Лабораторный измельчитель-смеситель
Владельцы патента RU 2246992:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)
Изобретение предназначено для измельчения-смешения зерновых смесей в комбикормовом производстве. Лабораторный измельчитель-смеситель включает корпус, выполненный в виде улитки центробежного вентилятора с расположенными в нем рабочей камерой с ситовой обечайкой и ротором, и дополнительную цилиндрическую рабочую камеру с крышкой, расположенную соосно оси ротора над корпусом и отделенную от него диском, в пазу которого помещена дополнительная ситовая обечайка, причем с внешней стороны дополнительной ситовой обечайки в диске имеются выгрузные окна, разделенные перегородками, ситовая обечайка закреплена на планшайбе, установленной с возможностью свободного вращения относительно оси ротора, вал ротора выполнен единым на основную и дополнительную рабочие камеры. Изобретение позволяет получить частицы определенных, размеров, адекватное моделирование процесса измельчения-смешения нескольких компонентов, устранение погрешностей при проведении различного рода измерений с целью оптимизации конструкции измельчителей-смесителей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к устройствам для изучения измельчения-смешения зерновых смесей в комбикормовом производстве.
Известна лабораторная дробилка, включающая корпус рабочей камеры, выполненный составным из прозрачной крышки, обечайки и планшайбы, ротор, сменный набор рабочих органов (RU 2128552 C1, 10.04.1999).
Недостаток дробилки - невозможность одновременного измельчения и смешивания нескольких компонентов, что не дает возможность получения смеси частиц определенного размера, адекватного моделирования реального процесса измельчения-смешения, переизмельчение продукта, наличие погрешностей при проведении различного рода экспериментов (крутящего момента, расхода воздуха, скорости воздушно-продуктового слоя и его давления на обечайку).
Наиболее близким изобретением по технической сущности является лабораторная дробилка для исследования процесса измельчения зерна, включающая корпус, выполненный в виде улитки центробежного вентилятора с расположенными в нем рабочей камерой с ситовой обечайкой и ротором, входной и выходной патрубки (RU 2180612 C2, 20.03.2002).
Недостаток данного изобретения - невозможность получить частицы определенных размеров при одновременном перемешивании компонентов (отсутствует дополнительный входной патрубок), адекватного моделирования реального процесса измельчения-смешения, недостаточная степень однородности продукта, наличие погрешностей при проведении различного рода экспериментов.
Задача изобретения - получение частиц определенных размеров за счет одновременного измельчения и смешивания нескольких компонентов, адекватное моделирование процесса измельчения-смешения нескольких компонентов, устранения погрешностей при проведении различного рода измерений с целью оптимизации конструкции измельчителей-смесителей.
Поставленная задача решается тем, что лабораторный измельчитель-смеситель, включающий корпус, выполненный в виде улитки центробежного вентилятора с расположенными в нем рабочей камерой с ситовой обечайкой и ротором, входной и выходной патрубки, имеет доплнительные входные патрубки и дополнительную цилиндрическую рабочую камеру с крышкой, расположенную соосно оси ротора над корпусом и отделенную от него диском, в пазу которого помещена дополнительная ситовая обечайка, причем с внешней стороны дополнительной ситовой обечайки в диске имеются концентрично расположенные в пределах дополнительной цилиндрической рабочей камеры выгрузные окна, разделенные перегородками, ситовая обечайка закреплена на планшайбе, установленной с возможностью свободного вращения относительно оси ротора, вал ротора выполнен единым на основную и дополнительную рабочие камеры, рабочие органы ротора установлены в каждой камере и выполнены сменными, а основной и дополнительный патрубки выполнены к крышке дополнительной цилиндрической рабочей камеры, при этом, по крайней мере, два патрубка установлены диаметрально.
В каждой рабочей камере на боковых поверхностях ситовых обечаек могут быть установлены стержни, имеющие форму прямоугольной призмы.
На фиг.1 показан лабораторный измельчитель-смеситель (сечение по оси вращения ротора). На фиг.2 изображен лабораторный измельчитель-смеситель со снятой крышкой (вид сверху).
Лабораторный измельчитель-смеситель устроен следующим образом. На станине 1 установлен подшипниковый узел, состоящий из опорного вала 2, на котором в подшипниковых опорах установлен цилиндр 3, к которому крепится планшайба 4, установленная с возможностью свободного вращения относительно оси вала ротора 5. На планшайбе 4 установлена ситовая обечайка 6, которая находится внутри корпуса 7, имеющего форму улитки центробежного вентилятора, в котором расположена рабочая камера 8. Корпус 7 установлен на стержнях 9 таким образом, что между ним и планшайбой 4 образован зазор. Для предотвращения разлетания частиц зерновой смеси через зазор между корпусом и планшайбой на нижнюю поверхность надет мягкий воздухонепроницаемый рукав 10. Над корпусом 7 с расположенной в нем рабочей камерой 8, соосно оси ротора, установлена дополнительная цилиндрическая рабочая камера 11. Цилиндрическая рабочая камера 11 и рабочая камера 8, расположенная внутри корпуса 7. разделены диском 12, в котором в пазу 13 помещена дополнительная ситовая обечайка 14, с внешней стороны которой в пределах дополнительной цилиндрической рабочей камеры 11, в диске 12 имеются концентрично расположенные выгрузные окна 15, разделенные перегородками 16. Вал ротора 5 выполнен единым на две камеры 8 и 11 с установленными в каждой рабочей камере сменными рабочими органами 17. В крышке дополнительной цилиндрической рабочей камеры 18 выполнены два патрубка 19 для одновременного с измельчением смешивания в виде устройства для определения расхода воздуха по входному коллектору со штуцерами 20, установленные диаметрально. В каждой камере 8 и 11 поярусно установлено более одного сменного рабочего органа 17 с возможностью регулирования расстояния между ними и поворота вокруг своей оси относительно друг друга для интенсификации процесса смешения при сопутствующем измельчении. На боковых поверхностях ситовых обечаек 6 и 14 установлены стержни 21, имеющие форму прямоугольной призмы. Вал ротора 5 соединен с электродвигателем 22 через муфту 23. Возможность вращения планшайбы 4 ограничена устройствами измерения крутящего момента, который может быть установлен либо при помощи двух динамометров, связанных с планшайбой гибкими нерастяжимыми нитями, либо с помощью тензометрической балочки (не показаны). Для проведения процесса тензометрирования на внешних поверхностях ситовых обечаек 6 и 14 по ее образующей установлены упоры 24, в которые вставлены тензочувствительный элемент 25 в виде тонкой (толщина 0,08 мм) упругой прямоугольной пластины, выгнутой до потери устойчивости в окружном направлении ситовых обечаек и удерживаемых в этом положении упорами 24, к которой крепятся датчики 26.
