ГРАВИТАЦИОННЫЙ СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК B01F3/18 B01F7/18 

Описание патента на изобретение RU2603670C1

Область техники, к которой относится изобретение

Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов и устройство для его осуществления относится к организации процессов и оборудования для смешивания материалов и может использоваться в различных отраслях народного хозяйства.

Уровень техники

Известен способ приготовления смеси сыпучих материалов [см. кн. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна / Под ред. А.Я. Соколова. - М: Колос, 1984, с. 207]. Данный способ заключается в том, что все компоненты поднимают и загружают в смеситель через загрузочное отверстие, затем следует принудительный рабочий процесс - смешивание, при котором лопасти многократно перемещает компоненты внутри смесителя. За счет циркуляции компоненты равномерно распределяются по всему объему, после чего смесь выгружается.

Известен способ приготовления смеси порошкообразных и мелкозернистых сыпучих материалов в лопастном смесителе, включающий загрузку компонентов и их принудительное смешивание за счет организации «поршневого» и сдвигового перемещения частиц компонентов смеси лопастями и выгрузку готовой смеси, причем выгрузка готовой смеси осуществляют через разгрузочное отверстие в одной из крайних частей смесителя, для чего организуют поворот лопаток, находящихся диаметрально противоположно в одном ряду рабочих органов, на различный угол: одних на угол от 0° до α=180°-αк, где αк - критический угол поворота, равный 60-70°, а противоположных им лопаток на угол от 0° до αк [см. патент №2398622 (РФ), кл. B01F 7/04, (РФ), 10.09.2010].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаему способу является гравитационный способ смешивания сыпучих материалов, извлекаемый из работы гравитационного бетоносмесителя, включающий подъем компонентов. При вращении барабана компоненты подхватываются лопастями и сбрасываются вниз с перемешиванием при вращении [см. Д.П. Волков и др. Строительные машины. - М. Высшая школа, 1988, с. 240 рис. 7.1 и 7.2].

Известен смеситель для перемешивания сыпучих материалов, содержащий цилиндрический барабан, внутри которого консольно расположен вал с закрепленными на нем лопастями, ось вала смещена относительно оси барабана, причем на внутренней поверхности барабана закреплен трехзаходный винтовой шнек, имеющий разрывы в плоскостях вращения лопастей вертикального вала, оси барабана смесителя и лопастного вала расположены под углом к горизонту, лопасти, расположенные в верхнем ряду вала, имеют обратный угол установки относительно лопастей нижних рядов [см. патент №112643 (РФ), кл. B01F 9/00, (РФ), 20.01.2012].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являются паровая турбина или гидротурбина, которые приводятся во вращательное движение за счет воздействия на лопасти из вне жидкости, пара, воды [см. Физические основы механики / С.Э. Хайкин. - М.: Физматгиз, 1663, с. 540-541, рис. 309.310].

Раскрытие изобретения

Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов, включающий их подъем на заданную высоту и размещение в загрузочном бункере, причем каждый из смешиваемых материалов размещается в отдельном отсеке бункера, а смешивание происходит при одновременном истечении из бункера смешиваемых материалов с сохранением заданных пропорций, организацией потока и свободном падении потока на приводные лопасти, а хаотичное вращение материалов при смешивании происходит за счет вращения лопастей.

Устройство для осуществления гравитационного способа смешивания различных сыпучих материалов состоит из вертикального загрузочного бункера, выполненного в виде усеченного осесимметричного конуса, причем к нижней части бункера жестко закреплен переходной патрубок квадратного поперечного сечения, снабженный шибером, а к патрубку жестко закреплена организующая поток выпускная труба, в которой осесимметрично размещен вертикальный вал смесителя, выполненный с возможностью вращения и с закрепленными на валу лопастями и с возможностью преобразования кинетической энергии свободного падения организованного потока смешиваемых материалов на лопасти в энергию вращения вертикального вала смесителя, причем полость бункера снабжена вертикальными перегородками, выполненными с возможностью регулирования их положения путем поворота перегородок относительно вертикальной оси бункера и временного закрепления.

Приводные лопасти, закрепленные на оси вращения смесителя, могут иметь несколько ярусов, причем лопасти, расположенные ниже приводных лопастей, могут иметь другую геометрию.

