирование частоты вращения вала может быть обеспечено, например, применением преобразователя частоты напряжения питания асинхронного электродвигателя 8.1.- 10 030969 should exceed (800-1000) min -1 . For dispersion, for example, of grain in order to prepare animal feed, it is recommended to choose this frequency within (1200-1500) min -1 . Regulation of the shaft rotational speed can be provided, for example, by using a frequency converter for the supply voltage of the asynchronous electric motor 8.1.

Насадка 3 первого (нижнего) яруса благодаря расположению плоских вертикальных лопастей 3.2 под углом к радиусам вращения перемещает материал 11 в тангенциальном и радиальном направлениях. При этом материал 11 постоянно удаляется с поверхности днища 9.1 полости емкости 1 в направлении от оси вращения вала 2 к элементу 9.3 перехода от днища 9.1 к стенке 9.2 поверхности полости емкости 1. Тем самым защищаются от абразивного воздействия материала 11 манжеты 10.2 узла 10 уплотнения и обеспечивается надежная герметизация емкости 1 в зоне прохода вала 2 через днище 9.1. Кроме того, ударным действием обращенных в направлении вращения поверхностей лопастей 3.2 данная насадка 3 диспергирует материал 11. Однако доля этой насадки 3 в общем объеме выполняемой устройством работы по диспергированию материала 11 незначительна - не более 1%. Это обусловлено тем, что в зону расположения насадки 3 попадает незначительное количество материала 11, основной поток которого направляется насадкой 4 второго яруса тангенциально, радиально и аксиально вверх, т.е. не в сторону насадки 3 первого яруса.The nozzle 3 of the first (lower) tier due to the location of the flat vertical blades 3.2 at an angle to the radii of rotation moves the material 11 in the tangential and radial directions. The material 11 is constantly removed from the surface of the bottom 9.1 of the cavity of the container 1 in the direction from the axis of rotation of the shaft 2 to the element 9.3 of the transition from the bottom 9.1 to the wall 9.2 of the surface of the cavity of the container 1. This protects against abrasive material 11 of the cuff 10.2 of the seal assembly 10 reliable sealing of the container 1 in the zone of passage of the shaft 2 through the bottom 9.1. In addition, the impact of facing the surfaces of the blades 3.2 in the direction of rotation of the blades 3.2 this nozzle 3 disperses material 11. However, the share of this nozzle 3 in the total volume of work performed by the device on dispersing material 11 is insignificant - no more than 1%. This is due to the fact that an insignificant amount of material 11 enters the zone of location of the nozzle 3, the main flow of which is guided by nozzle 4 of the second tier upwards, radially and axially, i.e. not in the direction of the nozzle 3 of the first tier.

Насадка 4 второго яруса выполняет две функции. Благодаря наклону плоских лопастей 4.2 по отношению к горизонту и расположению передних по направлению вращения торцевых частей этих лопастей снизу, она перемещает материал 11 в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях. Режуще-ударным действием передних по направлению вращения и имеющих заострение торцевых частей лопастей 4.2 насадка 4 диспергирует частицы материала 11.The nozzle 4 of the second tier performs two functions. Due to the inclination of the flat blades 4.2 with respect to the horizon and the location of the front in the direction of rotation of the end parts of these blades from the bottom, it moves the material 11 in the tangential, radial and axial up directions. The cutting-impact action of the front parts in the direction of rotation and having a pointed end of the blades 4.2. The nozzle 4 disperses the particles of the material 11.

Насадка 5 третьего яруса выполняет одновременно три функции. Первую функцию осуществляют плоские радиальные пластины 5.2.1 лопастей 5.2, соединенные со ступицей 5.1 насадки 5 и расположенные в зоне, примыкающей к оси вала 2. Эти пластины благодаря наклону плоскостей по отношению к горизонту и расположению передних по направлению вращения торцевых частей сверху перемещают материал 11 в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях. Направленный вниз поток материала 11 встречается в зазоре δ2-3 (см. фиг. 1) с движущимся вверх потоком материала, сформированным насадкой 4 второго яруса. Взаимодействие двух указанных встречно направленных потоков сопровождается интенсивным перемешиванием, внутренним трением и диспергированием частиц материала 11. В результате формируется суммарный горизонтальный поток материала 11, движущийся горизонтально в тангенциальном (т.е. перпендикулярно радиусам вращения вала 2) и радиальном (т.е. вдоль радиусов вращения вала 2 в сторону элемента 9.3 перехода) направлениях.The nozzle 5 of the third tier performs three functions simultaneously. The first function is performed by flat radial plates 5.2.1 of the blades 5.2, connected to the hub 5.1 of the nozzle 5 and located in the zone adjacent to the axis of the shaft 2. These plates due to the inclination of the planes relative to the horizon and the arrangement of the front end parts in the direction of rotation move the material 11 in tangential, radial and axial down directions. A downward flow of material 11 occurs in the gap δ 2-3 (see Fig. 1) with the upward flow of material formed by the nozzle 4 of the second tier. The interaction of the two indicated oppositely directed flows is accompanied by intensive mixing, internal friction and dispersion of the particles of material 11. As a result, a total horizontal flow of material 11 is formed, moving horizontally in tangential (i.e., perpendicular to the radii of rotation of the shaft 2) and radial the radii of rotation of the shaft 2 in the direction of the element 9.3 transition) directions.

