Способ смешивания сыпучих материалов

 

Изобретение относится к технике смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в химической промышленности . Оно обеспечивает сокращение времени смешивания. Способ смешивания состоит в том, что исходные продукты, взятые в заданном количестве по объему, смешивают между собой до установленных параметров. Корпус смесителя заполняют основным компонентом. Добавку вводят одновременно с рабочим органом внутрь смесителя. Рабочий орган вводят равно настолько, чтобы смешивались равные объемы, т.е. добавка и равная ей по объему порция основного компонента . Операция вторая - смешивание, в результате чего получается смесь (промежуточная по качеству), объем которой равен двойному объему добавки. Операция третья: рабочий орган делает новый шаг внутрь смесителя, причем на большее расстояние , чем первый. Глубина погружения рабочего органа в следующем цикле перемешивания составляет четыре высоты слоя добавки. Таким образом, в каждом цикле, начиная с второго, глубину погружения рабочего органа увеличивают по закону геометрической прогрессии, со знаменателем 2. бил , 1 табл, сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ys>s В 01 F 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPC КОМУ С ВИДЕТЕЛ Ь СТВУ (21) 4359338/26 (22) 05.01.88 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72)С.В. Евсеенков (53) 521.929.1(088.8) (56) Макаров Ю.И. и др. Отечественное и зарубежное оборудование для смешения сыпучих материалов. — М., 1964, с.25, (54) СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в химической промышленности. Оно обеспечивает сокращение времени смешивания. Способ смешивания состоит в том, что исходные продукты, взятые в заданном количестве по объему, смешивают между собой до установленных параметров.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может применяться для приготовлении сыпучих кормов, а также в других отраслях народного хозяйства, где требуется приготовление сыпучих смесей, например, в химической промышленности, строительстве, фармакологии и др.

Целью изобретения является повышение эффективности смешивания сыпучих материалов за счет сокращения времени смешивания, На фиг.1-4 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ, с различной глубиной погружения рабочего органа; на фиг.5 — графики изменения времени... Ж„, 1692628 А1

Корпус смесителя заполняют основным компонентом. Добавку вводят одновременно с рабочим органом внутрь смесителя, Рабочий орган вводят равно настолько, чтобы смешивались равные объемы, т.е. добавка и равная ей по объему порция основного компонента. Операция вторая — смешивание, в результате чего получается смесь (промежу.точная по качеству), объем которой равен двойному объему добавки, Операция третья: рабочий орган делает новый шаг внутрь смесителя, причем на большее расстояние, чем первый. Глубина погружения рабочего органа в следующем цикле перемешивания -оставляет четыре высоты слоя добавки. Таким образом, в каждом цикле, начиная с второго, глубину погружения ра бочего органа увеличиван5т по закону геометрической прогрессии, со знаменателем

2, 5 ил,, 1 табл, смешивания в зависимости от отношения масс смешиваемых компонентов.

Корпус 1 смесителя имеет цилиндрическую форму и расположен горизонтально, Корпус заполнен основным компонентом.

Смзсительный рабочий орган 2 (шнек, лопастной вал и т.n.) выведен (фиг,1), Операция первая: добавка Д (или добавки) вводится одновременно с рабочим органом внутрь смесителя. Рабочий орган вводится ровно настолько, чтобы он смешивал равные массы, т.е. добавку Д и равную ей по объему порцию П основного компонента (фиг,1).

Операция вторая — смешивание, в результате чего получается смесь (промежу1692628 точная по качеству), объем П (фиг,2) которой равен двойному объему Д добавки, Операция третья: рабочий орган делает новый шаг внутрь смесителя, причем на большее расстояние, чем первый шаг, чтобы появилась возможность опять перемешать равные объемы: уже готовую промежуточную смесь П "и часть основного продукта, равного по объему промежуточной смеси, Получается новая промежуточная смесь.

Так повторяется,до тех pop, пока вся масса не будет смешана (фиг.4).

Таким образом, глубина погружения рабочего органа в каждом цикле подчиняется закону геометрической прогрессии со знаменателем 2.

По оси абсцисс на фиг,5 показано отношение Vn уп /Чз .р, та.. как масса (m) равна произведению объема (Ч) на объемную плотность (y) .

При проведении эксперимента удобнее пользоваться объемами, чем массами. На фиг.5 представлено девять кривых, для разных объемов, Смешивают два компонента: песок (Чп, уп ) и дробленое зерно (Чз:уз ) a шнековом смесителе.

Диаметр корпуса смесителя 30 мм, длина корпуса 77 мм, Скорость вращения шнека h = 10 об/мин.

Пример 1. Песок 50 см", дробленое зерно 5 см, отношение объемов Ч; Чз =

-10:1. Исследуют три способа загрузки и смешивания указанных компонентов и по.мещают характеристики этих способов в таблицу.

Первый способ смешивания осугцествляется при одноразовой загрузке обоих компонентов. Суммарный объем, таким образом, составляет 55 см, при отношении з смешиваемых объемов Чп. Чз = 10:1. Отыскивают на оси абсцисс точку 10 и по кривой 6, соответствующей суммарному объему

55 см, определяют время смешивания, равное 70 с.

