Способ перемешивания веществ иуСТРОйСТВО для ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК B01F11/00 

(54) СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ВЕЩЕСТВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

3 кг каждого компонента.и послойно .загружают в емкость , i Устройство подключают к питающей сети переменного трехфазного тока с напряжением 380/220 В.

Оценку равномерности перемешивания осуществляют визуально путем опускания зонда.

Условия и результаты проведенных опытов сведены в таблице.

Ингредиенты размещаются Опыты 1-4 различаются величиной напряжения источника тока. С ростом этого напряжения количество импульсов до достижения равномерности пере мешивания и его длительность падают но затрачиваемая энергия снижается только до определенной минимальной величины (опыт 3), а затем снова возрастает. Исходя из этого, далее испытания ведут в режиме опыта 3. Опыты 3 и 5-9 различаются очередностью загрузки смешиваемых ингредиентов (щебня, песка, цемента). Количество импульсов и другие параметры колеблются незначительно в пределах средних значений и позволяют сделать вывод о независимости длительности перемешивания от исходного раз-мещения смешиваемых ингредиентов. Опыты 10 и 2, а также 11.и 3 разл чаются величинами емкости источника тока. Результаты свидетельствуют о . невыгодности отклонений от оптимальных параметров, найденных в опыте 3 Опыты 12 и 13 повторяют условия опыта 3 и поставлены с целью проверки стабильности получаемых резуль-. татов. Как видно,обнаруживается небольшой разброс в показателях,чтр

8450 670 50 40 .50 60 40 50 30 90 340 30 60 послойно, в последовательности, указанной в таблице можно объяснить влиянием случайных факторов, неточностью визуальных оценок достигнутой равномерности и др. Следствием проведенных опытов с учетом типа перемешиваемых веществ и является выбор длительности ударного импульса в пределах , а отношения длительности паузы между импульсами к длительности импульса в пределах 10-1000. На фиг.1 представлено устройство для осуществления предлагаемого способа, общий -вид/ на фиг.2 - устройство, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1, на фиг. 4 - электросхема подключения индукторов. Устройство для перемешивания веществ содержит емкость 1 с крышкой 2,через которую осуществляют загрузку веществ. На внутренней поверхности емкости закреплены направляющие 3,в которых установлена мешалка 4, выполненная в виде перфорированной пластины. С наружной стороны емкости установлены фланцы 5,на которых закреплены последовательно соединенные между собой электропроводом электромагнитные индукторы вихревых

токов б. Емкость 1 при помощи ложементов 7 установлена на основании станины 8. Станина имеет две вертикальные стенки 9 и 10, при этом стенка 9 неподвижно закреплена на основании станины, а стенка 10 - с возможностью продольного перемещения. На стенках станины у торцовых поверхностей емкости установлены электромагнитные индукторы вихревых токов 11 12, каждый из которых через свой тиристор 13 и 14 подсоединены к электроразрядному источнику 15 тока, соержащему повышающий трансформатор 16, выпрямитель 17 и накопитель электроэнергии, например, конденсатор 18, Индукторы 6 через общий тиристор 19 акже подсоединены к источнику 15 тока.

Управляющие электроды тиристоров 13, 14 и 19 подсоединены к программному коммутатору 20. Для исключения соударения емкости 1 с индукторами 11 и 12 на вертикальных стенках станины имеются амортизирующие прокладки 21.

Целесообразно днище, крышку и фланцы емкости выполнять из материала с высокой электропроводностью, например меди. Однако они могут быть выполнены и из диэлектрического материаа. В этом случае на поверхностях емкости, контактирующих с индуктораи, необходимо закрепить электропроодные пластины, например из меди (на чертеже не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Емкость 1 располагают вертикально и черезкрышку 2 загружают в нее вещества, которые необходимо смешать. При этом мешалка оказывается лежащей на днище емкости. После загрузки емкость закрывают и устанавливают на ожементы 7 вплотную к стенке 9 станины так, чтобы днище емкости 1 контактировало с установленным на ней индуктором 11 (или между ними был минимально возможный зазор). Подвижную стенку 10 подвигают вплотную к , крышке 2 емкости,обеспечивая контакт индуктора 12 и крышки емкости,и закрепляют в этом положении.Осуществляют соединение электропроводов и вклю-, чают устройство.

