Смеситель Советский патент 1993 года по МПК B01F7/02 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в технологических процессах приготовления смесей из сыпучих материалов (песок, зола, известь, цемент, гипс, мука) и связующей жидкости.

Цель изобретения - повышение качества перемешивания комкообразующих смесей и снижение энергоемкости.

На фиг.1 представлен главный вид; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.З - разрез Б-Б; на фиг.4 - расположение на поверхности вала мест крепления перемешивающих органов; на фиг.5 - разрез С-С (развернуто) - процесс разделения материала на потоки при малой окружной скорости; на фиг.6 - разрез G-C (развернуто) - процесс разделения материала на потоки при большой окружной скорости; на фиг.7 - процесс обрушения материала в пространство за перемешивающим органом; на фиг.8 - разрез В-В (развернуто); на фиг.9- процесс раздавливания комков. Обозначения на фиг.4: S - шаг места крепления вдоль винтовой

.линии, So шаг мест крепления вдоль оси вала, Sp - шаг мест крепления поперек оси вала.

Смеситель включает вал 1 с закреп- ленными к нему по винтовой линии перемешивающими органами 2 в виде цилиндрических стержней, разделенных на секции, корпус 3 с загрузочным 4 и выгрузочным окнами 5 и концевыми 6 и промежуточными 7 опорами для вала 1. Имеются шипы 8, закрепленные радиально и рядами вдоль внутренней поверхности корпуса 3 в зоне третьей секции. На начальном участке второй секции в верхней части корпуса 3 закреплены распылители 9. В первой секции шаг перемешивающих органов меньше, .чем во второй и третьей. Ряды шипов третьей секции расположены на внутренней поверхности корпуса 3 диаметрально противоположно. Между перемешивающими органами 2 и шипами 8 в третьей секции имеется зазор достаточный для прохождения частичек материала. Длина шипа 8 меньше суммарной длины перемешиваюел

с

Xf

ю ю ю со о

со

щего органа 2 и зазора между его горцем и внутренней поверхностью корпуса 3. .Во .всех секциях расстояние по наружной окружности вала 1 между центрами проекций перемешивающих органов 2 на плоскость, перпендикулярную оси вала 1, равно диаметру перемешивающего органа 2. Шипы 8 в поперечном сечении имеют форму чечевицы. Проекции перемешивающих органов 2 и шипов 8 на любую плоскость, проходящую вдоль оси вала, взаимно не Перекрываются. Смеситель работает следующим обра

ЗОМ. -: : - -.. ;- ..,.. .-.-,.. . ... ,

: При вращении вала 1 (привод не показан) с закрепленными к нему перемешивающими органами 2 подаваемые в корпус 3 через загрузочное окно 4 непрерывным потоком зернистые составляющие смеси захватываются перемешивающими органами 2. поднимаются и одновременно перемещаются вдоль корпуса 3. При этом материал, находящийся впереди по ходу рабочих органов, разделяется на псгоки, толщина которых (фиг.5) равна- расстоянию .между проекциями перемешивающих органов на любую плоскость, проходящую через оси вала 1, Так как это расстояние меньше диаметра перемешивающих органов 2, то суммарная Толщина потоков меньше ширины всего потока В, находящегося перед перемешивающими органами 2. Поэтому часть материала проходит между перемешивающими органами 2, другая большая часть проходит вдоль смесителя и продолжает делиться на потоки другими перемешивающими органами. Таким образом, происходит разделение материала, на по.оки и затем их объединение. При повторном прохождении перемешивающих органов 2 (на втором обороте вала 1) через материал, ранее объединившиеся потоки опять разделяются на потоки, проходящие между перемешивающими органами 2 и поток, перемещающийся вдоль оси смесителя. В результате такого многократного разделения на потоки и их обратного объединения происходит перемешивание составляющих смеси и одновременное перемещение ее вдоль корпуса 3. Так как окружная скорость перемешивающего органа 2 с увеличением его радиуса также растет, то и характер движения потоков, образовавшихся за перемешивающими органами; 2, разный. При малой скорости (фиг.5) направления движения потоков перпендикулярны оси вала 1, при большой скорости (фиг.6) потоки меняют свое направление так, что двигаются под углом к оси вала 1 в сторону, обратную общему движению перемешиваемого материала. Это приводит к интенсификации процесса перемешивания, так как последнее происходит путем смешивания потоков вдоль оси смесителя; Материал частично перемешивается в результате обрушения его верхних частиц

в пространства, образовавшиеся за перемешивающим органом (фиг.7), когда он проходит из вертикального положения влево. Процесс перемешивания происходит при незначительных энергозатратах, так как ис0 клю.чено бесполезное перелопачивание материала (как это имеет место в лопастных смесителях) весь материал пронизывается перемешивающими органами и разделяется на потоки.