П ри ме р2. Этап 1. В корпус смесителя засыпают песок в объеме 50 см . Порция .з зерна объемом 5 см и шнек находятся вне з корпуса смесителя (фиг.1).

При диаметре корпуса смесителя 30 мм объем зерна выглядит в аиде цилиндра того же диаметра, высотой 7 мм, Зту порцию зерна смешивают с таким же объемом песка, Так как крупность помола зерна в эксперименте равна средним размерам частиц песка, то равновеликая порция песка выглядит в виде такого же цилиндра: диаметр 30 мм, высота 7 мм. Следователь 3 но, шнек вместе с порцией. зерна (5 см ) должен быть введен на глубину 14 мм (фиг.2), После введения на указанную глубину смешивают компоненты. Время смешивания определяют по графику (фиг.5j на кривой 9, которая соответствует суммарной

5 массе, равной 10 см, Находят на оси абсз цисс точку 1, так как смешиваются равные порции (отношение 1:1), и определяют время, соответствующее этому отношению, равное 3 с.

10 Неподвижная часть песка не участвует в смешивани,:. н. первом этапе.

Этап 2, Полученный объем промежуточной смеси (цилиндр диаметром 30 мм, высотой 14 мм) считают за один компонент, 15 который должек быть смешан с такой же порцией песка, находящегося в корпусе смесителя. Для этого шнек вводят еще на 14 мм и его общее погружение равно 28 мм (фиг.3), Определяют время смешивания зто20 го суммарного объема 20 см . На кривой 8 з находят время смешивакия, равное 10 с.

Остаток основного компонента — песка

35см .

Этап 3. Сравнивая объем смеси, пол25 ученной после второго эт" ïà 20 см и объем остатка 35 см, приходит к выводу, что з они примерно равкы и смешивают оба эти объема, Шнек вводят на всю глубину 77 см

30 (фиг.4), Время смешивания находят на кривой 6, На оси абсцисс находят точку,75 (;"BK как отношение Чпаска Чсмеси = 1,75)

Этом, отношению соответствует время смешивания, равное 40 с.

35 Таким образом, общее время смешивания по примеру 2 за все три его эгапа будет

Tc,b = 53 с, что меньше, чем 70 с по первому примеру.

Пример 3, Этот г ример отличается от

40 примера 2 тем, что после второго этапа, имея объемы промежуточной смеси 20 см и з остаток 35 см", их не смешивают, а продолжают смешивание равновеликих объемов т,е. на этапе 3 смешивают 20 см смеси и 20 см

45 песка, затратив на зто 25 с (кривая 7, фиг.5).

Получают остаток песка после третьего этапа15см .

На этапе 4 смешивают 40 см промежуз точной смеси и 15 см остатка (песка). Так э

50 как отношение этих объемов равно 2,7:1, то время, затраченное на их смешивание, равно55с, На оси абсцисс находят точку 2,7, затем проводят из нее вертикаль до кривой 6, со55 ответствующей суммарной порции, равной

55 см, а от нее горизонталь до оси ординат, и получают таким образом время этапа 55 с.

Общее время примера 3. осуществляемого в четыре этапа, равно 93 с, Подсчет времени (То ц

При- Количество ме р за груз ок

Объем промежуточной смеси, смз

Время этапа, с

Остаток основного

Глубина введения шнека за

Этап компонента, смз этап, мм oh(v„= 70

1 Однородная

2 Иногоразовая загрузка основного компонента 1

14

28

5+ 5-10

10+ 10 = 20

20+ 35 =- 55 (Ч .Ч = 1, 75: 1)

То щ — -3 +10 +40 =53 с

5+5=10

10 + 10 = 20

20 + 20 = 40

15 + 40 = 55

Ч :V = 2,7:1

То щ,= 3 + 1 0 + 2 5 + 55 = 93 с

Нет

3 То же

Нет

1 14

2 28

3 56

3

Предлагаемый способ (пример 2) обеспечивает меньшее время смешивания

Т ьщ = 53 с, чем известный с одноразовой засыпкой всех компонентов Toe = 70 с, Количество этапов, обеспечивающих смешивание равных порций, определяется отношением объемов компонентов на последнем этапе. Отношение должно быть ... как можно ближе к единице. Отношение объемов на этапе 3 примера 2 равно 1,75, а отношение объемов на этапе 4 примера 3 равно 2,7, что приводит к резкому увеличению времени смешивания.

Формула изобретения

Способ смешивания сыпучих материалов, включающий загрузку основного и добавочного компонентов в цилиндрическую емкость и перемешивание их с помощью

5 рабочего органа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности смешивания сыпучих материалов эа счет сокращения времени смешивания, первоначально загружают в емкость полностью

10 основной компонент, а рабочий орган вводят со стороны загрузки добавочного компонента на глубину, равную толщине слоя добавочного компонента, при этом осуществляют цикличное вращение рабочего органа, а глубину его погружения

15 Ymi> в каждрм цикле, начиная с второго, па закону геаметрической прогрессии со знаменатвам2, 1692628

Составитель Т.Круглова

Редактор Н.Рогулин Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Заказ 4030 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101