Лабораторный измельчитель-смеситель работает следующим образом. Через входные патрубки 19 смешиваемые и измельчаемые компоненты попадают в цилиндрическую рабочую камеру 11 с ситовой обечайкой 14, где происходит первичное измельчение и смешивание за счет ударов о сменные рабочие органы 17, о стенку ситовой обечайки 14, стержни 21 и трения между собой. После первичного измельчения и смешения зерновые компоненты через выгрузные окна 15 попадают в рабочую камеру 8, где дополнительно измельчаются и смешиваются. После вторичного измельчения и смешения за счет создаваемого в рабочей камере 8 воздушно-вихревого потока частицы зернового материала выносятся за пределы рабочей камеры 8, где интенсивно перемешиваются и оттуда через разгрузочный патрубок 27 выходят из измельчителя-смесителя. Параметры воздушного потока через измельчитель-смеситель позволяет определить устройство для определения расхода воздуха 19. Крышку корпуса измельчителя-смесителя можно заменить прозрачной крышкой, что позволяет вести фото- и киносъемку слоя зерновых компонентов. Давление на сита 6 и 14 измеряется по деформации тензочувствительного элемента 25 и фиксируется измерительной системой. Трение вращающихся в рабочих камерах 8 и 11 зерновых смесей об их стенки создает суммарный крутящий момент, который может быть установлен при помощи динамометров или с помощью тензометрической балочки. Наличие поярусно расположенных в каждой камере 8 и 11 сменных рабочих органов 17 с возможностью регулирования расстояния между ними и поворота вокруг своей оси относительно друг друга обеспечивает интенсификацию процесса смешения за счет образования местных циркуляционных потоков вокруг каждого рабочего органа и усиления воздушно-вихревого потока, что увеличивает скорость протекания процесса и улучшает качество смешения. Установка в каждой рабочей камере 8 и 11 на боковых поверхностях ситовых обечаек 6 и 14 стержней 21, имеющих форму прямоугольной призмы, интенсифицирует процесс измельчения при сопутствующем смешении зерновой смеси.
Предлагаемая конструкция позволяет исследовать процесс измельчения и смешивания зерновых смесей при различных конструкциях рабочих органов, расстояния между ними и угла поворота между ними для интенсификации процесса смешения при сопутствующем измельчении и увеличении степени однородности и качества смешивания. Возможность регулирования угловой скорости вала ротора в широких пределах позволяет исследовать режимы процесса измельчения-смешения и получить дополнительную информацию о поведении процесса. Обработка результатов этих замеров позволяет получить значение средней скорости слоя в измельчителях-смесителях, степени смешения, размеров слоя зерновых смесей, отразить процесс смешивания при сопутствующей измельчении.
Анализируя полученные результаты замеров, можно получить реальную картину процесса смешивания измельчения и построить математическую модель измельчителя-смесителя.
1. Лабораторный измельчитель-смеситель, включающий корпус, выполненный в виде улитки центробежного вентилятора с расположенными в нем рабочей камерой с ситовой обечайкой и ротором, входной и выходной патрубки, отличающийся тем, что имеет дополнительные входные патрубки и дополнительную цилиндрическую рабочую камеру с крышкой, расположенную соосно с осью ротора над корпусом и отделенную от него диском, в пазу которого помещена дополнительная ситовая обечайка, причем с внешней стороны дополнительной ситовой обечайки в диске имеются концентрично расположенные в пределах дополнительной цилиндрической рабочей камеры выгрузные окна, разделенные перегородками, ситовая обечайка закреплена на планшайбе, установленной с возможностью свободного вращения относительно оси ротора, вал ротора выполнен единым на основную и дополнительную рабочие камеры, рабочие органы ротора установлены в каждой камере и выполнены сменными, а основной и дополнительный патрубки выполнены в крышке дополнительной цилиндрической рабочей камеры, при этом, по крайней мере, два патрубка установлены диаметрально.
2. Лабораторный измельчитель-смеситель по п.1, отличающийся тем, что в каждой рабочей камере на боковых поверхностях ситовых обечаек установлены стержни, имеющие форму прямоугольной призмы.
