Шнековый смеситель Советский патент 1992 года по МПК B01F7/08 

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано для смешивания и переработки высококонсистентных пластических и абразивных масс.

Известен шнековый смеситель, содержащий горизонтальный корпус с загрузоч- ным и выгрузочным отверстиями и расположенными внутри него двумя шнеками, каждый из которых имеет участки прямых и обратных витков, витки шнеков выполнены с прорезями, расположенными в плоскости перпендикулярной оси шнека.

Однако наличие прорезей расположенных в плоскости перпендикулярной оси шнека не ликвидирует запор витков сопротивления и застойных зон. Создается кольцо из спрессованного материала смеси, а в некоторых случаях материал полимеризует- ся.

Это кольцо не очищается и требуется большая затрата энергии, чтобы разрушить его.

Полимеризация материала приводит к повышенному расходу материала, а для смесей (производство растворов триацетил- целлюлозы и др. приводит к браку. Смесь продавливается так же только в зазор между наружной поверхностью витков шнеков и внутренней поверхностью корпуса.

К недостаткам этого шнека относятся измельчение крупки и затраты на это большой мощности, а также низкая надежность из-за быстрого износа шнеков и корпуса остаются.

Известен двухшнековый смеситель - DSM, шнеки которого выполнены: напорные смесительные витки нарезаны большим шагом прямого направления, витки сопротивления - меньший шаг прямого направления.

Двухшнековый смеситель DSM применяется для процессов смешения и гомогени- зации при подготовке композиций термопластов, Однако они не позволяют получить смеси с высоким индексом смешиЁ

ч VI

ел

ел о

вания при наличии крупки в смеси и употребляются, как правило, вытеснительны- ми - пресса.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является шнековая машина для обработки материала, включающая винт (шнек) вращающийся внутри цилиндра и состоящий из центрального вращательного вала, на котором установлено множество винтовых элементов и уплотняю- щих прокладки, расположенные между винтовыми элементами, винтовые элементы и прокладки образуют набор примыкающих элементов, опорную стенку, размещенную на одном конце вага и зажимающее устрой- ство, размещенное на противоположном конце вала, зажимающее устройство представляет гидравлический домкрат, позволя- ющий воспрепятствовать отделению винтовых элементов друг от друга.

На винтовых элементах (насадках) имеется прорезь (как показано на рисунке (в заявке этого нет) перпендикулярно линии нарезки витков насадки (винтовых элементов).

Однако наличие гидравлического домкрата расположенного на одном конце позволяет только воспрепятствовать рассоединению винтовых насадок при работе. Наличие прорезей в витках сопротив- ления обратного направления нарезанных перпендикулярно винтовой линии нарезки резьбы расширяет зазор прохождения материала. В данном случае материал передавливается в зазор между вершиной шнека и корпусом и в прорезь Наличие прорези снижает затрату мощности на передачу материала через витки. Однако через прорезь, расположенную перпендикулярно винтовой нарезки резьбы происходит чистое вытеснение продукта; не происходит смешение компонентов. Для пресса возможно применить, а для смесителя эффекта не дает, не позволяет влиять на степень - качество смешения и интенсифицировать процесс смешения.

Предлагаемая конструкция смесителя шнскового лишена указанных недостатков.

Цель изобретения - повышение качества смеси путем интенсификации процесса, уменьшение энергетических затрат, повышения надежности и упрощение конструкции шнекового смесителя.

Изобретение увеличивает производительность в 1,2 раза при одновременном снижении удельных затрат электроэнергии, металла и повышает межремонтный цикл.

Поставленная цель достигается тем, что шнековый смеситель, содержащий горизонтальный корпус, выполненный в виде двух

взаимодействующих друг с другим по образующей параллельных цилиндрических обечаек с образованием общей полости, два взаимодействующих друг с другом по всей длине шнека, каждый из которых размещен в обечайке и содержит напорные витки прямого направления и/мли прямого направления увеличенного шага и витки сопротивления обратного направления и/или прямого направления уменьшенного шага и прорезями, выполненными на витках под острым углом к винтовой линии шнека и к плоскости перпендикулярной оси шнеков согласно изобретению прорезм выполнены под одинаковым углом к винтовой линии шнека. Прорези могут быть выполнены под одинаковым углом. Также прорези могут быть выполнены с увеличением угла к винтовой линии в напорных витках, и с уменьшением угла в винтовой линии в витках сопротивления.