Нижняя (расположенная ближе к насадке 4 второго яруса и составляющая около 30% суммарного потока материала 11) часть указанного потока достигает, динамически (ударно) взаимодействует с наклоненной по отношению к горизонту конической (или тороидальной) поверхностью элемента 9.3 перехода и далее движется вдоль этой поверхности в тангенциальном, радиальном (удаляясь от оси вала 2 вместе с указанной поверхностью) и в аксиальном вверх (т.е. в сторону насадки 5 третьего яруса, и стенки 9.2 полости емкости 1) направлениях. Вследствие значительной скорости суммарного потока, созданного насадками 4 и 5 второго и третьего ярусов в достаточно узком зазоре δ2-3 между ними, при встрече с поверхностью элемента 9.3 перехода материал испытывает ударное действие и интенсивное фрикционное взаимодействие с поверхностью 9.3. Указанные факторы способствуют диспергированию материалаThe lower part (located closer to the nozzle 4 of the second tier and constitutes about 30% of the total material flow 11) reaches, dynamically (shock) interacts with the conical (or toroidal) surface of the transition element 9.3 tilted with respect to the horizon and then moves along this surface in tangential, radial (moving away from the axis of the shaft 2 together with the specified surface) and in the axial up (ie towards the nozzle 5 of the third tier, and the wall 9.2 of the cavity of the container 1) directions. Due to the significant speed of the total flow created by the nozzles 4 and 5 of the second and third tiers in a fairly narrow gap δ 2-3 between them, the material undergoes a shock effect and intense frictional interaction with the surface when it meets the surface of the transition element 9.3 9.3. These factors contribute to the dispersion of the material.

11.eleven.

Верхняя часть суммарного потока материала 11, созданного насадками 4 и 5 второго и третьего ярусов, при приближении к поверхности элемента 9.3 перехода попадает в зону действия радиальных пластин 5.2.2 лопастей 5.2 насадки 5 третьего яруса, выполняющих вторую из функций указанной насадки 5. Эти пластины 5.2.2 благодаря наклону плоскостей по отношению к горизонту и расположению передних по направлению вращения торцевых частей снизу перемещают материал 11 верхней части суммарного потока, созданного насадками 4 и 5, в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях. Работа периферических пластин 5.2.2 лопастей 5 сопровождается ударным разрушением частиц материала 11 в условиях действия значительных сил инерции при изменении направления движения материала 11 с горизонтального на вертикальное и интенсивного фрикционного взаимодействия материала 11 с поверхностью указанных пластин 5.2.2. В результате достигается перемешивание и диспергирование материала 11.The upper part of the total flow of material 11 created by nozzles 4 and 5 of the second and third tiers, when approaching the surface of the transition element 9.3, falls within the range of the radial plates 5.2.2 of the blades 5.2 nozzles 5 of the third tier, performing the second function of the specified nozzle 5. These plates 5.2.2 due to the inclination of the planes relative to the horizon and the location of the front end parts in the direction of rotation, the material 11 moves the upper part of the total flow created by the nozzles 4 and 5 in tangential, radial and axial flax up directions. The operation of the peripheral plates 5.2.2 of the blades 5 is accompanied by the shock destruction of the particles of the material 11 under the conditions of the action of significant forces of inertia when the direction of movement of the material 11 from the horizontal to the vertical and intense frictional interaction of the material 11 with the surface of the said plates changes 5.2.2. The result is mixing and dispersion of the material 11.

Третья функция насадки 5 третьего яруса заключается в диспергировании материала 11 режущеударным воздействием заостренных торцевых частей пластин 5.2.1 и 5.2.2 лопастей 5.2 насадки 5.The third function of the nozzle 5 of the third tier is to disperse the material 11 by impact impact of the pointed end parts of the plates 5.2.1 and 5.2.2 of the blades 5.2 of the nozzle 5.

Насадки 6 четвертого и последующих ярусов благодаря расположению плоских треугольных лопастей 6.2 под углами к горизонту и по отношению к оси вращения осуществляют резкое изменение направления движения потока материала 11, перемещаемого периферическими пластинами 5.2.2 лопастейNozzles 6 of the fourth and subsequent tiers due to the arrangement of flat triangular blades 6.2 at angles to the horizon and with respect to the axis of rotation make a sharp change in the direction of flow of the material 11 moved by the peripheral plates 5.2.2 of the blades

