СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК B01F7/24 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно сельскохозяйственному, и может использоваться для смешивания сыпучих материалов с различным статическим углом естественного откоса.

Известен смеситель, содержащий сужающийся книзу корпус с загрузочными и разгрузочными патрубками, расположенными внизу и вверху корпуса, перемешивающее устройство в виде шнека [1]
Недостатком данного смесителя является низкая интенсивность смешивания.

Известен смеситель, содержащий сужающийся книзу корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, расположенными соответственно внизу и вверху корпуса, перемешивающее устройство в виде двух спиральных элементов с одинаковым направлением навивки, установленных коаксиально, причем внутренний спиральный элемент смещен вниз относительно наружного элемента на величину, определяемую соотношением [2]
Недостатком данного смесителя является то, что он предназначен для смешивания материалов с определенным статическим углом естественного откоса.

Величина смещения спиральных элементов относительно друг друга определяется по ранее приведенной формуле и устанавливается в процессе изготовления смесителя.

В случае необходимости смешивания других материалов, с отличными от заранее заданного углами естественного откоса, эффективность работы смесителя резко снижается.

Статические углы естественного откоса различных материалов, которые необходимо смешивать, отличаются весьма значительно. Кроме того, угол естественного откоса зависит и от класса крупности частиц смешиваемого материала.

Например, при большом диаметре корпуса D=1 м, диаметре разгрузочного патрубка d=0,25 м и при α₁25^о и α₂30^о необходимо смещение внутреннего элемента относительно наружного соответственно на 0,15 и 0,22 м, что гарантирует высокое качество смеси.

В рассматриваемом прототипе изменение смещения невозможно.

В отличие от прототипа в предлагаемом смесителе внутренний спиральный элемент выполнен с возможностью смещения относительно наружного за счет его сжатия или растяжения на необходимую величину смещения в зависимости от величины статического угла естественного откоса смешивающего материала.

Подбор необходимого смещения элементов исключает образования малопобуждаемых зон и обеспечивает беспрепятственное движение перемешиваемых компонентов самотеком от стенок корпуса к центральной зоне, что гарантирует высокое качество смеси, увеличивает интенсивность смешивания и как следствие снижает энергоемкость процесса.

На фиг. 1 изображена схема образования потоков смешиваемых компонентов; на фиг. 2 схема определения величины Н смещения спиралей; на фиг. 3 вариант закрепления верхнего конца внутреннего спирального элемента с возможностью смещения вдоль вертикального вала.

Смеситель содержит корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным патрубками, перемешивающее устройство в виде двух поднимающих материал спиральных элементов, внутреннего 4 и наружного 5, втулки 6 прикрепления элемента 4. Причем элемент 4 прикреплен к втулке 6 с помощью шарнира 10. Втулка 6 может перемещаться вдоль вала 11. Фиксирование втулки 6 на валу 11 осуществляется с помощью шплинта 9, проходящего через отверстия 8 втулки и 7 вала.

Внутренний спиральный элемент 4 имеет диаметр, равный или больший диаметра d разгрузочного патрубка 3.

Закрепление верхнего конца спирального элемента 4 на втулке 6 с возможностью перемещения вдоль вала 11 и выполнение элемента 4 пружинным позволяет сжимать или растягивать его для получения заданного значения смещения внутреннего элемента 4 относительно наружного 5, определяемого по формуле
H ≥ (D-d)·tgα где D больший диаметр корпуса, мм;
d диаметр разгрузочного патрубка, мм;
α- статический угол естественного откоса перемешиваемого материала, град.

Схема определения величины Н смешения спиралей показана на фиг. 2.

На фиг. 3 показан вариант закрепления верхнего конца внутреннего спирального элемента 4 на валу 11 с помощью втулки 6.

При сжатии или растяжении элемента 4 добиваются совпадения отверстий 7 вала и 8 втулки. При совпадении отверстий втулка 6 закрепляется шплинтом 9 или стопорным винтом.

Для предотвращения деформации концов спирального элемента 4 их прикрепление выполнено с помощью шарнира 10 (фиг. 1 и 2).

Смеситель работает следующим образом.

В соответствии со статическим углом естественного откоса смешиваемого материала определяют величину смещения внутреннего спирального элемента 4 относительно наружного 5 по формуле
H ≥ (D-d)·tgα
Сжатием или растяжением спирального элемента 4 добиваются необходимого смещения элементов 4 и 5. Верхний конец элемента 4 с помощью втулки 6 закрепляется на оси 11.

Отмеренные по объему или массе компоненты засыпают в смеситель. Вращающиеся спиральные элементы 4 и 5 увлекают перемешиваемые компоненты в движение по трем большим потокам.

Один из потоков образует спиральный элемент 5, перемещающий часть компонентов вдоль конических стенок корпуса 1. Другой поток образуется элементом 4, который перемещает компоненты в центральной зоне вверх. Третий поток образуется под действием гравитационных сил.

Кроме того, создаются многочисленные малые потоки между навивками спиральных элементов 4 и 5.

Смещение внутреннего спирального элемента 4 вниз на указанное pасстояние относительно внешнего элемента 5 исключает образование малопобуждаемой зоны и обеспечивает беспрепятственное движение перемешиваемых компонентов самотеком от стенок корпуса 1 к центральной зоне, что способствует значительной интенсификации процесса.

Смеситель легко перестраивается на работу с сыпучими материалами с различным тактическим углом естественного откоса, что повышает его универсальность.

Использование изобретения: смешивание сыпучих материалов с различным статическим углом естественного откоса. Смеситель выполнен в виде усеченного конусного бункера, установленного вертикально, вершиной вниз с расположенными внутри бункера смесительными спиральными элементами. Причем внутренний спиральный элемент выполнен из пружинного материала с возможностью смещения вдоль оси вала относительно наружного конусного спирального элемента на расстояние, определяемое статическим углом естественного откоса по формуле где D большой диаметр корпуса, мм; d диаметр разгрузочного патрубка, мм; α статический угол естественного откоса, град. Концы внутреннего спирального элемента прикреплены к валу шарнирно, с возможностью отклонения в вертикальной плоскости, проходящей через ось центрального элемента при его сжатии или растяжении. 2 з. п. ф-лы. 3 ил.

1. СМЕСИТЕЛЬ, содержащий сужающийся книзу корпус с разгрузочным патрубком, перемешивающее устройство в виде закрепленных на вертикальном валу двух спиральных элементов с одинаковым направлением навивки, установленных коаксиально, причем внутренний спиральный элемент смещен вниз относительно наружного элемента на величину, определяемую соотношением

где D большой диаметр корпуса, мм;
d диаметр разгрузочного патрубка, мм;
α статический угол естественного откоса перемешивающего материала, град.

отличающийся тем, что внутренний смешивающий элемент выполнен с возможностью смещения вдоль оси вала в зависимости от величины статического угла естественного откоса перемешиваемого материала.