Смешивание сыпучих материалов происходит следующим образом.

В вертикальном загрузочном бункере устанавливаются и закрепляются вертикальные перегородки, образуя отсеки, исходя из требуемых соотношений смешиваемых материалов и скорости истечения каждого компонента из отверстий в бункере. Размеры отверстий определяются сохранением пропорций при одновременном истечении всех компонентов из бункера. При закрытом шибере каждый отсек заполняется одним компонентом из числа смешиваемых. Затем открывается шибер и поток смешиваемых материалов под действием гравитации падает по организующей поток выпускной трубе вниз, попадая на приводные лопасти. При взаимодействии потока с приводными лопастями на каждой из них возникает горизонтальная составляющая, образующая крутящий момент, приводящий к вращению вала смесителя с закрепленными на нем лопастями, которые вместе с приводными лопастями и осуществляют перемешивание.

Скорость вращения лопастей (производительность смесителя) определяется высотой падения сыпучих материалов и геометрией приводных лопастей, а число ярусов и форма лопастей определяет качество достигаемого результата.

Предлагаемое изобретение экономично, так как не требует привлечения внешних источников энергии и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в том числе в фермерских хозяйствах.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематично показано устройство.

На фиг. 2 представлены приводные лопасти.

На фиг. 3 представлен вариант лопасти перемешивания.

На фиг. 4 представлена вертикальная перегородка.

На фиг. 5 показан вариант размещения перегородок в плане.

Осуществление изобретения

Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов, включающий их подъем на заданную высоту и размещение в загрузочном бункере, причем каждый из смешиваемых материалов размещается в отдельном отсеке бункера, а смешивание происходит при одновременном истечении из бункера смешиваемых материалов с сохранением заданных пропорций, организации потока тока и свободном падении потока на приводные лопасти, а хаотичное вращение материалов при смешивании происходит за счет вращения лопастей.

Устройство для осуществления гравитационного способа смешивания различных сыпучих материалов (фиг. 1) состоит из вертикального загрузочного бункера 1, выполненного в виде усеченного осесимметричного конуса, к нижней части которого жестко закреплен переходный патрубок квадратного поперечного сечения 2, снабженный шибером 3, а к патрубку закреплена организующая поток выпускная труба 4, в которой болтами 5 закреплены две разнесенными по высоте направляющие опоры 6 и 7 с осевыми отверстиями, в которых размещен вертикальный вал смесителя 8 с жестко закрепленным на нем вверху шайбой 9, исключающей выпадение вала вниз, на который надеты и закреплены к валу болтами 10 с контргайками 11 полые цилиндрические элементы 12 с жестко закрепленными к ним, например сваркой, пластинами 13, образующие приводные лопасти и лопасти перемешивания, причем вверху вала размещены приводные лопасти 14, с наклоном пластин 13, выполненных для вращения при взаимодействии пластин 13 с падающим потоком сыпучих материалов, а лопасти перемешивания 15 выполнены с противоположным направлением пластин 13 и размещены на валу под лопастями 14, лопасти перемешивания 16 с вертикальным положением пластин 13 размещены на валу ниже лопастей 15, причем в полости бункера 1 размещены вертикальные перегородки 17 трапецеидальной формы, сопрягаемые с геометрией загрузочного бункера, снабженные проушинами 18, надетыми на осевой вертикальный стержень 19 с ограничителями вверху и внизу, например, верхней 20 и нижней 21 гайками, а на периферии верхних кромок перегородок размещены жестко соединенными с ними стопорные устройствами 22 с винтами 23.

Все соприкасающиеся поверхности вращения снабжены антифрикционными покрытиями, антифрикционными шайбами, прокладками, например, из тефлона.

Количество ярусов с приводными лопастями может быть больше одного (не показано).

На фиг. показана схема смесителя с тремя ярусами лопастей, верхний ярус содержит приводные лопасти 14, обеспечивающие вращение вертикального вала 8, два нижних яруса с лопастями перемешивания 15 и 16 - предназначенными только для смешивания компонентов.

Смешивание сыпучих материалов происходит следующим образом.