Сущность изобретения заключается в том, что шнековый смеситель, содержащий горизонтальный корпус 1, выполненный в виде двух взаимодействующих друг с другом по образующей параллельных цилиндрических обечаек с образованием общей полости, два взаимодействующих друг с другом по всей длине шнека каждый из которых размещен в обечайке и содержит напорные витки прямого 4 (фиг. 1) и витки сопротивления обратного направления 5 (фиг. 1) или витки напорные - прямого направления увеличенного шага 4 (Фиг. 2) и витки сопротивления уменьшенного шага 5 (фиг, 2), причем выполнены с прорезями 6

и 7 под острым углом см, ai ссп и ,

(pi. .... к винтовой линии 8 и 9 витка и под

острым углом , /32, .., и ipi, fa Vhк плоскостям (I и II) перпендикулярной оси шнека, прорези могут быть выполнены под одинаковым углом или прорези могут быть выполнены с увеличением угла к винтовой линии в напорных витках и с уменьшением угла к винтовой линии в витках сопротивления.

На фиг. 1 изображен участок шнека напорных - прямых витков и сопротивления - обратных витков; на фиг. 2 изображен участок шнека напорных - прямых витков большого шага нарезки и витков сопротивления - прямых витков меньшего шага нарезки.

Шнековый смеситель состоит из горизонтального корпуса 1, двух горизонтальных шнеков 2, 3, состоящие из напорных витков 4 и витков 5 сопротивления, прорези 6, 7 в витках сопротивления, винтовые линии 8, 9 нарезки в напорных витках и в

чем проводится это при пониженном давлении, поэтому обеспечивается равномерное усреднение смеси без измельчения крупной фракции, т.к. крупная фракция не скапливается в зоне, а передается в прорезь. При такой обработке материала обеспечивается возможность контролировать и получать смеси с заданными физико-механическими свойствами и проведение химических процессов с заданными технологическими па- раметрами.

Формула изобретения 1. Шнековый смеситель, содержащий горизонтальный корпус, выполненный в виде двух взаимодействующих друг с другом по образующей параллельных цилиндрических обечаек с образованием общей полости, два взаимодействующих друг с другом по всей длине шнека, каждый из которых размещен в обечайке и содержит напорные витки прямого направления и/или прямого

направления увеличенного шага, и витки сопротивления обратного направления и/или прямого направления уменьшенного шага, и прорези, выполненные на витках под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси шнеков, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, повышения качества смеси путем интенсификации процесса, уменьшения энергетических затрат и повышения надежности и упрощения конструкции, прорези выполнены под острым углом к винтовой линии шнека.

2.Смеситель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что прорези выполнены под одинаковым углом.

3.Смеситель по п. 1,отличающий- с я тем, что прорези выполнены с увеличением угла к винтовой линии в напорных витках и с уменьшением угла к винтовой линии в витках сопротивления.

Использование изобретения: в отраслях химической, цветной и черной металлургии, строительных материалов и других отраслях промышленности. Витки шнеков выполнены с прорезями под острым углом аи рк винтовой линии витка и под острым углом г/) к перпендикулярной плоскости оси шнека. Острый угол нарезки витка изменяет направление и разделяет поток материала на части, одна часть через прорезь транспортируется по ходу обработки в следующую зону обработки, другая часть передается на смежный шнек и третья часть остается на домешивание. Наличие прорезей снижает давление в зоне. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

k- k

Ч 0te/

IS 7 4

64 /

витках сопротивления, а и / - острые углы прорези в напорных витках, ри -острые углы прорези в витках сопротивления, А - зоны интенсивного смешивания.

