ВИБРАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 2006 года по МПК B01F11/00 B01F3/18 

Изобретение относится к устройствам непрерывного действия для приготовления композиций на основе сыпучих материалов и может найти применение в пищевой, химической, строительной и некоторых других отраслях промышленности.

Известен вибрационный смеситель [1], содержащий рабочий орган, выполненный в виде перфорированного спирального желоба, закрепленного на вертикальной трубчатой колонне, заканчивающийся нижним сплошным витком, выполняющего роль дна. Между перфорированной и сплошной частью рабочего органа установлена подвижная пластина, под которой находится патрубок вывода готового продукта. Патрубок ввода материалов расположен вверху конструкции.

К недостаткам устройства относится нестабильность высоты слоя сыпучего материала на витках, обусловленная вариацией его расхода через перфорацию при изменении свойств смеси или параметров вибрации, что ухудшает качество готового продукта.

Наиболее близким техническим решением является вибрационный смеситель [2], имеющий плоское днище, вертикальный корпус с закрепленной на его внутренней поверхности перфорированной спиральной лопастью. На верхнем витке перфорированной лопасти установлены выгрузочный патрубок и подвижный отсекатель. Загрузочный бункер выполнен по форме цилиндра, наружная поверхность которого примыкает к лопасти, образуя желоб. В стенке бункера оппозитно расположены верхнее и нижнее отверстия для входа и выхода материала, а на дне соосно с ним вставка по форме тела вращения. В этом кольцевом желобе, образованном вставкой и цилиндром, у нижнего отверстия смонтирована заслонка с возможностью поворота.

Недостатком этого устройства является низкая скорость движения материала в кольцевом желобе между вставкой и стенкой загрузочного бункера, вызванная стесненными условиями и физикой процесса, что уменьшает производительность смесителя и ухудшает качество готового продукта.

Сложное пространственное движение всей конструкции создается совместными возвратно-поступательными ее колебаниями по вертикали и возвратно-вращательными в горизонтальной плоскости. Амплитуда колебания частей аппарата в горизонтальной плоскости прямо пропорциональна удалению их от его оси и равна нулю в центре, а вертикальная амплитуда одинакова для всех частей. Результирующая амплитуда каждой точки определяется сложением векторов этих амплитуд. На оси смесителя результирующий вектор имеет наименьшую величину и вертикальное направление, он удлиняется и становится положе к периферии. Т.е. угол вибрации, угол между результирующей амплитудой и горизонтом, изменяется от 90^о в центре до 0^о (теоретически) на периферии. В зоне малых амплитуд и углов вибрации больше 60^о создаются негативные условия для смешивания сыпучего материала и его движения. Поэтому установка на дне в центре загрузочного бункера вставки по форме тела вращения частично устраняет эту зону, но, сужая бункер, стесняет условия движения материала в образованном кольцевом пространстве. Это влечет за собой увеличение в нем высоты слоя с возникновением застойной зоны, что уменьшает производительность аппарата и качество готового продукта. Увеличение диаметра загрузочного бункера, как вариант решения проблемы, ведет к увеличению габарита вибрационного смесителя.

Техническим результатом является повышение производительности вибрационного смесителя и качества готового продукта без увеличения габарита конструкции. Он достигается устранением застойной зоны в загрузочном бункере путем закрепления на вставке спиральной лопасти, примыкающей к внутренней поверхности загрузочного бункера и образующей желоб, с наклоном в сторону движения материала. Лопасть состоит из одного или нескольких витков, причем все ее витки кроме нижнего имеют перфорацию.

На фиг.1 показан смеситель, общий вид; на фиг.2 - смеситель, вид сверху; на фиг.3 - дно загрузочного бункера со вставкой и лопастью, разрез А-А; на фиг.4 и 5 - варианты вставки со спиральной лопастью с наклоном в сторону движения материала.

Вибрационный смеситель содержит цилиндрический загрузочный бункер 1 с верхним 2 и нижним 3 отверстиями в стенке. Между отверстиями 2 и 3 на его внешней поверхности закреплен спиральный желоб 4 с перфорированными витками кроме нижнего, служащего днищем смесителя. На конце желоба 4, у верхнего отверстия 2, установлен выгрузочный патрубок 5 и подвижная заслонка 6. На дне 7 загрузочного бункера, расположенного на уровне нижнего отверстия 3, установлена соосно с ним цилиндрическая вставка 8, на которой закреплена спиральная лопасть 9, примыкающая к внутренней поверхности загрузочного бункера 1, с наклоном в сторону движения материала. На конце лопасти 9 у отверстия 3 находится неподвижная заслонка 10.

