Гравитационный смеситель для мучнистых продуктов с рециркуляцией смеси

 

Изобретение относится к гравитационным смесителям мучнистых продуктов, например, в линиях витаминизации муки, а также может быть использовано для смешивания других порошкообразных и мелкозернистых сыпучих продуктов. Смеситель содержит корпус, разделенный по высоте на приемную и смесительную секции с горизонтальными рядами рассекателей, дозаторы, вертикальный транспортер-норию, регулятор смешения, объединитель потоков муки и смеси. В приемной секции установлен конус, а под ним - четыре лотка. Под лотками установлены два рассекателя и четыре самотека, попарно входящие в приемную секцию с противоположных сторон. Технический результат состоит в многократном перемешивании продуктов, что обеспечивает необходимую степень однородности готовой смеси. 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к гравитационным смесителям мучнистых продуктов, например к смесителям в линиях витаминизации муки, а также может быть использовано для смешивания других порошкообразных и мелкозернистых сыпучих продуктов.

Известно, что гравитационные смесители можно разделить на четыре типа: трубчатые бункерные, пересыпные, ударно-распылительные, насадочные.

Лучшими из известных для смешения мучнистых продуктов являются ударно-распылительные (см. отчет ВНИИЗ о НИР "Провести исследования и разработать автоматическую линию весового непрерывного дозирования и смешения для витаминизации муки" ( гос. регистрации 01860069457, инв. 0287.0070011, 1987 г., с.22) [1].

Ударно-распылительный смеситель для мучнистых продуктов состоит из бункера, в котором рядами расположены рассекатели падающего продукта, и каждый ряд рассекателей расположен относительно другого ряда под углом 90^o. Смешиваемые продукты подаются в смеситель одним потоком.

Другой известный гравитационный смеситель для приготовления смесей из сыпучих материалов (описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1583156 А1, кл. В 01 F 13/00, опубл. в БИ 29, 1990 г.) [2] содержит корпус с горизонтальными рядами рассекателей в виде скатных досок, разделенный по высоте на приемную и смесительные секции, причем рассекатели соседних смесительных секций взаимно перпендикулярны.

Известен также гравитационно-статический смеситель, в котором смесительный бункер выполнен коробообразным, снабжен перегородками, разделяющими его на секции, установленными под углом 30-45^o к горизонту. Смеситель снабжен транспортными лотками с закрепленными на них лопатками в виде усеченных пирамид (БИ 16 09.06.95, патент РФ 2036708) [3].

К преимуществам этих смесителей относятся простота конструкции, надежность, малая энергоемкость, а к недостаткам - сравнительно низкая эффективность смешивания.

За прототип принят гравитационный смеситель, указанный выше в источнике [2] , в котором смешивание материалов происходит при их последовательном разделении на объединенных попарно скатных досках, образующих параллельные щели прямоугольного сечения, под которыми расположен нижележащий ряд скатных досок, рассекающих поступающие продукты, в результате чего происходит перемешивание материалов по горизонтальному сечению смесителя.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности смешивания мучнистых, порошкообразных, мелкозернистых сыпучих продуктов, например, таких как мука и минерально-винаминные добавки - премиксы.

Для достижения указанного технического результата смеситель дополнительно снабжен дозаторами непрерывного действия для муки и премиксов, объединителем потоков муки и смеси, вертикальным транспортером - норией для возврата части смеси на рециркуляцию и установленным после нории регулятором смешения. В отличие от прототипа в приемной секции смесителя установлен конус, распределяющий премиксы по кольцу, под которым размещены четыре сборных лотка, распределяющие премиксы на два потока по ширине секции, под лотками установлены два рассекателя, делящие эти два потока премиксов на четыре потока, а к двум противоположным стенкам приемной секции попарно подведены четыре самотека, сообщенные с объединителем потоков. Кроме того, рассекатели смесительных секций состоят из чередующихся в горизонтальных и в вертикальных рядах соединенных по верхнему краю пластин двух видов с вырезами в нижней части, одна из которых имеет четное, а другая - нечетное число полных вырезов, например, в виде равнобедренного треугольника, при этом пластины установлены под углом к горизонту, превышающем угол внешнего трения продукта с пластиной, и расположены таким образом, что соседние по горизонтали и по вертикали пластины являются пластинами разного вида, наклоненными в противоположную сторону, причем в горизонтальных рядах нижние кромки соседних пластин совмещены, а в вертикальных рядах линия соединения верхней кромки пластин нижележащего ряда расположена под параллельной ей линией совмещения нижних кромок пластин вышележащего ряда, кроме того, крайние пластины, расположенные у боковых стенок смесительной камеры и направляющие продукт к ним, срезаны снизу на половину высоты выреза. Регулятор смешения содержит прямоугольную коробку с двумя выходными патрубками и поворотным клапаном с фиксатором его положения для разделения смеси на выпуск готовой смеси и на рециркуляцию смеси, причем положение клапана устанавливается по показателям эффективности смеси на выходе из смесителя. Объединитель потоков выполнен в виде двух сопряженных прямоугольных самотеков, внутри которых на противоположных нижних стенках установлены рассекатели в виде треугольных призм, смещенных на полшага между ними.

