ГРАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ Советский патент 1995 года по МПК B01F13/00 B01F3/18 

Изобретение относится к области смешения различных гранулированных сыпучих материалов, в частности к гранулированным смесителям для переработки гранулированных полимеров (полиэтилен, полистирол, полипропилен и др.).

Известен целый класс гравитационных бункерных смесителей, в которых накопленный материал загружают в поле гравитационных сил через систему дискретных отверстий в трубах, установленных в бункере.

Наиболее близким по отношению к описываемому смесителю является гравитационный смеситель. В указанном смесителе центральная разгрузочная смесительная труба разделена на несколько продольных каналов, расположенных вокруг центрального канала. Каждый канал на разных уровнях по высоте смесителя имеет щелевое входное отверстие для поступления материала, в нижней зоне бункера все каналы имеют свободный выход, где должно происходить перемешивание материала, поступающего из разных уровней бункера. Смеситель снабжен циркуляционной линией, служащей для многократной циркуляции смешиваемого материала.

Недостатками указанного смесителя являются:
дискретно расположенные входные отверстия в разгрузочной трубе обеспечивают одновременную разгрузку только тех отдельных слоев материала в бункере, которые расположены на разных уровнях около разгрузочных отверстий, остальные слои материала не участвуют в процессе разгрузки, что приводит к ухудшению качества смеси при однородности свойств, так как в процессе смесеобразования в каждый момент времени в нижней смесительной зоне бункера участвуют не все слои накопленного в нем материала со всем разнообразием свойств, а только отдельные дискретные слои с их конкретными свойствами, что приводит к необходимости многократной циркуляции материала через смеситель, вызывающей дополнительные энергозатраты, увеличение продолжительности цикла смешения, истиранию и пылению материала:
каждый единичный слой материала в указанном смесителе неоднороден по свойствам по ширине данного слоя (или по сечению бункера), что также приводит к неоднородности свойств формируемой смеси в нижней зоне бункера;
в нижнюю смесительную зону бункера материал попадает самотеком из разных дискретных уровней бункера, при этом не гарантируется заданное соотношение расходов материала из разных каналов трубы, что также снижает степень однородности смеси;
у смесителя отсутствует конкретный механизм окончательного формирования высококачественной смеси, образуемой из потоков материала, поступающих из разных каналов разгрузочной трубы.

Целью изобретения является упрощение технологии смешения и формирования партии сыпучего материала, повышение степени однородности смеси в объеме смешиваемой партии и сокращение трудоемкости процесса смешения.

На фиг. 1 изображен смеситель, продольный разрез; на фиг.2 сечение цилиндрического корпуса А-А на фиг.1; на фиг.3 схема расположения элементов роторного дозатора, узел Б на фиг.1; на фиг.4 сечение роторного дозатора В-В на фиг.3; на фиг.5 схема крепления пластин роторного дозатора; на фиг.6 схема крепления конусообразных делителей и направляющих лопаток в цилиндрическом корпусе, узел Г на фиг.1.

Смеситель включает следующие взаимосвязанные узлы и детали: бункер 1, служащий для накопления партии смешиваемого материала, над которым установлено загрузочное устройство воронка 2. Сверху и снизу бункер 1 снабжен цилиндрическими корпусами 3, в которых для усреднения свойств свободно падающих потоков материала (поступающих и выходящих из бункера 1) установлены вершинами кверху конусообразные делители потоков 4, расположенные в горизонтальных плоскостях корпуса по концентрическим окружностям, а по высоте корпуса в объемно-шахматном порядке. Последние прикреплены к корпусу 3 с помощью горизонтальных стержней 5.

Для отбрасывания потока материала от стенок корпуса 3 на внутренних стенках его закреплены под углом 5-10^о к образующей направляющие лопатки 6, расположенные в шахматном порядке.

Под загрузочной воронкой 2 установлен конический раструб 7, служащий для распределения материала по всему сечению бункера 1. Раструб 7 соединен с патрубком 8, предназначенным для отсасывания пыли из падающего потока материала.

Для одновременной разгрузки всех слоев накопленного материала из смесителя внутри бункера 1 под раструбом 7 установлен набор вертикальных патрубков 9 со щелями 10. Каждая щель на данном патрубке расположена по отношению к смежной щели на соседнем патрубке так, что уровень верха (начала) щели на данном патрубке совпадает с уровнем низа (конца) щели на предыдущем патрубке, а уровень низа щели совпадает с уровнем верха щели на последующем патрубке и т.д.

Между нижним торцом раструба 7 и верхним заглушенным концом патрубков 9 предусмотрен зазор 11, служащий для прохода эжектируемой пылевоздушной смеси из потока падающего материала.

Нижние концы патрубков 9 снабжены перемещающимися вверх-вниз втулками 12 регулирования расхода, фиксируемыми относительно патрубков прижимными винтами 13.

