Центробежный смеситель

 

Изобретение относится к устройствам непрерывного действия для смешивания сыпучих материалов и может найти применение в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Центробежный смеситель сыпучих материалов содержит вертикальный цилиндрический корпус с загрузочными и выгрузочными патрубками, приемную воронку, приводной вал с закрепленными на нем разгрузочными лопастями и ротором, выполненным в виде основания с прикрепленными к нему концентрично расположенными полыми усеченными конусами, у которых высота и угол наклона образующей к основанию увеличиваются от центральной части к периферии. Средний и внутренний конусы ротора выполнены с окнами, при этом окна внутреннего конуса смещены на 90^o в горизонтальной плоскости относительно окон среднего конуса. Кроме того, в корпусе смесителя над ротором установлен отражатель, выполненный в виде диска с объемной спиралью Архимеда, имеющей в сечении коническую форму. Отражатель имеет возможность опускаться и подниматься. Смеситель позволяет равномерно распределить частицы в смеси, сгладить пульсации материалопотоков при их подаче в смеситель и получить смесь высокого качества. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, химической и ряде смежных отраслей.

Известен смеситель порошкообразных материалов, содержащий неподвижный корпус и ротор, выполненные в виде обращенных малыми основаниями книзу усеченных соосных конусов с зазорами между ними; внутренний конус (ротор) имеет в нижней части отверстия, через которые осуществляется возврат из зазора порошкообразного материала, выбрасываемого при вращении через открытый верхний торец. На роторе в нижней части против отверстий укреплены лопатки (SU 137006 A, 1961, B 01 F 7/26).

Недостатком этого смесителя является значительная продолжительность смешивания и низкое качество смеси - вследствие того, что процесс смешивания происходит на поверхности одного ротора, имеющего определенные длину образующей и угол наклона ее к основанию; кроме того, для порошков, имеющих большую разницу в удельном весе, возможно явление сегрегации. Помимо этого, при приготовлении смесей из увлажненных и склонных к адгезии материалов, происходит загрязнение и засорение как отверстий, так и лопаток, что требует их периодической очистки.

Наиболее близким к предлагаемому смесителю является центробежный смеситель порошкообразных материалов, содержащий корпус с размещенным в нем на вертикальном валу ротором, выполненным в виде концентричных усеченных конусов с рабочими поверхностями и основанием, при этом высота и угол наклона их образующей к основанию ротора увеличиваются от центральной части к периферии (SU 1546120, A, 1990, B 01 F 7/26).

Смешивание в указанном смесителе происходит в результате последовательного прохождения материала по поверхностям трех конусов под действием центробежных сил. Однако недостаточная разряженность потоков и отсутствие рециркуляции не позволяют получать качественные смеси.

Цель изобретения - интенсификация процесса смешивания и повышение качества смеси.

Поставленная цель достигается тем, что средний и внутренний конусы ротора выполнены с окнами, при этом окна внутреннего конуса смещены на 90^o в горизонтальной плоскости относительно окон среднего конуса, а в корпусе смесителя над ротором установлен отражатель, выполненный в виде диска с объемной спиралью Архимеда, имеющей в сечении коническую форму. Отражатель имеет возможность опускаться и подниматься.

На фиг. 1 изображен общий вид центробежного смесителя непрерывного действия; на фиг.2а - отражатель (общий вид), на фиг.2б - вид А фиг.2а; на фиг.3 - внутренний конус (вид сверху).

Смеситель состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, загрузочных патрубков 2, приемной воронки 3, приводного вала 4 с ротором 5, выполненным в виде основания 6 с прикрепленными к нему концентрично расположенными полыми усеченными конусами: внутреннего 7, среднего 8, внешнего 9. Высота конусов и угол наклона их образующей к основанию увеличиваются от центральной части к периферии. На рабочей поверхности конусов 7 и 8 имеются четыре окна 10. Окна внутреннего 7 и среднего 8 конусов смещены на 90^o в горизонтальной плоскости относительно друг друга.

Над ротором располагается отражатель 11, выполненный в виде диска 12 с объемной спиралью Архимеда 13, имеющей в сечении коническую форму. Отражатель имеет возможность опускаться и подниматься благодаря подъемному устройству 14.