5.2 насадки 5 третьего яруса вверх, вдоль стенки 9.2 полости емкости 1. Под действием насадок 6 четвертого и последующих ярусов поток материала изменяет направление движения на 180° и продолжает (после взаимодействия с насадками 6) движение вниз - по направлению к насадке 5 третьего яруса. Резкое5.2 nozzles 5 of the third tier up, along the wall 9.2 of the cavity of the tank 1. Under the action of nozzles 6 of the fourth and subsequent tiers, the flow of material changes the direction of movement by 180 ° and continues (after interacting with nozzles 6) downward movement towards the nozzle 5 of the third tier. Sharp

- 11 030969 изменение направления движения потока материала 11 сопровождается его интенсивным перемешиванием, а также диспергированием за счет ударного действия плоскостей лопастей 6.2 насадок четвертого и последующих ярусов, фрикционного взаимодействия с плоскостями лопастей 6.2 и режуще-ударного воздействия заостренных торцевых частей лопастей 6.2.- 11 030969 changing the direction of flow of material 11 is accompanied by its intensive mixing, as well as dispersion due to the impact of the blades of the blades 6.2 nozzles of the fourth and subsequent tiers, frictional interaction with the blades of 6.2 and the cutting-impact of the pointed ends of the blades 6.2.

В процессе диспергирования материала 11 принимают участие не только лопасти 6.2, но и пластины-основания 6.1 (хотя и в меньшей степени) насадок 6 благодаря наличию у этих пластин заостренных срезами передних по направлению вращения торцевых частей.In the process of dispersing material 11, not only the blades 6.2, but also the base plates 6.1 (albeit to a lesser extent) nozzles 6 are involved, due to the fact that these plates have pointed end sections in the direction of rotation of the plates.

Так как насадки 6 могут быть размещены в нескольких (двух или более) верхних ярусах, для их эффективной работы важно обеспечить полноценную подачу диспергируемого материала 11 в зоны действия всех насадок, с минимизацией объема полости емкости 1, в котором не осуществляются процессы диспергирования. Исходя из этого критерия, выполненная в форме обращенного вершиной вверх усеченного конуса поверхность стенки 9.2 емкости 1 создает положительный эффект тем, что зазор между стенкой 9.2 емкости 1 и лопастями 6.2 насадок 6 сужается по мере движения потока материала 11 вверх, обеспечивая уменьшение объема, не участвующего в диспергировании, и повышение скорости движения материала, направляемого к насадкам верхних (пятого, шестого и последующих) ярусов.Since nozzles 6 can be placed in several (two or more) upper tiers, for their effective operation it is important to ensure full supply of dispersible material 11 into the zones of action of all nozzles, while minimizing the volume of the cavity of the tank 1, in which no dispersion processes take place. On the basis of this criterion, the surface of the wall 9.2 of the tank 1 made in the form of the apex facing upward of a truncated cone creates a positive effect by the fact that the gap between the wall of the tank 9.2 1 and the blades 6.2 of the nozzles 6 narrows as the material flow 11 moves up, providing a reduction in dispersing, and increasing the speed of movement of the material directed to the nozzles of the upper (fifth, sixth and subsequent) tiers.

Совместное действие насадок всех уровней обеспечивает направленную циркуляцию материала 11 в полости емкости 1 по замкнутому контуру: вблизи вала 2 поток материала 11 движется вертикально вниз, в пространстве между насадками 4 и 5 второго и третьего ярусов материал 11 движется горизонтально, в зоне расположения элемента 9.3 перехода и в зоне расположения стенки 9.2 материал 11 движется вверх вдоль этих поверхностей, а в зоне расположения лопастей 6.2 насадок 6 четвертого и последующих ярусов поток материала 11 изменяет направление движения с вертикального вверх на вертикальное вниз. На траектории своего движения материал 11 постоянно, за исключением участка от насадки 5 третьего яруса до насадок 6 четвертого и последующих ярусов, подвергается перемешиванию и диспергированию. В результате готовый продукт получается из исходных компонентов материала 11 за минимальное число циклов его циркуляции в полости емкости 1 (т.е. за минимальное время работы смесителя для диспергирования) и с минимальными энергозатратами.The combined action of nozzles of all levels directs the circulation of material 11 in the cavity of the tank 1 in a closed loop: near the shaft 2, the flow of material 11 moves vertically downwards; and in the zone of the wall 9.2, the material 11 moves up along these surfaces, and in the zone of the blades 6.2 of the nozzles 6 of the fourth and subsequent tiers, the flow of material 11 changes the direction of movement from the top cial upwards to vertical downwards. On the trajectory of its movement, the material 11 is constantly, with the exception of the section from the nozzle 5 of the third tier to the nozzles 6 of the fourth and subsequent tiers, is subjected to mixing and dispersion. As a result, the finished product is obtained from the initial components of the material 11 for the minimum number of cycles of its circulation in the cavity of the tank 1 (that is, for the minimum time of operation of the mixer for dispersion) and with minimal energy consumption.

