СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ СМЕСЕЙ Российский патент 2005 года по МПК B01F11/00 

Изобретение относится к смешиванию сыпучих смесей и может быть использовано в сельском хозяйстве для смешивания кормовой смеси заданного качества.

Известен "Способ смешивания сыпучих смесей" (Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов. - М.: Машиностроение, 1973 г., 40 с.), включающий перемешивание сыпучей смеси и оценку ее качества путем разделения смеси по линейным размерам при помощи сит с отверстиями разной величины. Качество полученной смеси определяют с помощью критерия, выражающего степень однородности, который вычисляется

где n - количество отобранных проб;

ci - количество контрольного компонента в i-й пробе (масса компонента, г, или его концентрация, в %).

Недостатком известного способа является низкая эффективность смешивания сыпучих смесей, т.к. не учитываются свойства перемешиваемой смеси, активизирующиеся при наложении вибрации.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа смешивания сыпучих смесей.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе смешивания сыпучих смесей, включающем перемешивание сыпучей смеси в вибрационном смесителе и оценку ее качества, перед перемешиванием устанавливают вибрационный импульс i, определяемый как отношение произведения производительности вибрационного смесителя (Q), геометрического симплекса (Г), коэффициента жесткости (Кж) и полезного объема смесителя (V) к площади виброактивной поверхности (S_в.к), учитывая, что при i>0,95·10^-6 (кг·м/с) степень однородности смеси больше 90%, при i, равном 0,8-0,95·10^-6 (кг·м/с), степень однородности смеси от 80 до 90%, при i<0,8·10^-6 (кг·м/с), степень однородности смеси до 80%, в соответствии с которым определяют режимные и конструктивные параметры.

При смешивании сыпучих смесей следует иметь ввиду, что в комбикормовой промышленности начальной точкой достаточности, является качество смеси, соответствующее степени однородности 80%. Причем степень однородности взаимосвязана с вибрационным импульсом (i), который передается смешиваемому материалу от виброактивной поверхности, состоящей из площади поверхности рабочей камеры вибросмесителя и площади внутренней рабочей поверхности.

В связи с тем, что смешивание сыпучей смеси проводим в вибрационном смесителе, т.е. рассматриваемый нами процесс зависит от вибрационного поля, то нельзя не учитывать связь режимных параметров с физико-механическими свойствами смешиваемого материала. Такая связь выражена через геометрический симплекс Г, определяемый как отношение амплитуды к эквивалентному диаметру смешиваемых частиц, и коэффициент жесткости, определяемый как отношение жесткости смеси ко времени, затрачиваемому на смешивание.

Вибрационный импульс рассчитывают следующим образом.

При загрузке вибрационного смесителя с площадью виброактивной поверхности S_в.к.=0,429 м² и полезным объемом смесителя V=0,015 м³, кормом массой m=3,3 кг и продолжительностью перемешивания t=150 сек, производительность вибросмесителя будет равна:

Q=m/t=3,3/150=0,022 кг/сек

Коэффициент жесткости, при жесткости корма Ж=1,9 сек и эквивалентном диаметре частиц d_э=0,0052 м, определяем по формуле:

Кж=Ж/t=1,9/150=0,0127

В свою очередь геометрический симплекс определяют как отношение амплитуды колебания вибросмесителя, например, А=0,0048 м, к эквивалентному диаметру частиц d_э:

Г=A/d_э=0,0048/0,0052=0,92

Подставляя полученные значения определяем вибрационный импульс:

Таким образом, для получения средней степени однородности смеси (80...90%) в вибросмесителе с данными характеристиками и для кормосмеси с вышеизложенными физико-механическими характеристиками, достаточно установить амплитуду колебания вибросмесителя 0,0048 м при времени смешивания 150 сек. Если к кормосмеси не предъявляются высокие требования, например, корм готовят для хряка, то возможно использование внутренних рабочих насадок с меньшей площадью виброактивной поверхности, с меньшей амплитудой колебания. При высоких требованиях к кормосмеси, наоборот увеличивают площадь виброактивной поверхности и амплитуду колебаний.

Результаты исследований получены в вибрационном смесителе с различными рабочими виброактивными поверхностями и для различных по физико-механическим свойствам смесях. Для этого перед смешиванием сыпучих смесей определяют вибрационный импульс, в соответствии с которым устанавливают амплитуду, время смешивания и через каждые 30 секунд отбирают пробы. После чего их разделяют на составляющие. Выборку из проб проса взвешивают на технических весах. Затем смесительную камеру освобождают от кормосмеси и эксперимент повторяют заново.

Степень однородности полученной смеси для каждой пробы определяли по формуле прототипа. Одновременно перед смешиванием для данной смеси и данной насадки вычисляли вибрационный импульс. Результаты зависимости качества перемешивания смеси и вибрационного импульса приведены в таблице.

Вибрационный импульс, 1(кг·м/с)·10^-6Площадь виброактивной поверхности S_в.к (см²)Продолжительность перемешивания, t (сек)Коэффициент жесткости, КжСтепень однородности смеси, М(%)0,95 и более500 и болеедо 150 и более8,3-5,8Высокая (Более 90)0,8-0,95201-499151-2703,3-5,8Средняя (80-90)до 0,8до 200270 и болеедо 3,3Низкая (до 80)

Результаты экспериментальных исследований показали зависимость качества смеси, выраженной степенью однородности, от вибрационного импульса.

Таким образом, по сравнению с прототипом, данный способ смешивания сыпучих смесей является более эффективным, т.к. позволяет, зная заданную однородность смеси определять вибрационный импульс, в соответствии с которым для смеси с определенными физико-механическими смесями, выбирать соответствующие режимные и конструктивные параметры.

Изобретение относится к смешиванию сыпучих смесей и может быть использовано в сельском хозяйстве для смешивания кормовой смеси заданного качества. В способе смешивания сыпучих смесей, включающем перемешивание сыпучей смеси в вибрационном смесителе и оценку ее качества, перед перемешиванием устанавливают вибрационный импульс, определяемый как отношение произведения производительности вибрационного смесителя, геометрического симплекса, коэффициента жесткости и полезного объема смесителя к площади виброактивной поверхности. В соответствии с вибрационным импульсом определяют режимные и конструктивные параметры способа. Технический результат состоит в повышении эффективности смешивания. 1 табл.

Способ смешивания сыпучих смесей, включающий перемешивание сыпучей смеси в вибрационном смесителе и оценку ее качества, отличающийся тем, что перед перемешиванием устанавливают вибрационный импульс i, определяемый как отношение произведения производительности вибрационного смесителя (Q), геометрического симплекса (Г), коэффициента жесткости (Кж) и полезного объема смесителя (V) к площади виброактивной поверхности (Sв.к.), учитывая, что при i>0,95·10^-6 (кг·м/с) степень однородности смеси больше 90%, при i = 0,8÷0,95·10^-6 (кг·м/с) степень однородности смеси от 80 до 90%, при i<0,8·10^-6 (кг·м/с) степень однородности смеси до 80%, в соответствии с которым определяют режимные и конструктивные параметры.