Вал крепится в подшипниковых опорах 15 и приводится во вращение через клиноременную передачу 16 от электродвигателя 17. Для удаления готовой смеси служат разгрузочные лопасти 18, установленные на приводном валу 4. Выгрузка смеси происходит через разгрузочный патрубок 19 в коническом днище 20.

Работа центробежного смесителя происходит следующим образом.

Сыпучие компоненты дозаторами подаются в загрузочные патрубки 2 и сползают по приемной воронке 3 на внутренний конус 7 вращающегося ротора 5. Под действием центробежных сил частицы материала ускоренно движутся от центра к периферии, распределяясь равномерно по внутренней поверхности конуса, при этом толщина слоя на периферии уменьшается за счет увеличения поверхности распределения частиц. Часть потока смешиваемых материалов движется через окна 10, после чего разреженным опережающим потоком попадает на поверхность среднего конуса 8, имеющего большую высоту и угол наклона образующей к основанию, внедряясь в слой материала прямого потока, сброшенного через верхнее основание конуса 7. Разряженное состояние частиц способствует лучшему взаимопроникновению компонентов. На среднем конусе 8 процесс повторяется. Пройдя внутренний конус 7 и средний конус 8, смесь поступает на наружный конус 9. За счет действия центробежных сил, а также из-за различия физических свойств и массы частиц, компоненты смешиваются на внутренней поверхности конуса 9 и выбрасываются через верхнее основание конуса.

Рецикл в данной конструкции осуществляется благодаря наличию отражателя 11. При опускании отражателя 11 подъемным устройством 14 уменьшается зазор между верхним основанием конусов ротора 5 и спиралью 13. Частицы материала центробежной силой выбрасываются по ходу вращения под острым углом к плоскости верхнего основания конуса и попадают на внутреннюю поверхность отражателя 11, выполненного в виде диска 12 с объемной спиралью Архимеда 13, имеющей в сечении коническую форму. Под действием сил инерции частицы движутся по внутренней поверхности спирали 13 и попадают на средний 8 и внутренний 7 конусы. При этом, вследствие различия кинетической энергии частиц смешиваемых материалов, сходимых с поверхности конусов ротора, вызванного различными насыпными весами ингредиентов, при встрече с неподвижной спиралью отражателя происходит эффект перераспределения динамических составляющих внутренней структуры материалопотока, что ведет к интенсификации процесса смешивания. Величиной зазора, регулируемой подъемным устройством 14, достигается необходимое качество смешивания.

Большая часть смеси проходит через зазор между наружным конусом 9 и отражателем 11 и попадает на коническое днище 20, откуда смесь разгрузочными лопастями 18 удаляется через разгрузочный патрубок 19.

Интенсификация процесса смешивания достигается тем, что материал, двигаясь через окна в среднем и внутреннем конусах, приобретает разреженное состояние, внедряясь при этом в тонкие слои материала, движущиеся по внутренней поверхности последующего конуса. При этом увеличивается удельная производительность внутреннего и среднего конусов.

Благодаря дополнению конструкции смесителя отражателем, формируется рециркуляционный поток, что ведет к повышению качества смеси на выходе из аппарата.

Итак, разделение потоков, движение тонкими слоями по поверхностям конусов, разряженное состояние опережающих и прямых потоков, а также возврат частиц потоков и дополнительное перераспределение их на поверхности спирали отражателя, позволяют равномерно распределить частицы в смеси, сгладить пульсации материалопотоков при их подаче в смеситель и получить смесь высокого качества.

Формула изобретения

1. Центробежный смеситель сыпучих материалов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с загрузочными и выгрузочными патрубками, приемную воронку, приводной вал с закрепленными на нем разгрузочными лопастями и ротором, выполненным в виде основания с прикрепленными к нему концентрично расположенными полыми усеченными конусами, у которых высота и угол наклона образующей к основанию увеличиваются от центральной части к периферии, отличающийся тем, что внутренний и средний конусы выполнены с окнами, при этом окна внутреннего и среднего конусов смещены на 90^o в горизонтальной плоскости относительно друг друга.

2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен расположенным над ротором отражателем, выполненным в виде диска с объемной спиралью Архимеда, имеющей в сечении коническую форму, при этом отражатель имеет возможность опускаться и подниматься.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3