Лопасть 9 может состоять как из одного сплошного 11 витка (фиг.4), так и из нескольких (фиг.5). В этом случае, верхние витки выполняют перфорированными 12.

Устройство работает следующим образом.

При включении вибропривода, цилиндрический загрузочный бункер 1 с закрепленным на его внешней поверхности спиральным желобом 4 совершает сложное пространственное движение. Дисперсные ингредиенты подают в бункер 1 сверху. Между внутренней поверхностью загрузочного бункера 1 и вставкой 8 расположена лопасть 9, состоящая из одного или нескольких витков, которая имеет наклон в сторону движения материала. Под действием направленной вибрации, ингредиенты скатываются по лопасти 9 к отверстию 3 в стенке бункера 1. Ее наклон в сторону движения ингредиентов увеличивает скорость вибротранспортирования слоя, что, в свою очередь, при неизменном расходе материала и ширине лопасти не дает ему скапливаться в загрузочном бункере. Это ведет к повышению производительности аппарата. А просеивание ингредиентов через перфорацию верхних витков 12 (фиг.5) способствует их дополнительному предварительному смешиванию.

Отсекатель 10 способствует выходу ингредиентов через отверстие 3 на спиральный желоб 4, который имеет подъем в сторону движения материала.

В процессе вибродвижения по желобу 4 ингредиенты перемешиваются. Перфорация спирального желоба 4, возвращая часть материала с вышележащих витков на нижележащие, способствует усреднению его состава по высоте аппарата и, тем самым, интенсифицирует смешивание.

Отсекатель 6, установленный на верхнем витке у отверстия 2, разделяет материал на два потока: часть смеси идет к выгрузочному патрубку 5; другая - сбрасывается через отверстие 2 в загрузочный бункер 1 на рециркуляцию. Отсекателем 6 можно создавать периодический режим работы смесителя, полностью перекрывая выгрузочный патрубок 5 и направляя весь поток материала в загрузочный бункер. После заполнения аппарата необходимым количеством ингредиентов и последующим достижением смесью заданного качества, патрубок 5 открывают и выгружают готовый продукт.

Эксперименты показали, что закрепление на вставке спиральной лопасти, примыкающей к внутренней поверхности загрузочного бункера и образующей желоб, с наклоном в сторону движения материала позволило увеличить производительность вибрационного смесителя для широкого спектра сыпучих материалов на 20% и улучшить качество на 1%.

Источники литературы

1. А.с. СССР №1674943 A1, кл. В 01 F 11/00, 07.09.1991, бюл. №33.

2. Патент РФ 2181664 С2, кл. B 28 С 5/04, опубл. 27.04.2002, бюл. №12.

Вибрационный смеситель относится к устройствам непрерывного действия для приготовления композиций на основе сыпучих материалов. Он содержит цилиндрический загрузочный бункер с закрепленным на его внешней поверхности спиральным желобом с перфорированными витками, кроме нижнего, с подъемом в сторону движения материала. В бункере установлена вставка по форме тела вращения со спиральной лопастью, которая состоит из одного или нескольких витков. Примыкая к внутренней поверхности загрузочного бункера, она образует желоб с наклоном в сторону движения материала, причем все ее витки, кроме нижнего, имеют перфорацию. Технический результат состоит в повышении производительности и качества готового продукта без увеличения габаритов. 5 ил.

Вибрационный смеситель, содержащий цилиндрический загрузочный бункер с верхним и нижним отверстиями в стенке, между отверстиями на его внешней поверхности закреплен спиральный желоб с перфорированными витками, кроме нижнего, на конце желоба у верхнего отверстия установлен выгрузочный патрубок и подвижная заслонка, на дне загрузочного бункера, расположенного на уровне нижнего отверстия, установлена соосно с ним вставка по форме тела вращения и неподвижная заслонка, отличающийся тем, что на вставке закреплена спиральная лопасть, состоящая из одного или нескольких витков, примыкающая к внутренней поверхности загрузочного бункера и образующая желоб с наклоном в сторону движения материала, причем все ее витки, кроме нижнего, имеют перфорацию.