Под бункером 1 установлен роторный дозатор 14 с секторами 15, разделенными друг от друга перегородками 16. Каждый сектор снабжен перемещающимися по пазам ротора радиально установленными пластинами 17, фиксируемыми относительно ротора прижимными винтами 18. При соответствующем выдвижении пластин 17 втулки 12 перемещаются вверх и фиксируются винтами 18, при этом объем секторов 15 дозатора 14 соответственно меняется.

Смеситель работает следующим образом.

Поток смешиваемого материала под действием гравитационных сил поступает в цилиндрический корпус 3, где с помощью конусообразных делителей потоков 4 он перераспределяется и перемешивается в процессе прохождения самотеком, и далее через раструб 7 поступает и заполняет наслаиванием слой на слой бункер 1. При этом пыль из потока отсасывается через круговой зазор 11 и патрубок 8. По мере заполнения бункера 1 материал через продольные непрерывные щели 10 заполняет патрубки 9. При этом каждый единичный слой накопленного материала благодаря предварительному перемешиванию (усреднению) материала в цилиндрическом корпусе 3 обладает высокой однородностью свойств.

После заполнения материалом бункера в объеме партии включается роторный дозатор 14, материал одновременно из всех слоев через разгрузочные патрубки 9 и соответствующие сектора 15 поступает в цилиндрический корпус 3, где окончательно перераспределяясь и перемешиваясь выходит готовой смесью.

Эффект высококачественного смешения достигается за счет предварительного усреднения потока в корпусе 3 одновременной разгрузкой всех без исключения накопленных слоев материала через непрерывные щели 10 патрубков 9, поддержания во времени всей разгрузки заданного соотношения расходов материала через все патрубки роторным объемным дозатором 14 и пропускания формируемой смеси (из всех слоев материала) через окончательный усреднитель цилиндрический корпус 3.

Сокращение технологического цикла смешения и формирования партии сыпучего материала достигается тем, что необходимое качество смешения обеспечивается практически за один технологический проход, т.е. без многократной циркуляции смеси через смеситель, и тем, что объем накопителя составляет не менее объема формируемой партии, поставляемой потребителю.

Использование: производство и переработка различных видов гранулированных сыпучих продуктов. Сущность изобретения: смеситель содержит бункер накопитель, загрузочное и выгрузочное устройство в виде секционированного роторного дозатора. Накопленный слоями материал в обеъеме формируемой партии одновременно разгружается через набор вертикальных патрубков, имеющих в боковой поверхности выполненные на разных уровнях вертикальные разгрузочные щели. Этим обеспечено участие в процессе смешения одновременно всех слоев накопленного материала. 1 с. и 5 з.п. ф лы, 6 ил.

1. ГРАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ для гранулированных сыпучих материалов, содержащий бункер-накопитель, загрузочное устройство, выгрузочное устройство в виде роторного дозатора, набор вертикальных патрубков, имеющих вертикальные разгрузочные щели, смещенные по высоте одна относительно другой, отличающийся тем, что с целью упрощения технологии смешения и формирования партии сыпучего материала, повышения степени однородности смеси в объеме смешиваемой партии и сокращения трудоемкости процесса смешения, верхние торцы вертикальных патрубков заглушены, разгрузочные щели в них выполнены так, что верхний и нижний уровни каждой щели совпадают соответственно с нижним и верхним уровнем щелей на близлежащих патрубках, при этом роторный дозатор снабжен перегородками, делящими его на сектора, а нижние концы патрубков индивидуально примыкают к отдельным секторам роторного дозатора. 2. Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что с целью регулирования расхода разгружаемого материала, нижние концы патрубков снабжены втулками, установленными с возможностью вертикального перемещения и фиксирования относительно патрубков с помощью прижимных винтов, а пластины роторного дозатора в каждом секторе установлены с возможностью радиального перемещения по пазам ротора и фиксирования относительно ротора с помощью прижимных винтов. 3. Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью удаления пыли смешиваемого материала при его загрузке в бункер-накопитель, загрузочное устройство снабжено патрубком с коническим раструбом на нижнем конце, установленным в бункере с регулируемым зазором по отношению к заглушенному торцу набора разгрузочных патрубков. 4. Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса перераспределения частиц материала в падающем потоке и повышения степени однородности смеси, он снабжен цилиндрическими корпусами, установленными над загрузочным устройством и под ротором, дозатором, конусообразными делителями потока, закрепленными в корпусах с помощью горизонтальных стержней вершинами вверх, и направляющими лопатками, установленными в шахматном порядке на внутренней поверхности цилиндров под углом 5-10^o к их образующим, при этом делители потока расположены в горизонтальных плоскостях корпуса по концентрическим окружностям, а по высоте корпуса в объемно-шахматном порядке. 5. Смеситель по пп. 1-5, отличающийся тем, что с целью обеспечения смешения и формирования партии материала за один технологический цикл, бункер-накопитель выполнен объемом не менее объема формируемой партии материала.