Смеситель устанавливается и закрепляется на жестком стержневом каркасе 25 (фиг. 1). В вертикальном загрузочном бункере 1 устанавливаются перегородки 17, образуя отсеки, исходя из требуемых соотношений смешиваемых материалов и скорости истечения каждого компонента из отверстий в бункере. Положение этих перегородок фиксируется стопорными устройствами 22 и винтами 23, закручиванием их до упора со стенкой бункера (фиг. 5). Предварительно размеры отсеков определяются площадью выпускных отверстий, образующихся после установки перегородок 17 с сохранением требуемых пропорций при одновременном истечении всех компонентов из отсеков бункера. При закрытом шибере 3 каждый отсек заполняется одним компонентом из числа смешиваемых. Затем открывается шибер 3 и поток смешиваемых материалов под действием гравитации падает по организующей поток выпускной трубе 4 вниз, попадая на приводные лопасти 14. При взаимодействии потока с приводными лопастями 14 возникает горизонтальная составляющая, образующая крутящий момент, приводящий к вращению вертикального вала смесителя 8 с закрепленными на нем лопастями перемешивания 15 и 16, которые вместе с приводными лопастями 14 и осуществляют перемешивание.

Перемешанный продукт 24 поступает из выпускной трубы 4 в тару (мешок) 26. Перемешивание может осуществляется порционно и непрерывно. В первом случае после опорожнения загруженного бункера шибер 3 закрывается и операция по загрузке бункера исходными компонентами и их перемешиванию повторяется. Во втором - загрузка отсеков (подсыпка компонентов) осуществляется без прекращения работы.

Скорость вращения лопастей (производительность смесителя) определяется высотой падения сыпучих материалов и геометрией приводных лопастей, а число ярусов и форма лопастей каждого яруса определяет качество достигаемого результата.

Предлагаемое изобретение экономично, так как не требует привлечения внешних источников энергии и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в том числе в фермерских хозяйствах.

Похожие патенты RU2603670C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ ВЕЩЕСТВ И СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1999
  • Прокопенко Виктор Степанович
  • Тимошин И.В.(Ru)
RU2155632C1
ГРАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 2024
  • Борщев Вячеслав Яковлевич
  • Фарур Хамза
  • Макаров Вадим Сергеевич
RU2821456C1
Ротационный просеиватель со съемным смесителем и смеситель для него 2022
  • Лазовский Сергей Валентинович
RU2799675C1
КАСКАДНО-ИНВЕРСИОННЫЙ СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ И СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2008
  • Зубкин Валерий Ерахмиельевич
  • Коновалов Владимир Михайлович
  • Королёв Николай Евдокимович
RU2394637C1
Питатель для сыпучих материалов 1989
  • Мепаришвили Шота Гедеонович
  • Миразанашвили Кахи Александрович
  • Таруашвили Давид Константинович
  • Мепаришвили Гедеон Шотаевич
SU1787912A1
СМЕСИТЕЛЬ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ГРАВИТАЦИОННОГО ТИПА 2017
  • Лебедев Антон Евгеньевич
  • Борисовский Михаил Евгеньевич
  • Гуданов Илья Сергеевич
  • Ватагин Александр Александрович
  • Суид Сафуан
  • Бадаева Наталья Валентиновна
  • Шеронина Ирина Станиславовна
  • Лифанова Наталья Валерьевна
  • Капранова Анна Борисовна
  • Баранов Денис Николаевич
  • Грибков Александр Алексеевич
RU2650120C1
Тукосмесительная установка с обработкой биопрепаратами 2021
  • Пехнов Сергей Александрович
  • Тетерин Владимир Сергеевич
  • Панферов Николай Сергеевич
  • Костенко Михаил Юрьевич
  • Митрофанов Сергей Владимирович
  • Овчинников Алексей Юрьевич
  • Благов Дмитрий Андреевич
RU2773547C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 2014
  • Егоршин Александр Всеволодович
  • Лукашина Наталья Павловна
  • Трунин Евгений Борисович
RU2560770C1
Смеситель-дозатор зерновой смеси 2017
  • Новиков Владимир Васильевич
  • Коновалов Владимир Викторович
  • Грецов Алексей Сергеевич
  • Титов Андрей Юрьевич
  • Котов Дмитрий Николаевич
  • Орсик Илья Леонидович
RU2644872C1
Машина для тукосмешивания и биомодификации гранулированных твердых минеральных удобрений 2021
  • Сидоркин Владимир Иванович
  • Гайбарян Михаил Арутюнович
  • Пехнов Сергей Александрович
RU2789031C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 603 670 C1