После завершения обработки материала 11 в смесителе-диспергаторе (т.е. доведения материала 11 до требуемых однородности и дисперсности) производят выгрузку материала из полости емкости 1 через узел 1.1 выгрузки готового продукта. Для этого, не выключая привода 8 вращения вала 2, при помощи запорного устройства 1.1.2 открывают проходное сечение продуктопровода 1.1.1. Поскольку при этом насадки 3 и 4 первого и второго ярусов, расположенные на одном уровне по вертикали с узлом 1.1 выгрузки готового продукта (см. фиг. 1 и 2), продолжают перемещать находящийся в полости емкости 1 готовый продукт в тангенциальном и радиальном направлениях, готовый продукт под действием центробежных сил попадает в проходное сечение продуктопровода 1.1.1 и по нему выходит наружу емкостиAfter the processing of the material 11 in the mixer-disperser (i.e., bringing the material 11 to the required uniformity and dispersion) is completed, the material is unloaded from the cavity of the container 1 through the unloading unit 1.1. To do this, without turning off the drive 8 rotation of the shaft 2, using the locking device 1.1.2 open the flow area of the pipeline 1.1.1. Since the nozzles 3 and 4 of the first and second tiers, located at the same level vertically with the unloading unit 1.1 of the finished product (see Fig. 1 and 2), continue to move the finished product in the cavity of the tank 1 in the tangential and radial directions, ready the product under the action of centrifugal forces gets into the flow area of the pipe 1.1.1 and it goes outside the tank

1. Здесь он может быть направлен в приемный лоток или приемную емкость другой технологической установки (на схемах не показаны) для дальнейшего использования.1. Here it can be sent to the receiving tray or the receiving tank of another process unit (not shown in the diagrams) for further use.

В процессе выгрузки готового продукта из смесителя-диспергатора проявляется еще одно, ранее не указанное, но, несомненно, положительное качество, внесенное в рассмотренную конструкцию смесителя-диспергатора насадкой 3 первого (нижнего) яруса. Оно заключается в том, что данная насадка 3, выполненная в виде крыльчатки, придающей материалу 11 тангенциальное и радиальное перемещения в условиях действия на материал 11 центробежных сил, обеспечивает оптимальную подачу потока материала к узлу 1.1 выгрузки готового продукта, направляет этот поток вдоль оси продуктопровода 1.1.1 (направление этой оси совпадает с направлением центробежных сил, действующих на материал 11 в зоне входа в проходной канал продуктопровода 1.1.1) и тем самым создает условия для быстрого освобождения полости емкости 1 от готового продукта и приведения смесителя для диспергирования в состояние готовности к переработке следующей порции материала. Кроме того, поскольку насадка 3 первого яруса установлена по отношению к днищу 9.1 полости емкости с минимальным зазором 5д1=(0,5-5) мм, полость емкости 1 очищается от материала 11 полностью, до самого днища 9.1.In the process of unloading the finished product from the mixer-dispersant, another, not previously mentioned, but undoubtedly, positive quality, introduced into the considered design of the mixer-dispersant by the nozzle 3 of the first (lower) tier, appears. It lies in the fact that this nozzle 3, made in the form of an impeller, which gives material 11 tangential and radial movement under conditions of action on material 11 of centrifugal forces, ensures an optimal flow of material to the discharge point 1.1 of the finished product, directs this flow along the axis of the pipeline 1.1 .1 (the direction of this axis coincides with the direction of the centrifugal forces acting on the material 11 in the zone of entry into the channel of the pipeline 1.1.1) and thus creates conditions for the rapid release of the cavity of tank 1 tons of finished product and driving the mixer to disperse in the state of readiness for processing of the next dose. In addition, since the nozzle 3 of the first tier is installed with respect to the bottom 9.1 of the container cavity with a minimum clearance of 5d 1 = (0.5-5) mm, the cavity of the container 1 is cleared from the material 11 completely, right up to the bottom 9.1.

На этом полный цикл работы смесителя-диспергатора завершается.At this full cycle of the mixer-disperser is completed.

Технико-экономическая эффективность заявляемого устройства заключается в следующем:Technical and economic efficiency of the claimed device is as follows:

1) повышается производительность в результате уменьшения длительности переработки (смешения и диспергирования) материала;1) increases productivity by reducing the duration of processing (mixing and dispersion) of the material;

2) снижаются затраты энергии на приготовление каждой порции готового продукта;2) reduced energy costs for the preparation of each portion of the finished product;

3) повышается надежность устройства, сокращаются его простои при техническом обслуживании (ремонте) и затраты на выполнение этих работ;3) increases the reliability of the device, reduces its downtime during maintenance (repair) and the cost of these works;

Таким образом, использование смесителя-диспергатора предлагаемой конструкции позволяет снизить себестоимость готового продукта и расширить перечень перерабатываемых материалов, т.е. сферу применения данного устройства.Thus, the use of a mixer-dispersant of the proposed design allows to reduce the cost of the finished product and expand the list of recyclable materials, i.e. scope of application of this device.

- 12 030969- 12 030969

Источники информации.Information sources.

1. Патент RU 2336163, МПК В28С 15/16, опубл. 2008.10.20.1. Patent RU 2336163, IPC В28С 15/16, publ. 2008.10.20.