Отличительными признаками предлагаемого гравитационного смесителя от указанного выше прототипа являются наличие вертикального транспортера - нории, обеспечивающего возврат части смеси на повторное смешивание (рециркуляцию), описанное выше индивидуальное выполнение и расположение рассекателей, снабжение смесителя дополнительными элементами - дозаторами непрерывного действия, а также регулятором смешения и объединителем потоков, имеющих новое конструктивное выполнение, раскрытое в зависимых пунктах формулы 4 и 5. Установленные в приемной секции рабочие органы (конус, сборные лотки и рассекатели) разделяют поступающие премиксы на четыре потока.

Благодаря наличию этих признаков при работе смесителя на потоках муки и премиксов происходит многократное тщательное перемешивание продуктов при их гравитационном движении по секциям смесителя, что с учетом рециркуляции смеси значительно повышает эффективность смешивания.

Кроме того, в объединителе потоков происходит дополнительное перемешивание уже готовой смеси с поступающим на смешение продуктом.

С увеличением устанавливаемого регулятором смешения числа рециркуляции смеси, равного отношению производительности смеси, поступающей в объединитель потоков, к производительности нории, повышается эффективность смешивания муки и премиксов.

Предлагаемый смеситель иллюстрируется чертежами, на которых: на фиг.1 показан общий вид смесителя; на фиг.2 - приемная секция смесителя, вид сбоку; на фиг.3 - приемная секция смесителя, разрез по А-А на фиг.2; на фиг.4 - смесительная секция, разрез по В-В на фиг.5; на фиг.5 - смесительная секция, вид сбоку; на фиг. 6 - пластина рассекателя с нечетным числом полных вырезов (увеличено); на фиг.7 - пластина рассекателя с четным числом полных вырезов (увеличено); на фиг.8 - регулятор смешения, разрез по С-С на фиг.9; на фиг.9 - регулятор смешения, вид сверху;
на фиг.10 - объединитель потоков, разрез по Д-Д на фиг.11;
на фиг.11 - объединитель потоков, вид сверху.

Предлагаемый гравитационный смеситель с рециркуляцией смеси содержит корпус 1 (фиг.1) квадратного сечения, разделенный по высоте на приемную секцию 15, верхнюю смесительную секцию 16 и нижнюю смесительную секцию 17, весы 2 и надвесовой бункер 3 для витаминизированной муки, дозатор 4 непрерывного действия для муки с бункером 5 и регулируемым по числу оборотов приводом 6 дозатора 4, регулятор смешения 7, вертикальный транспортер (нория) 8, привод 9, установленный на бункере 10 дозатора 11 непрерывного действия для премиксов, перекидной клапан 12, объединитель 13 потоков муки и смеси, контрольные весы 14 для премиксов.

Приемная секция 15 содержит питающую коробку 18 (фиг.2 и 3) и конус 19, под которым установлены четыре сборных лотка 20, а под ними - рассекатели 21. К двум противоположным стенкам приемной секции смесителя попарно установлены четыре самотека 22 для ввода смеси продукта. В смесительных секциях 16 и 17 рядами установлены рассекатели, выполненные из пластин 23 и 24 (фиг. 4-7) двух типов с вырезами для прохода продукта.

Регулятор смешения 7 установлен после нории 8 и состоит из коробки 25 (фиг. 8 и 9), распределяющий продукт на два направления, поворотного клапана 26 и фиксатора его положения 27.

Объединитель 13 потоков муки и смеси выполнен в виде коробки 28 (фиг.10 и 11), состоящей из сопряженных прямоугольных самотеков, внутри на нижних противоположных стенках которых установлены рассекатели в виде треугольных призм 29, смещенные на полшага между ними.

Смеситель работает следующим образом.

Мука из бункера 5 (фиг.1) посредством дозатора 4 непрерывного действия поступает в объединитель 13 и затем в смеси поступает в приемную секцию 15 гравитационного смесителя. Премиксы из бункера 10 посредством дозатора 11 непрерывного действия также подаются в приемную секцию 15 смесителя.

Приемная секция смесителя (фиг.2 и 3) распределяет поступающие в секцию премиксы на четыре потока по ширине смесителя для их равномерного распределения в четырех потоках смеси муки и премиксов, также поступающих в приемную секцию смесителя. Для этого в питающей коробке 18 приемной секции установлен конус 19, под которым установлены четыре лотка 20, объединяющие поступающие после конуса в виде кольца премиксы в два потока по ширине секции. Под лотками установлены рассекатели 21, которые распределяют премиксы на четыре потока по ширине приемной секции. В приемную секцию с двух противоположных сторон попарно самотеками 22 вводится смесь муки с премиксами под рассекатели 21.