Реферат патента 2016 года ГРАВИТАЦИОННЫЙ СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к организации процессов смешивания материалов и может использоваться в различных отраслях народного хозяйства. Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов включает их подъем на заданную высоту и размещение в загрузочном бункере, причем каждый из смешиваемых материалов размещается в отдельном отсеке бункера, а смешивание происходит при одновременном истечении из бункера смешиваемых материалов с сохранением заданных пропорций, организацией потока и свободном падении потока на приводные лопасти, а хаотичные вращения материалов при смешивании происходят за счет вращения лопастей. Устройство для осуществления гравитационного способа смешивания сыпучих материалов состоит из вертикального загрузочного бункера в виде усеченного осесимметричного конуса с шибером и выпускной трубы, организующей поток, в которой закреплен вертикальный вал смесителя с приводными лопастями, установленными с возможностью преобразования кинетической энергии свободного падения смешиваемых материалов в энергию вращения, причем полость бункера снабжена вертикальными перегородками, выполненными с возможностью регулирования их положения, а приводные лопасти могут иметь более одного ярусов. Изобретение обеспечивает смешивание сыпучих материалов без привлечения внешних источников энергии. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 603 670 C1

1. Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов, включающий их подъем на заданную высоту и размещение в загрузочном бункере, отличающийся тем, что каждый из смешиваемых материалов размещается в отдельном отсеке бункера, а смешивание происходит при одновременном истечении из бункера смешиваемых материалов с сохранением заданных пропорций, организацией потока смешиваемых материалов и свободном падении потока на приводные лопасти, а хаотичные движения материалов, при смешивании происходят за счет вращения лопастей.

2. Устройство для осуществления гравитационного способа смешивания различных сыпучих материалов, включающее вертикальный вал, вертикальный загрузочный бункер, выполненный в виде усеченного осесимметричного конуса с шибером и закрепленных на вертикальном валу лопастей, отличающееся тем, что к нижней части бункера жестко закреплен переходной патрубок квадратного поперечного сечения, снабженный шибером, к патрубку жестко закреплена организующая поток выпускная труба, в которой осесимметрично закреплен вертикальный вал смесителя с закрепленными к нему приводными лопастями, выполненными с возможностью преобразования кинетической энергии свободного падения организованного потока смешиваемых материалов на приводные лопасти в энергию вращения вертикального вала, причем полость бункера снабжена вертикальными перегородками, выполненными с возможностью регулирования их положения путем поворота перегородок относительно вертикальной оси бункера и временного закрепления.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что на вертикальном валу смесителя может быть размещено более одного, например, два яруса приводных лопастей.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2603670C1

Устройство для смешивания сыпучих и вязких материалов кондитерского производства 1989
  • Суски Дамян
  • Чувахин Сергей Владимирович
  • Юдин Сергей Владимирович
  • Глонин Николай Евгеньевич
  • Ламсков Григорий Михайлович
SU1639575A1
Смеситель 1980
  • Нейков Олег Домианович
  • Васильева Галина Ильинична
  • Тохтуев Валерий Глебович
  • Черных Александр Михайлович
  • Нестеров Ефим Дмитриевич
  • Сугок Николай Сергеевич
  • Загорулько Игорь Петрович
  • Нахтманис Игорь Владимирович
SU886957A1
Насос регулируемой подачи 1960
  • Бритвин Л.Н.
SU133755A1
Способ получения кумарина 1959
  • Братус И.Н.
  • Воронин В.Г.
SU130518A1
US 6042033 A1, 28.03.2000
WO 2000061273 A2, 19.10.2000.

RU 2 603 670 C1

Авторы

Лебедев Анатолий Тимофеевич

Очинский Виктор Всеволодович

Павлюк Роман Владимирович

Захарин Антон Викторович

Магомедов Рабазан Алиевич

Лебедев Павел Анатольевич

Марьин Николай Александрович

Искендеров Рамиль Рашидович

Рыбалкин Николай Александрович

Даты

2016-11-27Публикация

2015-06-09Подача