виброструйный перемешиватель и разжижитель жидкостей и суспензий

Формула изобретения

Виброструйный перемешиватель и разжижитель, содержащий электромагнитный вибропривод, отделенный перегородкой от рабочего органа в виде нескольких симметрично расположенных пластин с отверстиями, являющихся якорями электромагнитного вибропривода, каждая из которых установлена с другой стороны перегородки напротив магнитопровода, при этом катушки электромагнитов соединены с источником тока с возможностью одновременной работы только одной половины якорей, отличающийся тем, что пластины выполнены подпружиненными, отверстия пластин выполнены подковообразными трапецеидальными, расстояние от перегородки до якорей выполнено не меньше, чем амплитуда колебаний якорей, а собственная частота колебаний якорей в жидкой среде равна частоте напряжения питания электромагнитного привода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, применяемым в технологических процессах перемешивания, разжижения жидкостей и суспензий.

Известна конструкция вибрационного смесителя (авт. св. N 1502070), содержащего корпус со штуцерами, вибропривод, соединенный с ним насадок, выполненный в виде диффузора, и укрепленного на насадке рабочего органа в виде диска с коническими отверстиями.

В рабочем состоянии вибропривод возбуждает вертикальные колебания диффузора и рабочего органа, что ведет к образованию турбулентных струй на выходе из конических отверстий. Турбулентные струи производят перемешивание технологической жидкости. Основным недостатком такой конструкции смесителя является недостаточно высокая производительность из-за наличия больших инерционных масс, не позволяющих получать высокие значения виброскорости перемещения диффузора и рабочего органа. Кроме того, создание колебаний больших инерционных масс, обуславливает применение больших по мощности и по габаритам приводных электромеханических устройств.

Наиболее близким по технической сущности является виброструйный перемешиватель и разжижитель, содержащий электромагнитный вибропривод, отделенный перегородкой от рабочего органа в виде нескольких симметрично расположенных пластин с отверстиями, являющихся якорями электромагнитного вибропривода, каждая из которых установлена с другой стороны перегородки напротив магнитопровода, при этом катушки электромагнитов соединены с источником тока с возможностью одновременной работы только одной половины якорей (SU 925375 A, кл. B 01 F 13/08, 1980).

Недостатком известного устройства является невысокая производительность.

Целью изобретения является повышение производительности и уменьшение габаритов перемешивателя и разжижителя. Это достигается тем, что рабочий орган выполнен в виде нескольких симметрично расположенных подпружиненных пластин с подковообразными трапецеидальными отверстиями, являющихся якорями электромагнитного вибропривода, и расположенных каждая против своего магнитопровода через перегородку, разделяющую магнитопроводы и якоря, на расстоянии от перегородки не меньше, чем амплитуда колебаний якорей, причем собственная частота колебаний якорей в каждой среде равна частоте напряжения питания электромагнитного привода, а катушки электромагнитов запитываются таким образом, что одновременно работает только одна половина якорей.

Конструкция виброструйного перемешивателя и разжижителя жидкостей и суспензий представлена на фиг. 1 и 2. На фиг. 3 представлена электрическая схема соединений обмоток электромагнитного вибропривода. Виброструйный перемешиватель и разжижитель жидкостей и суспензий содержит магнитопроводы 1 электромагнитного вибропривода, катушки 2 электромагнитов, пружины 4, на которых крепятся якоря 3, перегородку 5, разделяющую якоря и полость электромагнитов, корпус смесителя 6, опору 8 для крепления пружин 4 якорей 3, технологическую емкость 9, наполненную технологической жидкостью. В якорях 3 выполнены подковообразные трапецеидальные отверстия 7. Электрическая схема виброструйного смесителя и разжижителя содержит диоды V1-V2 и катушки 2 электромагнитного вибропривода L1-L16. Катушки 2 разделены на две группы: L1-L8 и L9-L16, которые подсоединены к сети питающего напряжения через соответствующие диоды V1 и V2.

Увеличение производительности в предлагаемом устройстве обусловлено действием нескольких факторов. Во-первых, разделение рабочего органа на несколько пластин-якорей 3 ведет к существенному уменьшению инерционных масс, при этом резко возрастает амплитуда колебаний якорей 3 и, следовательно, виброскорость рабочего органа, что приводит к увеличению производительности. Во-вторых, наличие в якорях 3 подковообразных трапецеидальных отверстий 7 увеличивает сечение потока технологической жидкости 10, что еще в большей степени увеличивает производительность устройства. В-третьих, при совпадении собственной частоты колебаний подпружиненных якорей 3 с частотой питающего напряжения обеспечивается резонанс колебательной системы, характеризующийся максимальными амплитудами колебаний якорей 3, что дополнительно приводит к увеличению производительности предлагаемого перемешивателя. В-четвертых, расположение пластин возле перегородки 5 на расстоянии не больше, чем амплитуда колебаний, обеспечивает выталкивание технологической жидкости из пространства под якорем 3 через подковообразные трапецеидальные отверстия 7, что также способствует увеличению производительности. Одновременная работа всех якорей 3 могла бы привести к перетоку технологической жидкости 10 между отдельными якорями, что привело бы к уменьшению производительности смесителя. Поэтому катушки 2 электромагнитов 1 запитываются таким образом, что одновременно работает только одна половина якорей.

Разделение электромагнитного вибропривода и рабочего органа на несколько якорей и магнитопроводов позволило существенно снизить инерционные массы колебательной системы, уменьшить расход материалов на изготовление магнитопроводов и катушек, что приводит к снижению габаритов перемешивателя.

Колебания якорей 3 создают механические (вибрационные) воздействия, которые разрушают надмолекулярную структуру вязкой технологической жидкости 10, меняя при этом ее структурно-механические свойства. Изменение свойств технологической жидкости 10 при этом характеризуется существенным уменьшением ее вязкости и, таким образом, происходит разжижение жидкости.

Виброструйный перемешиватель и разжижитель жидкостей и суспензий работает следующим образом. На катушки 2 электромагнитного вибропривода поочередно через диоды V1 и V2 подается напряжение сети. Диоды включены так, что на обмотки L1-L8 всегда поступает положительная полуволна, а на обмотки L9-L16 - отрицательная. Причем обмотки L1-L8 расположены на магнитопроводах правой части перемешивателя, а обмотки L9-L16 - на магнитопроводах левой части перемешивателя.

При подаче положительной полуволны питающего напряжения она поступает на катушки L1-L8 электромагнитного вибропривода по ним протекает ток и якори 3 правой части перемешивается под действием электромагнитной силы притягиваются через перегородку 5 к магнитопроводам 1 электромагнитного вибропривода. Технологическая жидкость 10 при этом выдавливается под большим давлением из-под якорей через подковообразные трапецеидальные отверстия 7. При этом катушки L9-L16 обесточены и сила электромагнитного притяжения между якорями 3 левой части перемешивателя и соответствующими магнитопроводами 1 равна нулю.

При подаче отрицательной полуволны питающего напряжения она поступает на катушки L9-L16 электромагнитного вибропривода по ним протекает ток и якоря 3 левой части смесителя притягиваются через перегородку 5 к соответствующим магнитопроводам 1 электромагнитного вибропривода. Аналогично предыдущему технологическая жидкость 10 при этом выдавливается под большим давлением из-под якорей через подковообразные трапецеидальные отверстия 7. Сила электромагнитного притяжения якорей правой части смесителя к соответствующим магнитопроводам при этом остается равной нулю.

При постоянной подаче переменного питающего напряжения процессы в каждой части смесителя поочередно повторяются и, таким образом, происходит перемешивание и разжижение технологической жидкости.

Кроме того, применение предлагаемого виброструйного перемешивателя и разжижителя жидкостей и суспензий позволяет существенно сократить потребление электроэнергии за счет реализации в нем резонансно-колебательного режима работы, характеризующимся малым потреблением энергии.