RU235203U1

RU235203U1 - DEVICE FOR MIXING LIQUIDS

Info

Publication number: RU235203U1
Application number: RU2024138622U
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Мудров; Геннадий Васильевич Пикмуллин; Зураб Джемалович Гургенидзе
Filing date: 2024-12-20
Publication date: 2025-06-24

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, в которых рабочие органы - мешалки совершают движение внутри неподвижной ёмкости для перемешивания жидкостей, и может быть использована в сельском хозяйстве, пищевой, химической, фармацевтической промышленностях для интенсификации химических, массообменных процессов. Устройство для перемешивания жидкостей, которое с целью упрощения его привода и конструкции, а также интенсификации процесса перемешивания, содержит смесительную ёмкость, на крышке которой находятся шарнирные узлы крепления двух кривошипов. Первый кривошип - ведущий, закреплённый на валу двигателя, связан с валом мешалки, второй кривошип - ведомый, связан с валом мешалки. Лопасти мешалок расположены под углом β=60…80° к своему валу. Передача движения от одного кривошипа к другому происходит через пространственный шатун. Углы скрещивания α₁ и α₃ геометрических осей шарниров кривошипов и кратчайшие расстояния l₁ и l₃ между ними равны, т.е. α₁= α₃, l₁= l₃. Угол скрещивания α₄ геометрических осей вращения кривошипов и кратчайшее расстояние l₄ между ними равны углу α₂ скрещивания и кратчайшему расстоянию l₂ между геометрическими осями шарниров шатуна, т.е. α₄= α₂, l₄= l₂. Указанные параметры должны находиться в следующей зависимости l₁/sin α₁= l₂/sin α₂, α₁= 20…45°, α₂= 120…170°, l₂ > l₁. Принцип работы устройства для перемешивания жидкостей заключается в следующем. От двигателя приводится во вращение кривошип, а через шатун и кривошип, а также приходят в движение связанные с кривошипами мешалки, причём одна мешалка движется внутри смесительной ёмкости с постоянной скоростью, а другая мешалка совершает сложное неравномерное движение, благодаря особой конструкции шатуна и кривошипов. Указанное движение мешалок исключает появление застойных зон для перемешивания. The utility model relates to devices in which the working members - mixers - move inside a stationary container for mixing liquids, and can be used in agriculture, food, chemical, pharmaceutical industries to intensify chemical, mass exchange processes. The device for mixing liquids, which in order to simplify its drive and design, as well as to intensify the mixing process, contains a mixing container, on the cover of which there are hinged attachment points for two cranks. The first crank - the leading one, fixed on the motor shaft, is connected to the mixer shaft, the second crank - the driven one, is connected to the mixer shaft. The mixer blades are located at an angle of β = 60 ... 80 ° to their shaft. The transmission of motion from one crank to another occurs through a spatial connecting rod. The crossing angles α ₁ and α ₃ of the geometric axes of the crank hinges and the shortest distances l ₁ and l ₃ between them are equal, i.e. α ₁ = α ₃ , l ₁ = l ₃ . The crossing angle α ₄ of the geometric axes of rotation of the cranks and the shortest distance l ₄ between them are equal to the crossing angle α ₂ and the shortest distance l ₂ between the geometric axes of the connecting rod hinges, i.e. α ₄ = α ₂ , l ₄ = l ₂ . The specified parameters must be in the following relationship l ₁ /sin α ₁ = l ₂ /sin α ₂ , α ₁ = 20…45°, α ₂ = 120…170°, l ₂ > l ₁ . The operating principle of the device for mixing liquids is as follows. The engine rotates the crank, and through the connecting rod and crank, the stirrers connected to the cranks also start moving, with one stirrer moving inside the mixing tank at a constant speed, and the other stirrer performing a complex uneven movement, due to the special design of the connecting rod and cranks. The specified movement of the stirrers eliminates the appearance of stagnant zones for mixing.

Description

Полезная модель относится к устройствам, в которых рабочие органы - мешалки совершают движение внутри неподвижной ёмкости для перемешивания жидкостей, и может быть использована в сельском хозяйстве, пищевой, химической, фармацевтической промышленностях для интенсификации химических, массообменных процессов. The utility model relates to devices in which the working parts - stirrers - move inside a stationary container for mixing liquids, and can be used in agriculture, food, chemical, and pharmaceutical industries to intensify chemical and mass-exchange processes.

Известны устройства, в которых для интенсификации процесса перемешивания жидких материалов, мешалкам придают движение внутри смесительной ёмкости, используя для этого плоские шарнирно-рычажные и зубчатые механизмы [1]. Однако недостатком таких устройств является сложность, многозвенность привода мешалок, а при нахождении этого привода внутри рабочей ёмкости, ещё и необходимость заключения его в корпус со специальной уплотняющей системой, предотвращающей попадание смазки в готовый состав. Известны также аппараты, в которых для привода мешалки использованы пространственные шарнирно-рычажные механизмы с вращательными парами. Один из них взят за прототип предлагаемого устройства. В нём для привода мешалки используется пространственный шарнирно-рычажный механизм, состоящий из двух пространственных шатунов, двух пространственных кривошипов, один из которых жёстко соединён с валом мешалки [2]. Структурные параметры шатунов и кривошипов связаны жёсткими зависимостями [3]. К недостаткам этого устройства относятся: сложность и многозвенность передаточного шарнирно-рычажного механизма, применённого для придания валу мешалки вращения с переменной угловой скоростью, отсутствие перемещения мешалки внутри смесительной ёмкости, которое дало бы возможность повысить интенсивность процесса перемешивания.There are known devices in which, to intensify the process of mixing liquid materials, the mixers are set in motion inside the mixing tank, using flat articulated lever and gear mechanisms for this purpose [1]. However, the disadvantage of such devices is the complexity, multi-link nature of the mixer drive, and when this drive is located inside the working tank, there is also the need to enclose it in a housing with a special sealing system that prevents lubricant from entering the finished composition. There are also known devices in which spatial articulated lever mechanisms with rotary pairs are used to drive the mixer. One of them is taken as a prototype of the proposed device. In it, a spatial articulated lever mechanism is used to drive the mixer, consisting of two spatial connecting rods, two spatial cranks, one of which is rigidly connected to the mixer shaft [2]. The structural parameters of the connecting rods and cranks are linked by rigid dependencies [3]. The disadvantages of this device include: the complexity and multi-link nature of the transmission articulated lever mechanism used to impart rotation to the mixer shaft at a variable angular velocity, and the lack of movement of the mixer inside the mixing tank, which would make it possible to increase the intensity of the mixing process.

Задачей полезная модели является устранение указанных недостатков и разработка устройства для перемешивания жидкостей.The objective of the utility model is to eliminate the above-mentioned shortcomings and develop a device for mixing liquids.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в упрощении конструкции устройства, привода мешалок, придании дополнительного движения мешалкам внутри смесительной ёмкости.The technical result, which the utility model is aimed at achieving, consists in simplifying the design of the device, the drive of the mixers, and imparting additional movement to the mixers inside the mixing tank.

Технический результат достигается тем, что в конструкцию предлагаемого устройства вводятся две мешалки, для привода которых в движение внутри смесительной ёмкости используется один пространственный шатун и два одинаковых пространственных кривошипа, каждый из которых связан с одной из мешалок. Структурные параметры шатуна и кривошипов находятся в определённой зависимости. Привод в движение мешалок осуществляется от одного двигателя.The technical result is achieved by the fact that two mixers are introduced into the design of the proposed device, for the drive of which one spatial connecting rod and two identical spatial cranks are used inside the mixing tank, each of which is connected to one of the mixers. The structural parameters of the connecting rod and cranks are in a certain dependence. The drive of the mixers is carried out from one engine.

Предлагаемая полезная модель поясняется схемой, представленной на фигуре. The proposed utility model is explained by the diagram presented in the figure.

Устройство для перемешивания жидкостей содержит смесительную ёмкость 8, на крышке 4 которой находятся шарнирные узлы крепления двух кривошипов 1 и 3. Первый кривошип - ведущий, закреплённый на валу двигателя 5, связан с валом мешалки 6, второй кривошип - ведомый, связан с валом мешалки 7. Лопасти мешалок расположены под углом β=60…80° к своему валу. Передача движения от одного кривошипа к другому происходит через пространственный шатун 2. Углы скрещивания α₁ и α₃ геометрических осей шарниров кривошипов и кратчайшие расстояния l₁ и l₃ между ними равны, т.е. α₁= α₃, l₁= l₃. Угол скрещивания α₄ геометрических осей вращения кривошипов и кратчайшее расстояние l₄ между ними равны углу α₂ скрещивания и кратчайшему расстоянию l₂ между геометрическими осями шарниров шатуна, т.е. α₄= α₂, l₄= l₂. Указанные параметры должны находиться в следующей зависимости:The device for mixing liquids contains a mixing tank 8, on the cover 4 of which there are hinged attachment points for two cranks 1 and 3. The first crank - the leading one, secured on the shaft of the engine 5, is connected to the shaft of the mixer 6, the second crank - the driven one, is connected to the shaft of the mixer 7. The blades of the mixers are located at an angle of β = 60 ... 80 ° to their shaft. The transmission of motion from one crank to the other occurs through a spatial connecting rod 2. The crossing angles α ₁ and α ₃ of the geometric axes of the crank hinges and the shortest distances l ₁ and l ₃ between them are equal, i.e. α ₁ = α ₃ , l ₁ = l ₃ . The crossing angle α ₄ of the geometric axes of rotation of the cranks and the shortest distance l ₄ between them are equal to the crossing angle α ₂ and the shortest distance l ₂ between the geometric axes of the connecting rod hinges, i.e. α ₄ = α ₂ , l ₄ = l ₂ . The specified parameters must be in the following relationship:

l₁/sin α₁= l₂/sin α_2, α₁= 20…45°, α₂= 120…170°, l₂ > l₁.l ₁ /sin α ₁ = l ₂ /sin α _2, α ₁ = 20...45°, α ₂ = 120...170°, l ₂ > l ₁ .

То есть, отношение синусов угла скрещивания α₁геометрических осей шарниров кривошипа и угла скрещивания α₂геометрических осей шарниров шатуна равно отношению кратчайших расстояний между указанными осями.That is, the ratio of the sines of the crossing angle α ₁ of the geometric axes of the crank hinges and the crossing angle α ₂ of the geometric axes of the connecting rod hinges is equal to the ratio of the shortest distances between the specified axes.

Работает устройство следующим образом. The device works as follows.

От двигателя 5 приводится во вращение кривошип 1, а через шатун 2 и кривошип 3, а также приходят в движение связанные с кривошипами мешалки 6 и 7, причём мешалка 6 движется внутри смесительной ёмкости с постоянной скоростью, а мешалка 7 совершает сложное неравномерное движение, благодаря особой конструкции шатуна и кривошипов. Указанное движение мешалок исключает появление застойных зон для перемешивания.The engine 5 rotates the crank 1, and through the connecting rod 2 and the crank 3, the stirrers 6 and 7 connected to the cranks also start moving, with the stirrer 6 moving inside the mixing tank at a constant speed, and the stirrer 7 performing a complex uneven movement, due to the special design of the connecting rod and cranks. The specified movement of the stirrers eliminates the occurrence of stagnant zones for mixing.

Список использованной литературы:List of references:

1. Торубаров Н.Н., Малышев Р.М. Перемешивающие устройства с нестационарным движением мешалок. - М.: Ун-т машиностроения, 2013. -139 с. 1. Torubarov N.N., Malyshev R.M. Mixing devices with non-stationary movement of mixers. - M.: University of Mechanical Engineering, 2013. -139 p.

2. Устройство для перемешивания жидкостей / Мудров П.Г., Мудров А.Г. Авт. св. № 617058 (СССР). Заявка № 2303686/23 - 26, заявлено 25.12.1975, опубл. 30.07.1978. Бюл. №23 2. Device for mixing liquids / Mudrov P.G., Mudrov A.G. Author's certificate No. 617058 (USSR). Application No. 2303686/23-26, declared 25.12.1975, published 30.07.1978. Bulletin No. 23

3. Мудров, П.Г. Пространственные механизмы с вращательными парами/ П.Г. Мудров, Изд-во Казанского университета, Казань, 1976. - 264 с.3. Mudrov, P.G. Spatial mechanisms with rotary pairs / P.G. Mudrov, Publishing house of Kazan University, Kazan, 1976. - 264 p.

Claims

A device for mixing liquids, characterized in that it consists of a mixing tank, a motor, one spatial connecting rod, two identical spatial cranks, two stirrers, the shaft of each of which is connected to one of the cranks, the ratio of the sines of the angle of intersection of the geometric axes of the crank hinges to the angle of intersection of the geometric axes of the connecting rod hinges is equal to the inverse ratio of the shortest distance between the geometric axes of the connecting rod hinges to the shortest distance between the geometric axes of the crank hinges.