2. А.с. СССР 1211058, кл. В29В 17/16, опубл. 15.02.86.2. A.S. USSR 1211058, cl. В29В 17/16, publ. 02/15/86.

3. А.с. СССР 1273150, кл. B01F 7/18, опубл. 30.11.86.3. A.S. USSR 1273150, cl. B01F 7/18, publ. 11/30/86.

4. Патент РФ № 2107618, м.кл6 В28С 5/16, опубл. 27.03.98.4. RF patent № 2107618, m. 6 6 VS 5S 5/16, publ. 03/27/98.

5. Патент SU 1648242, кл. B01J 19/00, опубл. 07.05.91.5. Patent SU 1648242, cl. B01J 19/00, publ. 05/07/91.

6. Заявка RU 99103881, кл. В28С 5/38, опубл. 2001.01.10.6. Application EN 99103881, cl. В28С 5/38, publ. 2001.01.10.

7. А.с. СССР № 948684, кл. В28С 15/16, опубл. 07.08.82.7. A.S. USSR number 948684, cl. В28С 15/16, publ. 08/07/82.

8. Патент СССР № 670203, кл. B01F 7/16, опубл. 25.06.79.8. Patent of the USSR No. 670203, cl. B01F 7/16, publ. 06.25.79.

9. А.с. СССР 1664384, кл. В0Ш 7/16, опубл. 23.07.91.9. A.S. USSR 1664384, cl. VOSH 7/16, publ. 07.23.91.

10. Патент США 4552463, опубл. 12.11.85.10. US patent 4,552,463, publ. 12.11.85.

11. Патент США 4944595, опубл. 31.07.90 - прототип.11. US Patent 4,944,595, publ. 07/31/90 - the prototype.