5. После перемешивания сухих компонентов материал попадает во втоую секцию, где в самом начале из форсунок 9 равномерно впрыскивается связующая жидкость. Процесс перемешивания аналогичен, но ввиду

.0 того, что смесь приобретает свойства теста, для сохранения аналогии процесса (как и в первой секции) шаг перемешивающих, органов 2 таков, что расстояние в осевом направлении между проекциями переме5 шивающих органов 2 на любую плоскость, проходящую вдоль оси вала 1,больше диаметра перемешивающих органов 2. В процессе перемешивания образуются комки материала. По мере приближения к выходу

0 из второй секции из-за впитывания связующей жидкости составляющими смеси происходит изменение свойств последней - она приобретает большую хрупкость, в результате чего комки начинают разрушаться. Но

5 в связи с тем, что остается большое количество мелких и средних комков, в третьей .секции происходит их разрушение. В этой секции осуществляется дальнейшее перемешивание смеси и разрушение комков и

0 опять перемешивание разрушенных комков и т.д. Процесс разрушения происходит в момент продвижения перемешивающих органов 2 и встречи их с неподвижными шипами 8. Комки оказываются зажатыми в

5 пространстве между перемешивающим органом 2 и шипом 8 и неподвижным материалом (фиг.9) и раздавливаются, так как заклинивают между их рабочими поверхностями, а просвет между ними таков, что ко0 мок не может пройти без разрушения. Разрушение комков происходит также и при входе перемешивающих органов 2 в материал и продвижении через него за счет их сжатия. После многократного повторения

5 этих процессов смесь приобретает однородную мелкозернистую структуру и выходит из смесителя через выгрузочное окно 5. Для поддержания вала 1 и обеспечения необходимого зазора между торцами пере- мешивающих органов 2 и внутренней поверхностью корпуса 3 служат концевые б и промежуточные опоры 7.

Предлагаемое техническое решение позволит расширить область использования смесителей непрерывного действия, так как последние могут быть использованы для приготовления смесей, в процессе перемешивания которых образуются комки, а также для получения смесей, не образующих комков (в этом случае третья секция не уста- навливается), повысить качество смеси за счет интенсификации процесса перемешивания и разрушения образовавшихся комков, снизить энергоемкость процесса перемешивания, так как отсутствует мерт- вая масса перемешиваемого материала в процессе перемешивания, упростить конструкцию смесителя, ввиду того, что перемешивающие органы представляют собой цилиндрические стержни, не требующие ка- кой-либо механической обработки (в отличие от прототипа).

Ф о рму л а изо бретен и я 1. Смеситель, содержащий цилиндриче- ский корпус с перемешивающими органами, радиально расположенными на вращающемся валу по винтовой линии, о т- л и ч а ю щ и и с я .тем, что, с целью повышения качества перемешивания ком-

кообраэующих смесей и снижения энергоемкости, перемешивающие органы разделены на секции и выполнены в виде цилиндрических стержней, при этом расстояние в осевом направлении между боковыми линиями их проекций на любую плоскость, проходящую вдоль оси вала, в первой секции не больше диаметра перемешивающего органа, а в следующих секциях -больше диаметра перемешивающего органа, и расстояние по наружной поверхности вала между центральными осями проекций перемешивающих органов на плоскость, перпендикулярную оси вала, во всех секциях равно диаметру перемешивающего органа.

2, Смеситель по п,1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что последняя секция снабжена радиально закрепленными в продольных пазах на корпусе шипами с поперечным сечением в форме чечевицы, большая ось которого перпендикулярна оси вала, при этом ряды шипов расположены диаметрально противоположно, при этом длина шипа меньше суммарной длины перемешивающего органа и зазора между его торцом и поверхностью корпуса, а проекции перемешивающих органов и шипов на любую плоскость, проходящую вдоль оси вала, не перекрывают одна другую.

С-С

с-с

Использование: приготовление смесей из сыпучих материалов и связующей жидкости. Сущность изобретения: перемешивающие органы разделены на секции. Расстояние между боковыми линиями проекций цилиндрических стержней на плоскость вдоль вала в первой секции не больше диаметра стержня, а в следующих секциях - больше. Расстояние между осями проекций стержней на плоскость, перпендикулярную рои вала, во всех секциях равно диаметру стержня. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.