Программный коммутатор 20 одновременно открывает тиристоры 13.и 19 и конденсатор 18 разряжается на индукторы 11 и 6. Импульс тока, проходя . по виткам индуктора 11, создает вблизи него импульс переменного магнитного поля, которое наводит в электропроводном материале днища емкости 1 вихревые токи. Взаимодействи е основного тока в индукторе и вихревого тока приводит к резкому отталкиванию нища емкости от жестко закрепленного индуктора 11. Имеет место бесконтактный- импульсный удар в днище емкости. Днище передает ударный импульс мешалке 4, которая с большой скоростью

перемещается в сторону крышки 2, увлекая за собой часть перемешиваемого вещества. Другая часть вещества проникает в отверстия мешалки, перемещается в сторону днища. Скорость мес шапки может достигать 30 м/с.

Одновременно с импульсным удар - ным воздействием на днище емкости 1 индукторы 6, действие которых аналогично действию индуктора 11, воз- действуя на стенку емкости 1, вызывают в ней упругую деформацию. От мест возбуждения деформации вглубь перемешиваемого вещества распространяются ударные волны, подбрасывающие это вещество. Перемещение вещест5ва в двух взаимно перпендикулярных направлениях обеспечивает интенсивность перемешивания.

Далее, после определенной паузы, во время которой происходит накопление электроэнергии в конденсаторе 18, программный коммутатор открывает одновременно тиристоры 14 и 19 и конденсатор 18 разряжается на индукторы 6 и 12. Мешалка 4, находившаяся к

5 этому- моменту возле крышки емкости, под действием ударного импульсного воздействия, переданного ей крышкой, перемещается в сторону днища.

Устройство работает в импульсном

- режиме. Длительность импульса определяется временем существования и взаимодействия тока в обмотке индуктора и наведенного тока в стенках емкости и может регулироваться временем разряда конденсатора. От длительности импульса зависит амплитуда импульса {мощность импульса).Амплитуда импульса должна быть достаточной для того, чтобы осуществить быстрое

0 перемещение мешалки к противополож- ной стенке емкости и интенсивно подбросить перемешиваемое вещество, но при этгом напряжения, возникающие в ст.енках емкости, не должны преf вышать их циклической прочности.Учи.тывая, что современные конструкции имеют частоту собственных колебаний не менее 30 Гц, длительность импульса должна составлять 10 .

Период повторения импульсов должен

0 быть не менее, чем период собственных колебаний конструкций. Поэтому после окончания импульса должна следовать .пауза, имеющая длительность больше чем импульс.

5 с целью понижения средней потребляемой мощности желательно длительность паузы иметь возможно большей. Исходя из этого, длительность паузы между импульсами должна быть в 10Q 1000 раз .больше длительности импульса. Меньшая длительность паузы энерге тически невыгодна, так как происходит накопление энергии, расходуемой затем на последующий импульс. Большая длиf т ьность пауз приведет к неоправданному увеличению времени, затрачи.ваемому на процесс перемешивания. Предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить интенсивность перемешивания веществ, при этом оно может быть использовано для смешивания веществ, находящихся в различных физических СОСТОЯНИЯ. Кроме того, изобретение позволяет существенно снизить .затраты мощности Формула изобретения 1.Способ перемешивания веществ путем поочередного воздействия на ни ударными импульсами, направленными навстречу друг другу, отличаю щийся тем, что, с целью интенси фикации процесса перемешивания и сни жения затрат мощности, на перемешива емые вещества одновременно с каждым, ударным импульсом дополнительно воздействуют импульсами, направленными перпендикулярно направлению ударных импульсов, 2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что длительность ударного импульса сост.авляет 10 10 , а отношение длительности пау между ударными импульсами к длитель ности ударного импульса равно 10-10 3.Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2, содержащее горизонтальную емкость с мешалкой. установленной с возможностью возвратно-поступательного движения,механизмы перемещения мешалки, закрепленные снаружи на торцовых поверхностях емкости, отличающееся тем, что оно снабжено электроразрядным источником тока, а емкость - фланцами из электропроводного материала и закрепленными на них электромагнитными индукторами вихревых токов, размещенными снаружи по образующей емкости, соединенными последовательно и подключенными к электроразрядному источнику тока. 4.Устройство поп.З, отличающееся тем, что механизм перемещения мешалки выполнен в виде электромагнитного индуктора вихревых токов, подключенного к электроразрядному источнику тока. 5.Устройство по пп. 3 и 4, о т личающееся тем, что емкость снабжена направляющими, закрепленными на ее внутренней поверхности, при этом .мешалка выполнена в виде перфорированной пластины и установлена в направляющих. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 229462, кл. В 01 F 11/00, 14.11.66 (прототип).

to 21

,//

8

фиг. 2

/Z

vS