Claims (18)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Смеситель-диспергатор, содержащий емкость (1), полость которой образована поверхностью (9), состоящей из сопряженных между собой соединениями плоского горизонтального днища (9.1), стенки (9.2) и элемента (9.3) перехода от днища (9.1) к стенке (9.2); и снабженный приводом (8) вращения вертикально расположенный вал (2), на котором вдоль оси вращения на различных уровнях по вертикали установлены ярусами лопастные насадки (3, 4, 5, 6) для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и аксиальных направлениях, причем на уровне днища (9.1) установлена с зазором по отношению к нему насадка (3) первого яруса для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном и радиальном направлениях, имеющая лопасти (3.2) в виде плоских вертикальных пластин, а над ней последовательно установлены насадка (4) второго яруса для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном, радиальном и одном из аксиальных направлениях и насадка (5) третьего яруса для диспергирования материала и его перемещения в зоне, примыкающей к оси вала (2), в тангенциальном, радиальном и аксиальном вниз направлениях, а в зоне, примыкающей к поверхности (9) полости емкости, - в тангенциальном, радиальном и аксиальном вверх направлениях, отличающийся тем, что указанная насадка (3) выполнена в виде крыльчатки, содержащей установленную на валу (2) ступицу (3.1), на вертикальной наружной поверхности которой закреплены лопасти (3.2) в виде плоских вертикальных пластин, плоскости которых расположены по отношению к радиусам вращения, проведенным к линиям контакта пластин со ступицей (3.1), под углом, откладываемым в направлении, противоположном направлению вращения вала (2), при этом во втором ярусе установлена насадка (4), расположенная на уровне нижней части элемента (9) перехода от днища (9.1) к стенке (9.2), в третьем ярусе установлена насадка (5), расположенная на уровне узла соединения стенки (9.2) с элементом (9.3) перехода от днища (9.1) к стенке (9.2), а на уровне стенки (9.2) дополнительно установлена одна или несколько насадок (6) четвертого и последующих ярусов для диспергирования материала и его перемещения в тангенциальном и аксиальном вниз направлениях, при этом лопасти (6.2) указанной насадки или насадок (6) расположены под острым углом по отношению к оси вала (2) и направлены вниз, к днищу (9.1) емкости (1), причем лопасти (6.2) насадки (6) четвертого яруса проходят сквозь свободные от лопастей (5.2) промежутки насадки (5) третьего яруса в зазор между насадками (4) и (5) второго и третьего ярусов.1. A disperser mixer containing a container (1) whose cavity is formed by a surface (9) consisting of interconnected connections of a flat horizontal bottom (9.1), a wall (9.2) and an element (9.3) of the transition from the bottom (9.1) to the wall (9.2); and a vertically located shaft (2) equipped with a rotation drive (8), on which vertical blades (3, 4, 5, 6) are installed in tiers along the axis of rotation at various levels to disperse the material and move it in tangential, radial and axial directions , moreover, at the bottom (9.1) level, a nozzle (3) of the first tier for dispersing the material and moving it in tangential and radial directions, having blades (3.2) in the form of flat vertical plates, is installed with a gap in relation to it The nozzle (4) of the second tier is installed for dispersion of the material and its movement in the tangential, radial and one of the axial directions and the nozzle (5) of the third tier for dispersing the material and its movement in the zone adjacent to the shaft axis (2) in the tangential, radial and axial down directions, and in the zone adjacent to the surface (9) of the cavity of the container, in tangential, radial and axial up directions, characterized in that said nozzle (3) is made in the form of an impeller containing on the shaft (2) the hub (3.1), on the vertical outer surface of which the blades (3.2) are fixed in the form of flat vertical plates, the planes of which are arranged with respect to the radii of rotation drawn to the contact lines of the plates with the hub (3.1), at an angle laid down in the direction opposite to the direction of rotation of the shaft (2), while the nozzle (4) is installed in the second tier, located at the bottom of the transition element (9) from the bottom (9.1) to the wall (9.2), the nozzle is installed in the third tier (5 ) located at the junction node level wall (9.2) with the element (9.3) of the transition from the bottom (9.1) to the wall (9.2), and at the level of the wall (9.2) one or more nozzles (6) of the fourth and subsequent tiers are additionally installed to disperse the material and move it in the tangential and axial down directions, while the blades (6.2) of the specified nozzle or nozzles (6) are located at an acute angle with respect to the shaft axis (2) and are directed down to the bottom (9.1) of the tank (1), and the blades (6.2) of the nozzle ( 6) of the fourth tier pass through the nozzle spacing (5) of the third tier in the Azores the orifices (4) and (5) the second and third tiers. 2. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что стенка (9.2) полости емкости (1) выполнена в форме кругового цилиндра.2. Mixer-dispersant according to claim 1, characterized in that the wall (9.2) of the cavity of the container (1) is made in the shape of a circular cylinder. 3. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что стенка (9.2) полости емкости (1) выполнена в форме обращенного вершиной вверх усеченного конуса с углом наклона образующих конуса к его оси, равным (10-20)°.3. Mixing disperser according to claim 1, characterized in that the wall (9.2) of the cavity of the container (1) is made in the shape of a truncated cone which faces upwards with an angle of inclination forming the cone to its axis equal to (10-20) °. 4. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что элемент (9.3) перехода от днища (9.1) к стенке (9.2) выполнен в форме обращенного вершиной вниз усеченного конуса с углом наклона образующих конуса к его оси, равным (40-50)°.4. Mixer-disperser according to claim 1, characterized in that the element (9.3) of the transition from the bottom (9.1) to the wall (9.2) is made in the form of a truncated cone facing downward with the angle of inclination of the cone to its axis equal to (40- 50) °. 5. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что элемент (9.3) перехода от днища (9.1) к стенке (9.2) выполнен в форме тора.5. Mixer-dispersant according to claim 1, characterized in that the element (9.3) of the transition from the bottom (9.1) to the wall (9.2) is made in the shape of a torus. 6. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что наружный диаметр крыльчатки насадки (3) первого яруса меньше диаметра днища (9.1) полости емкости на (5-10)%, а оптимальная величина угла между плоскостями пластин лопастей (3.2) и радиусами вращения, проведенными к линиям контакта этих пластин (3.2) со ступицей (3.1), составляет (30-45)°.6. Mixing disperser according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the nozzle impeller (3) of the first tier is less than the diameter of the bottom (9.1) of the container cavity by (5-10)%, and the optimum angle between the blades of the blades plates (3.2) and the radii of rotation drawn to the contact lines of these plates (3.2) with the hub (3.1), is (30-45) °. 7. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что указанная насадка (4) второго яруса выполнена в виде пропеллера, содержащего установленную на валу (2) ступицу (4.1), на вертикальной наружной поверхности которой закреплены радиальные лопасти (4.2) в виде плоских пластин, которые установлены под углом (30-45)° к горизонту так, что передними по направлению вращения расположены нижние стороны этих пластин.7. Mixing disperser according to claim 1, characterized in that said nozzle (4) of the second tier is made in the form of a propeller containing a hub (4.1) mounted on the shaft (2), on the vertical outer surface of which the radial blades (4.2) are fixed in the form of flat plates that are set at an angle (30-45) ° to the horizon so that the lower sides of these plates are arranged in the front direction of rotation. 8. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что указанная насадка (5) третьего яруса вы8. Mixer-dispersant according to claim 1, characterized in that the specified nozzle (5) of the third tier you 9. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что соотношение длин в радиальном направлении второй (5.2.2) и первой (5.2.1) пластин лопасти (5.2) насадки (5) третьего яруса составляет !/2-!/3.9. Mixer-disperser according to claim 1, characterized in that the ratio of the lengths in the radial direction of the second (5.2.2) and the first (5.2.1) plates of the blade (5.2) of the nozzle (5) of the third tier is ! / 2- ! / 3. 10. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что каждая из насадок (6) четвертого и последующих ярусов выполнена в виде установленной на валу (2) плоской горизонтальной пластиныоснования (6.1) и двух лопастей (6.2), выполненных в виде плоских пластин, имеющих форму прямоугольных треугольников, которые закреплены одним из катетов на нижней плоскости пластиныоснования (6.1) так, что второй катет является передней по направлению вращения стороной лопасти (6.2) , установлены по отношению к плоскости пластины-основания (6.1) под углом (115-130)°, измеренным со стороны плоскости лопасти (6.2), обращенной к валу (2), а по отношению к радиусу вращения, проведенному к середине закрепленного к пластине-основанию (6.1) катета лопасти (6.2), расположены так, что угол между указанными радиусом и катетом, измеренный со стороны второго катета лопасти (6.2), составляет (95-105)°, при этом в четвертом и последующих ярусах установлены как минимум две насадки (6), пара лопастей (6.2) каждой первой из двух насадок (6), размещенных в соседних ярусах, расположена по отношению к паре лопастей второй насадки (6) с угловым смещением на 90° в горизонтальной плоскости, расстояние между пластинами-основаниями (6.1) указанных насадок (6) в аксиальном направлении составляет 0,4-0,6 длины катета, являющегося передней по направлению вращения стороной лопасти (6.2), а отношение длины этого катета к длине второго катета данной лопасти составляет 1/2-1/3.10. Mixing disperser according to claim 1, characterized in that each of the nozzles (6) of the fourth and subsequent tiers is made in the form of a flat horizontal base plate (6.1) installed on the shaft (2) and two blades (6.2) made in the form of flat plates having the shape of right-angled triangles, which are fixed by one of the legs on the lower plane of the base plate (6.1) so that the second one is the front side of the blade (6.2) in the direction of rotation, set relative to the plane of the base plate (6.1) at an angle (115 -130) °, measured m from the plane of the blade (6.2), facing the shaft (2), and with respect to the radius of rotation, conducted to the middle of the leg fixed to the base plate (6.1), the blade (6.2), are arranged so that the angle between the specified radius and the leg measured from the side of the second leg of the blade (6.2) is (95-105) °, with at least two nozzles (6) installed in the fourth and subsequent tiers, a pair of blades (6.2) of each of the first two nozzles (6) placed in adjacent tiers, located in relation to a pair of blades of the second nozzle (6) with an angular displacement 90 ° in the horizontal plane, the distance between the base plates (6.1) of the above nozzles (6) in the axial direction is 0.4-0.6 length of the leg, which is the front side of the blade (6.2) in the direction of rotation, and the ratio of the length of this leg to the length of the second leg of this blade is 1 / 2-1 / 3. 11. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что оптимальная величина погружения нижних частей лопастей (6.2) насадки (6) четвертого яруса в зазор между насадками (4) и (5) второго и третьего ярусов составляет половину зазора между последними из указанных насадок.11. Mixing disperser according to claim 1, characterized in that the optimal amount of immersion of the lower parts of the blades (6.2) of the nozzle (6) of the fourth tier into the gap between the nozzles (4) and (5) of the second and third tiers is half the gap between the last of the specified nozzles. 12. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что расположенные передними по направлению вращения торцевые части пластин (4.2), (5.2), (6.2) и (6.1), служащих лопастями и пластинамиоснованиями у насадок (4, 5, 6) второго и последующих ярусов, заострены срезами.12. Mixer-disperser according to claim 1, characterized in that the end parts of the plates (4.2), (5.2), (6.2) and (6.1) located front in the direction of rotation serve as blades and base plates of the nozzles (4, 5, 6 a) the second and subsequent tiers, sharpened cuts. 13. Смеситель-диспергатор по п.1, отличающийся тем, что наружные диаметры насадок (4) и (5) второго и третьего ярусов на (5-10)% меньше максимальных диаметров поверхности (9) полости емкости (1) на уровнях установки этих насадок, а максимальный наружный диаметр насадок (6) четвертого и последующих ярусов на (20-40)% меньше максимального диаметра полости емкости (1) на уровне расположения насадки (6) четвертого яруса.13. Mixer-disperser according to claim 1, characterized in that the outer diameters of the nozzles (4) and (5) of the second and third tiers are (5-10%) smaller than the maximum surface diameters (9) of the cavity of the tank (1) at the installation levels these nozzles, and the maximum outer diameter of the nozzles (6) of the fourth and subsequent tiers is (20-40)% less than the maximum diameter of the cavity of the tank (1) at the level of the nozzle (6) of the fourth tier. - 13 030969 полнена в виде двухпоточного пропеллера, содержащего установленную на валу (2) ступицу (5.1), на вертикальной наружной поверхности которой закреплены радиальные лопасти (5.2), каждая из которых состоит из двух, соединенных между собой соосно в радиальном направлении плоских пластин (5.2.1) и (5.2.2) , которые установлены под углом (30-45)° к горизонту так, что передней по направлению вращения у первой, соединенной со ступицей (5.1) пластины (5.2.1) расположена верхняя сторона этой пластины (5.2.1), а у второй пластины (5.2.2) - нижняя сторона.- 13 030969 completed in the form of a double-flow propeller containing a hub mounted on the shaft (2) (5.1), on the vertical outer surface of which there are fixed radial blades (5.2), each of which consists of two flat plates interconnected coaxially in the radial direction ( 5.2.1) and (5.2.2), which are set at an angle (30-45) ° to the horizon so that the front side in the direction of rotation of the first plate connected to the hub (5.1) (5.2.1) is the upper side of this plate (5.2.1), and in the second plate (5.2.2) - the bottom side. - 14 030969- 14 030969 Dc<4>Dc < 4 > Фиг. 1FIG. one Фиг. 2FIG. 2 - 15 030969- 15 030969 Фиг. 3FIG. 3 Б - Б (фиг. 1)B - B (Fig. 1) DanDan Фиг. 4FIG. four В-В (фиг.4) (повернуто) вертикальная ось вала 2In (4) (rotated) the vertical axis of the shaft 2 Фиг. 5FIG. five - 16 030969- 16 030969 Фиг. 6FIG. 6 Фиг. 8FIG. eight - 17 030969- 17 030969 Ж - Ж (фиг. 1)W - W (Fig. 1) Фиг. 9FIG. 9 К - К (фиг. 10)K - K (Fig. 10) Фиг. 11FIG. eleven Л - Л (фиг.9) (повернуто)L - L (Fig.9) (turned) Фиг. 12FIG. 12 - 18 030969- 18 030969 Фиг. 13FIG. 13
EA201200607A 2012-03-14 2012-03-14 Mixer-disperser EA030969B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201200607A EA030969B1 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Mixer-disperser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201200607A EA030969B1 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Mixer-disperser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201200607A1 EA201200607A1 (en) 2013-10-30
EA030969B1 true EA030969B1 (en) 2018-10-31