Величина угла нарезки а и (3 прорези в витках напорных, а также углах р и 1р в витках сопротивления выбирается в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала.

Острый угол а, в результате прорези витка напорного б и острый угол р в результате прорези витка сопротивления 7 разделяют поток материала, часть потока из зоны AI, зоны встречи витков напорных и витков сопротивления передавливается через прорезь в следующую зону перемешивания

А2An и в конечном случае к выгрузочному

отверстию, часть потока остается в зоне AI на домешивание и часть потока передается на смежный шнек.

Прорези 6 и 7 под углом / и позволяют контролировать время перемешивания материала. Чем зерно крупнее, если оно легко разрушается, а измельчение недопустимо, тем углы о, и / (в витках напорных) меньше, а углы гр(в витках сопротивления) больше. В то же время, если углы 1/. больше, а углы аи/ меньше, то материал меньше времени перемешивается, уменьшается сопротивление и больше материала передается в следующую зону и к выгрузочному отверстию.

Снижается давление в зоне А, резко уменьшается внутреннее трение материала о материал, что приводит к уменьшению или ликвидации измельчения материала, а также уменьшается коэффициент трения материала о рабочие органы,и корпус смесителя что приводит к уменьшению износа, а следовательно повышает надежность самого смесителя.

В заявленном смесителе повышение производительности по сравнению с прототипом достигается наличием прорезей в вит-ox, выполненных под острым углом к винтовой линии витка и острым углом к плоскости перпендикулярной оси шнека.

Прорези в витках 6 и 7, сделанные по направлению действия смеси витков напорных, резко увеличивают проходное сечение витков сопротивления, чем увеличивается производительность; уменьшается давление в зоне А, зоне встречи витков напорных и витков сопротивления.

Смешение, передача смеси в следующую зону интенсивного смешения напорными витками проводится при пониженном давлении в зонь, в результате не происходит измельчение компонентов смеси, повышается качество смеси, снижаются энергетические затраты.

Прорези выполненные под острым углом р и тр в напорных витках и а и / в 5 витках сопротивления позволяют неоднократно производить обновление поверхности (срез материала), что дает возможность получить равномерное распределение компонентов в смеси - повышается качество

0 смеси.

Кроме этого, в результате неоднократного обновления поверхности увеличивается смачиваемость и пропитка сыпучих материалов жидкими компонентами по хо5 ду обработки материала, сопротивление смеси уменьшается, поэтому, количество прорезей может быть различное от на одном витке до на виток и острые углы могут быть одинаковые а ay... an и pi

0 р2....- рп или различные, причем в напорных винтах углы увеличиваются р /%... , и углы в виток сопротивления уменьшаются р (р2... рп.

Упрощение конструкции производится

5 за счет прорезей, так как при такой конструкции не требуется точной подготовки профиля витков шнеков.

Шнековый смеситель работает следующим образом.

0 Поток обрабатываемого материала - сыпучие и жидкие компоненты смеси напорными витками 4 транспортируются вдоль корпуса в зону смешения At. Ввиду запора потоку витками сопротивления в зоне про5 исходит интенсивное перемешивание. Острые углы «1 и витков4i и 5i полученных при прорезании прорезей 6i и 7i изменяют направление и разделяют поток материала, одна часть через прорезь транспорти0 руется по ходу обработки в следующую зону Аа обработки, другая часть передается на смежный шнек и третья часть остается на домешивание, В следующей зоне, как правило прорези 6г и 72 выполнены под углом

5 ог «1. и углом p2«pi, VLT.K. продукт частично пропитан и смочен жидким компонентом, а следовательно сопротивление по ходу обработки уменьшается, и до п зоны - последней зоны перемеши0 вания и выгрузка. При таком способе обработки не происходит чистого вытеснения, или наоборот измельчения крупки скапливаемый в зонах интенсивного смешения до величины зазора между шнеком и корпусом

5 смесителя. Создаютсямногократчые обновления поверхности смешиваемых компонентов в результате среза и разделения потока материала, часть передается в следующую зону, а часть на домешивание, при

Ч

fc