СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК B01F9/02 

Изобретение относится к устройствам для смешения сыпучих материалов, в том числе различающихся по плотности, и может быть использовано для приготовления однородных по составу композиций, находящихся в порошкообразном состоянии.

В авт. св. N 1502069 описан смеситель для сыпучих материалов, у которого цилиндрическая поверхность барабана выполнена с разверткой, ограниченной двумя, находящимися в противофазе синусоидоподобными кривыми с амплитудой, изменяющейся от максимального до минимального, нулевого в пределе значения. При этом отношение наибольшей суммарной амплитуды кривых к полупериоду равно тангенсу угла равного или меньшего угла естественного откоса легкого компонента, а в месте минимальной амплитуды угол между торцовыми поверхностями выполнен равным или больше угла естественного откоса того же компонента. Низкие лопасти расположены в месте наибольшей суммарной амплитуды синусоидоподобных кривых, а барабан образован параллельным смещением осей симметрии цилиндрической и торцовых поверхностей.

Данная конструкция барабана с однопериодным каналом смешения удовлетворяет требованиям производительности и качества приготовления смесей из материалов, угол естественного откоса самого легкого из которых не превышает, например, 20^оС. Однако при смешивании материалов с углами естественного откоса, приближающимися к 45^о, появляется возможность при том же диаметре барабана увеличить количество циклов расширение-сужение, т. е. интенсифицировать процесс смешения за счет увеличения угла схождения синусоидоподобных кривых, уменьшения длины их периодов и размещения на той же длине развертки не одного, а нескольких периодов.

Целью изобретения является повышение производительности.

Это достигается тем, что развертка цилиндрической поверхности барабана выполнена более чем однопериодной, каждая из торцовых поверхностей оформлена в виде волнистого конуса, вершина которого расположена на оси вращения, а в качестве направляющей принята обpащенная к этой вершине синусоидоподобная кривая цилиндрической поверхности барабана.

Отличительные признаки предложенного технического решения и преимущества, обеспечиваемые им, в сравнении с основным изобретением.

Развертка цилиндрической поверхности барабана выполнена более чем однопериодной.

В таком барабане за один его оборот материалы перераспределяются в направлениях вдоль и поперек оси вращения столько раз, сколько периодов насчитывают синусоидоподобные кривые на развертке цилиндрической части. Интенсивность смешения при этом возрастает, обеспечивая повышение производительности.

Каждая из торцевых поверхностей оформлена в виде волнистого конуса, вершина которого расположена на оси вращения, а в качестве направляющей принята обращенная к этой вершине синусоидоподобная кривая цилиндрической поверхности барабана.

Торцовая поверхность, имеющая подобную форму, обладает значительной устойчивостью к воздействиям избыточного давления, равно как и разрежение. Построение разверток и формование таких поверхностей не вызывает особых трудностей и не требует специального оборудования.

Технических решений с признаками, сходными или аналогичными признакам, отличающим заявленное изобретение от прототипа, не обнаружено, а значит можно сделать вывод, что оно обладает новизной и существенными отличиями.

На фиг. 1-3 приведены ортогональные проекции трехпериодного барабана смесителя; на фиг. 4 - один период развертки цилиндрической части барабана; на фиг. 5 - аксонометрическое изображение последней с нанесенными тонкими линиями, симметрично через 10^о образующими торцовые поверхности; на фиг. 6 - аксонометрическое изображение барабана.

Барабан смесителя состоит из торцовых поверхностей 1 второго порядка (в данном случае волнистых конусов) и соединяющей их цилиндрической части (поверхности) 2, на внутренней стороне которой размещены низкие лопасти 3. Цилиндрическая поверхность барабана выполнена ограниченной двумя находящимися в противофазе синусоидоподобными кривыми 4 с амплитудой, изменяющейся от максимального до минимального значения, и определяет характер движения материалов в барабане при смешивании. Кривые 4 также являются направляющими волнистых конусов торцовых поверхностей 1, вершины 5 и 6 которых лежат на оси 7 вращения барабана, совпадающей с осью симметрии цилиндрической части 2. На чеpтежах приведен частичный случай выполнения волнистых конусов, когда образующие, соединяющие вершины 5 и 6 с точками кривых 4, соответствующих их максимальной амплитуде, расположены перпендикулярно к оси 7. Барабан снабжен загрузочным 8 и разгрузочным 9 люками.