Family

ID=49488730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201200607A EA030969B1 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Mixer-disperser

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA030969B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1431193A (en) * 1973-04-24 1976-04-07 Fordath Ltd Method and apparatus for mixing foundry materials
SU670203A3 (en) * 1975-12-22 1979-06-30 Экато-Верк Эрих Карл Тодтенхаупт (Фирма) Agitator for dispersing
SU1139488A1 (en) * 1983-10-19 1985-02-15 Украинское научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности Device for preparing suspensions
SU1273150A1 (en) * 1985-01-07 1986-11-30 Белорусский институт механизации сельского хозяйства Apparatus for obtaining mixtures
US4944595A (en) * 1988-08-19 1990-07-31 Simon Hodson Apparatus for producing cement building material
RU2057070C1 (en) * 1992-02-24 1996-03-27 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" Decomposer
RU22065U1 (en) * 2000-12-25 2002-03-10 Гарбуз Виктор Петрович MIXER
RU2301700C1 (en) * 2005-11-17 2007-06-27 Евгений Владимирович Курзанов Dispergator

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1431193A (en) * 1973-04-24 1976-04-07 Fordath Ltd Method and apparatus for mixing foundry materials
SU670203A3 (en) * 1975-12-22 1979-06-30 Экато-Верк Эрих Карл Тодтенхаупт (Фирма) Agitator for dispersing
SU1139488A1 (en) * 1983-10-19 1985-02-15 Украинское научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности Device for preparing suspensions
SU1273150A1 (en) * 1985-01-07 1986-11-30 Белорусский институт механизации сельского хозяйства Apparatus for obtaining mixtures
US4944595A (en) * 1988-08-19 1990-07-31 Simon Hodson Apparatus for producing cement building material
RU2057070C1 (en) * 1992-02-24 1996-03-27 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" Decomposer
RU22065U1 (en) * 2000-12-25 2002-03-10 Гарбуз Виктор Петрович MIXER
RU2301700C1 (en) * 2005-11-17 2007-06-27 Евгений Владимирович Курзанов Dispergator

Also Published As

Publication number Publication date
EA201200607A1 (en) 2013-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8226022B2 (en) Mixer with a chopper
KR101002216B1 (en) Stirring vessel using baffle and stirrer with improved stirring ability including the same
US20120081990A1 (en) Stirring rotor and stirring device
WO2017033302A1 (en) Mixer and mixing method
RU2372818C1 (en) Loose material mixer
KR102666286B1 (en) agitator
CN106861490A (en) Slurry compounding machine and stock mixing system
RU2467670C2 (en) Vibrational device for feedstuffs mixing
CN208356649U (en) A kind of mixing blender
US10478790B2 (en) Stirrer producing intermittent jet flow
EA030969B1 (en) Mixer-disperser
US2787447A (en) Continuous mixer
PL85392B1 (en) Foundry mixing machine[us3773299a]
CN111530330B (en) High-viscosity nano powder slurry mixing device
CN112616369A (en) Automatic spray seeding machine
CN103934900A (en) Vertical spiral shell area spatula combination agitating unit
KR102083263B1 (en) A powder mixing device using airflow
RU2674132C1 (en) Mixer for loose materials
NO343007B1 (en) Mixer/Vacuum Coater
KR20240050340A (en) distributed unit
RU2666565C1 (en) Ultrasound dispersant
US3927838A (en) Wet grinder
RU2615010C1 (en) Disintegrator
RU2532432C2 (en) Method of loose material mixing and mixer to this end
RU2496561C1 (en) Rotary mixer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU