Устройство для поризации перемешиваемых материалов - SU1749050A2
Код документа: SU1749050A2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству легких поризованных бетонов и эмульсий, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1428590,
Известно устройство для поризации перемешиваемых материалов, содержащее размещенный в корпусе приводной полый вал с радиально расположенными полыми лопастями, имеющими насадки с соплами, дозатор, и снабжено имеющими насадки с соплами дополнительными полыми яопа- стями, смонтированными на внутренней поверхности корпуса и расположенными между основными лйпастями вала на равном расстоянии под последними, причем насадки каждой пары основных и дополнительных лопастей направлены в противоположные стороны
Недостатком известного устройства является неоднородность получаемой смеси при перемешивании больших объемов (более 100 л) материалов вследствие отсутствия вертикальной циркуляции смеси в объеме.
Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания, а также процесса поризации.
Изобретение позволяет получить материал с высокой степенью однородности
Поставленная цель достигается тем что в устройстве для поризации перемешиваемых материалов основные и дополнительные лопасти выполнены трехгранными с
х|
Ч)
о
ho
поперечным сечением в виде остроугольного треугольника, причем плоскость, проведенная через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла основной лопасти, расположена под положительным углом атаки 1-10°, а дополнительной - под отри-, цательным углом атаки 1-10° к плоскости вращения основных лопастей, при этом ось симметрии насадок основной и дополнительной лопастей размещена под отрицательным углом атаки 1-10°, Каждая основная лопасть снабжена размещенными по длине задней относительно направления вращения i рэни форсунками.
Насадка выполнена в виде четырехугольной пирамиды или клиновидного тела с треугольным продольным сечением.
Выполнение основных и дополнительных лопастей трехгранными с поперечным сечением в виде остроугольного треугольника в совокупности с установкой их под положительным и отрицательным углами атаки 1-10° вызывает циркуляцию смеси в вертикальной плоскости, что приводит к перемешиванию верхних и нижних споев материала, а следовательно, к интенсификации процесса перемешивания,
При угле атаки 1 ° снижается эффективность циркуляции смеси, а угол атаки более 10° приводит к значительному лобовому сопротивлению лопастей. Величина конкретного угла атаки выбирается в зависимости от скорости вращения вала и свойств конкретного перемешиваемого материала. Разворот лопастей и насадок в противоположные стороны относительно плоскости вращения основных лопастей в сочетании с формой их сечения обеспечивает движение потоков смеси по вертикали в противоположных направлениях, что в ограниченном объеме среды приводит к ее циркуляции, а значит еще в большей степени интенсифицирует процесс перемешивания.
Снабжение основных лопастей размещенными по длине задней относительно направления вращения грани форсунками позволяет интенсифицировать процесс воз- духововлечения, что актуально при перемешивании значительных объемов материала. Выполнение насадка в виде четырехугольной пирамиды или клиновидного тела с треугольным продольным сечением способствует изменению направления потоков смеси в вертикальном направлении,
На фиг.1 изображено устройство для поризации перемешиваемых,материалов, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А нз фиг.1; на фиг.З и 4 - разрезы Б-Б и B-S на фиг.2 соответственно (взаимное расположение основных лопастей и их насадок); на фиг.5 и
6 - разрезы Г-Г и Д-Д на фиг 1 соответственно (взаимное расположение дополнительных лопастей и их насадок)
Устройство для поризации перемешиваемых материалов содержит размещен- ный в корпусе 1 приводной вал 2 с радиально расположенными палыми лопастями 3, имеющими насадки А с соплами 5. На внутренней поверхности корпуса
0 смонтированы дополнительные лопасти 6, имеющие насадки 7 с соплами 8. Дополнительные лопасти б расположены между лопастями 3 на равном расстоянии под последними . Насадки каждой пары основных
5 3 и дополнительных 6 лопастей направлены в противоположные стороны. Основные 3 и дополнительные 6 лопасти выполнены трехгранными с поперечным сечением в виде остроугольного треугольника и установлены
0 с возможностью поворота относительно плоскости вращения основных лопастей. Основные лопасти 3 ориентированы острием 9 по направлению вращения вала 2, а дополнительные лопасти 6 - острием 10 в
5 противоположном направлении.
Основные лопасти 3 повернуты таким образом, что плоскость, проведенная через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла, расположена под положитель0 ным углом атаки 1-10°, а ось симметрии их насадок 4 - под отрицательным углом атаки 1-10°. При этом плоскость, проведенная через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла, дополнительной лопасти
5 6 и ось симметрии насадок 7 размещены под отрицательным углом атаки 1-10°.
Основная лопасть 3 снабжена размещенными по длине задней относительно направления вращения грани 13 форсунками
0 14. Насадки 4 и 7 могут быть выполнены в виде клиновидного тела 15 с треугольным продольным сечением или четырехугольной пирамиды 16. Сопла насадок 4 и 7 и форсунки 14 снабжены клапанами 17. На корпусе 1
5 установлены патрубок 18, бункер 19. дозатор 20 и затвор 21.
Устройство работает следующим образом .
Корпус смесителя через патрубок 18 за0 полняется водой с пенообразователем. Клапаны 17 Препятствуют проникновению смешиваемых материалов в полости насадок и лопастей. Затем приводится во вращение вал 2 и из бункера 19 на распре5 делительный диск поступают сухие компоненты или их смесь, которая после распыления попадает в водопенный раствор .
При вращении вала 2 за насадками 4
образуется разрежение (кавитационные каверны ), степень которого пропорциональна скорости движения насадки в обтекающем потоке жидкости. Вследствие разрежения открываются клапаны 17 основных насадок 4 и лопастей 3 и происходит засасывание воздуха из полого вала 2, сообщающегося с атмосферой.
Однако, по мере вращения вала 2 смесь увлекается лопастями 3, но вращение смеси тормозится дополнительными лопастями 6 с насадками 7, установленными между плоскостями вращения лопастей 3, снижая тем самым темп падения относительной скорости движения насадок 4 в смеси. Кроме того, лопасти с насадками 7 приводят к дополнительной турбулизации смеси, способствуя лучшему перемешиванию компонентов и более равномерному распределению воздушных пузырьков.
В этот период клапаны 17 дополнительных насадок 7 закрыты и препятствуют проникновению смеси в полости лопастей 6.
По мере дальнейшего увеличения скорости вращения смеси интенсивность воздухововлечения через насадки 4 на подвижных лопастях падает. Однако, рост скорости потока смеси, обтекающей неподвижные лопасти 6, приводит к возникновению зоны разрежения за насадками 7, тогда открываются клапаны 17 насадок 7, при этом засасывается атмосферный воздух и добавки из дозатора 20
Засасывание воздуха и добавок происходит тем интенсивнее, чем большей скорости вращения достигает поризуемая смесь.
При вращении смеси в емкости смесителя на частицы смеси действуют в вертикальной плоскости сила тяжести и центростремительная сила, результирующее действие которых приводит к формированию мениска вращения поверхности жидкости. При высоких скоростях вращения величина центростремительных сил значительно превосходит силы тяжести, действующие на частицы, а при значительной толщине слоя вращения смеси, который формируется особенно в смесителях, диаметр которых превышает их высоту, градиент центростремительных сил может быть сравним и превышать градиент сил тяжести , т.е- возникает эффект центрофугирова- ния, при котором менее плотные частицы (более крупные пузырьки воздуха) перемещаются к поверхности вращения (к центру ), а более плотные (мелкие пузырьки воздуха) - к боковой поверхности смесителя (от центра), т.е. возникает неоднородность поризованной смеси по объему. В смесителях небольшого объема указанная
неоднородность значительно снижается за счет интенсивной турбулизации смеси В смесителях большого объема уровень турбулизации смеси обычно падает и начинает
5 существенно проявляться объемная неоднородность за счет градиентов сил, действующих на частицы. В этом случае устранение неоднородности смеси по объему можно осуществить с помощью оргэни0 зации циркуляции смеси в вертикальной плоскости, которую позволяет осуществить предлагаемая конструкция.
Так ориентация основных лопастей 3 с положительным углом атаки к набегающему
5 потоку приводит к результирующему давлению на смесь, направленному вниз. А ориентация лопастей 6 и насадок 4 с отрицательным углом атаки к набегающему потоку приводит к результирующему давле0 нию на смесь, направленному вверх
Различие в направлениях давления на приток смеси в вертикальной плоскости за счет неразрывности потока приводит к циркуляции смеси, при которой частицы смеси
5 движутся в потоке по винтовой линии, соответственно , к повышению однородности смеси по объему.
По достижении заданного уровня пори- зации смесь выгружают, открыв затвор 21.
0
Формула изобретения
1. Устройство для поризации перемешиваемых материалов по авт. св. N 1428590,
5 отличающееся тем, что. с целью интенсификации процесса перемешивания, основные и дополнительные лопасти выполнены трехграннымис поперечным сечением в виде остроугольного треугольника, при0 чем плоскость, проведенная через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла основной лопасти, расположена под положительным углом атаки 1-10°, а дополнительной - под отрицательным углом атаки
5 1-10° к плоскости вращения основных лопастей , при этом ось симметрии насадок основной и дополнительной лопастей размещены под отрицательным углом атаки 1-10°.
0 2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что, с целью интенсификации процесса поризации, каждая основная лопасть снабжена размещенными по длине задней относительно направления вращения грани
5 форсунками.
3. Устройство поп,1,отличающее- с я тем, что насадка выполнена в виде четырехугольной пирамиды или клиновидного тела с треугольным продольным сечением
18
г
к
. Jj
Реферат
Использование1 для приготовления легких поризованных бетонов и эмульсий. Сущность: в вертикальном корпусе размещен приводной вал с радиально расположенными полыми лопастями На внутренней поверхности стенок корпуса радиально закреплены дополнительные полые лопасти Основные и дополнительные лопасти имеют треугольное поперечное сечение, а по концам - насадки с соплами; при этом плоскость , проведенная через одно из ребер и биссектрису прилежащего к нему угла основной лопасти расположена под положительным углом атаки 1-10°, а дополнительной - под отрицательным углом 1-10°, а ось симметрии насадок основной и дополнительной лопастей размещена под отрицательным углом атаки 1-10° к плоскости вращения основных лопастей. На задней грани каждой основной лопасти по ее длине расположены форсунки 6 ил.
Формула