Смеситель работает следующим образом.

В барабан смесителя через люк 8 загружают определенное количество компонентов, объем которых не должен превышать половины емкости барабана, люк 9 при этом герметично закрыт. После окончания загрузки люк 8 закрывают и включают вращение барабана. При его вращении вокруг оси 7 со скоростью, обеспечивающей отрыв смешиваемого материала за счет сил тяжести в верхней точке барабана, тяжелый компонент опускается и скользит под легким. Двигаясь по цилиндрической поверхности внутренней стороны части 2, сыпучие материалы перераспределяют вдоль и поперек оси вращения, входя в широкие и узкие участки канала соответственно. Плавное расширение канала обеспечивает растягивание потока в длину и ширину, а сужение - останавливает поток и заставляет его пересыпаться в поперечном направлении, переводя слои, находившиеся сверху, вниз, и наоборот. Расположение торцовых поверхностей под углом в местах наименьшей амплитуды кривых 4 исключает зависание легкого компонента на своде. Во время перераспределения потока в осевом направлении лопасти 3 захватывают небольшие по массе и рассредоточенные поперек потока порции тяжелого компонента. Основная часть его перетекает через лопасти, исключая их контакт с легким компонентом. Затем порции выносятся вверх по ходу вращения барабана и ссылаются в поток без выноса на его поверхность. Так как начальная скорость их схода с лопастей равна нулю, а масса мала, легкий компонент оказывает значительное сопротивление их продвижению, и траектория удлиняется. Проходя из широкой части потока в узкую, порции перекрывают его по всей ширине, создавая своими следами слоистую структуру. По мере смешения компонентов и усреднения плотности смеси лопасти уже не удерживают ее на своде и не оказывают влияния на ее движение в широкой части канала смещения. Приготовление смесей из компонентов, близких по плотности или удельному весу, соответствует заключительной стадии описанного процесса. Степень неравномерности распределения смешиваемых компонентов составляет 1-2% . По окончании процесса смешения, продолжительность которого определяется опытным путем, вращение барабана останавливают в положении, указанном на фиг. 5, открывают люк 8, а затем и люк 9 и производят выгрузку готовой смеси в бункер-питатель установки дозирования. Одним из способов перегрузки может быть вакуумная перекачка.

Предложенная конструкция барабана смесителя обеспечивает количество циклов и перераспределение сыпучих материалов в направлениях вдоль и поперек оси вращения за один оборот барабана, равное числу периодов цилиндрической части, за счет чего повышается производительность смешения. Торцовые поверхности, имеющие вид волнистых конусов, обладают значительной устойчивостью, к воздействиям внутреннего избыточного давления, равно как и разрежения. Так как их направляющими являются синусоидоподобные кривые цилиндрической части, которым в этом случае может быть придана практически любая требуемая форма, задающая нужный закон движения сыпучих материалов в барабане, торцовые поверхности обеспечивают второе требование - исключение зависания легкого компонента на своде в местах минимальной амплитуды синусоидоподобных кривых.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1502069, кл. B 01 F 9/02, 1987.

Сущность изобретения: смеситель для сыпучих материалов содержит барабан с цилиндрической боковой поверхностью частью 2 и торцевыми поверхностями 1 второго порядка, представляющими собой волнистые конусы. Направляющими конусов являются синусоидоподобные кривые цилиндрической поверхности, находящиеся в противофазе и имеющие амплитуду, изменяющуюся от максимального до минимального значения. Вершины 5 и 6 конусов лежат на оси 7 симметрии цилиндрической части 2, совпадающей с осью вращения барабана. 6 ил.

СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, в том числе значительно различающихся по плотности, содержащий барабан с цилиндрической боковой поверхностью, выполненный с разверткой, ограниченной двумя находящимися в противофазе синусоидоподобными кривыми с амплитудой, изменяющейся от максимального до нулевого значения, лопасти, установленные в барабане в месте наибольшей суммарной амплитуды синусоидоподобных кривых, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, развертка цилиндрической части барабана выполнена более чем однопериодной, торцевые поверхности выполнены в виде волнистых конусов, вершины которых расположены на оси вращения.