После смешивания в приемной секции 15 смесь последовательно поступает в верхнюю 16 и в нижнюю 17 смесительные секции.

Для повышения эффективности смешивания в верхней и нижней секциях смесителя применены рассекатели новой конструкции, состоящие из пластин 23 и 24 (фиг.6 и 7) с вырезами, например, в форме равнобедренного треугольника, которые позволяют распределять поступающую в область каждого выреза смесь на три направления - вправо, вниз и влево, что повышает эффективность смешивания муки с премиксами.

Пластины рассекателей 23 и 24 (фиг.4-7) имеют противоположные углы наклона к горизонту, которые больше угла внешнего трения продукта с пластиной. Нижние кромки соседних пластин горизонтального ряда совмещены. Размеры вырезов в рассекателях устанавливаются из условия надежного прохода продуктов в смесителе.

В нижней секции смесителя рассекатели повернуты на угол 90^o вокруг вертикальной оси относительно рассекателей верхней секции для повышения равномерности распределения продукта по объему смесителя.

После смешивания смесь муки и премиксов посредством вертикального транспортера (нории) 8 подается на регулятор смешения 7, из которого часть смеси с производительностью подачи муки и премикса выводится из регулятора смешения 7 как готовая смесь муки и премиксов, а вторая часть смеси направляется для рециркуляции в объединитель 13. Величина подачи смеси на рециркуляцию устанавливается регулятором смешения 7 при достижении эффективности смешивания, соответствующей заданному значению.

В объединителе 13 рассекателями 29 (фиг.10 и 11) обеспечивается дополнительное смешивание потоков муки и смеси.

Заданная величина ввода премиксов в муку устанавливается числом оборотов привода 6 дозатора 4 муки и числом оборотов привода 9 дозатора 11 премиксов. Периодический контроль расхода премиксов осуществляется на весах 14, на которые посредством перекидного клапана 12 направляются премиксы за определенный отрезок времени и взвешиваются, а контроль витаминизированной муки осуществляется на весах 2, в которые поступает готовая смесь из надвесового бункера 3.

Опытный образец смесителя изготовлен и испытан в ГНУ ВНИИЗ. Результаты испытания подтвердили повышение эффективности смешивания муки с премиксами по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

1. Гравитационный смеситель для мучнистых продуктов, содержащий корпус, разделенный по высоте на приемную и смесительные секции с горизонтальными рядами рассекателей, причем рассекатели соседних секций взаимно перпендикулярны, отличающийся тем, что смеситель дополнительно снабжен дозаторами непрерывного действия для муки и премиксов, объединителем потоков муки и смеси, вертикальным транспортером - норией для возврата части смеси на рециркуляцию и установленным после нории регулятором смешения.

2. Гравитационный смеситель по п. 1, отличающийся тем, что в его приемной секции установлен конус, распределяющий премиксы по кольцу, под которым размещены сборные лотки, распределяющие премиксы на два потока по ширине секции, под лотками установлены рассекатели, делящие два потока премиксов на четыре потока, а к двум противоположным стенкам приемной секции попарно подведены самотеки, сообщенные с объединителем потоков.

3. Гравитационный смеситель по п. 1, отличающийся тем, что в смесительных секциях рассекатели состоят из чередующихся в горизонтальных и в вертикальных рядах соединенных по верхнему краю пластин двух видов с вырезами в нижней части, одна из которых имеет четное, а другая - нечетное число полных вырезов, например, в виде равнобедренного треугольника, при этом пластины установлены под углом к горизонту, превышающим угол внешнего трения продукта с пластиной, и расположены таким образом, что соседние по горизонтали и по вертикали пластины являются пластинами разного вида, наклоненными в противоположную сторону, причем в горизонтальных рядах нижние кромки соседних пластин совмещены, а в вертикальных рядах линия соединения верхней кромки пластин нижележащего ряда расположена под параллельной ей линией совмещения нижних кромок пластин вышележащего ряда, кроме того, крайние пластины, расположенные у боковых стенок смесительных секций и направляющие продукт к ним, срезаны снизу на половину высоты выреза.

4. Гравитационный смеситель по п. 1, отличающийся тем, что регулятор смешения содержит прямоугольную коробку с двумя выходными патрубками и поворотным клапаном с фиксатором его положения для разделения смеси на выпуск готовой смеси и на рециркуляцию смеси, причем положение клапана регулятора смешения устанавливается по показателям эффективности смеси на выходе из смесителя.

5. Гравитационный смеситель по п. 1, отличающийся тем, что объединитель потоков выполнен в виде двух сопряженных прямоугольных самотеков, внутри которых на противоположных нижних стенках установлены рассекатели в виде треугольных призм, смещенных на полшага между ними.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11