Смеситель для сыпучих продуктов



Смеситель для сыпучих продуктов
Смеситель для сыпучих продуктов

 


Владельцы патента RU 2411988:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (RU)

Изобретение относится к оборудованию для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в линиях производства комбикормов, пищевых смесей, пищеконцентратов и т.п. Внутри неподвижного корпуса находится вращающийся шнек, на поверхности вала которого установлены турбулизирующие лопатки. Снаружи корпуса расположены две соосных конусообразных камеры, вращающихся в противоположные стороны. Правые стенки каждой конусообразной камеры неподвижны и через них проходит загрузочный патрубок, подающий продукт в меньшую конусообразную камеру. На внутренней поверхности меньшей камеры установлены ковши, а на ее наружной поверхности - витки шнека. В конце корпуса выполнено отверстие для пересыпания продукта в меньшую конусообразную камеру, в конце меньшей конусообразной камеры имеются радиально расположенные разгрузочные овальные отверстия для пересыпания продукта в большую конусообразную камеру, в конце большей камеры выполнены радиальные овальные отверстия для выгрузки готовой смеси из смесителя. Вращение шнека и камер осуществляется от одного привода через систему зубчатых передач. Технический результат состоит в повышении эффективности процесса смешивания, снижении удельных энергозатрат на проведение процесса смешивания и расширении области применения за счет достигнутой универсализации механизма равномерного смешивания. 2 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в линиях производства комбикормов, пищевых смесей, пищеконцентратов и т.п.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является барабанный смеситель [Остриков А.Н. и др. Процессы и аппараты пищевых производств. - СПб.: ГИОРД, Кн. 1. - 2007. - 633 с.], включающий цилиндрический корпус со штуцерами (патрубками) и коническое днище. Внутри цилиндрического корпуса установлены друг над другом наклонные лотки. Смешиваемые компоненты подаются в смеситель непрерывным потоком через штуцера. Смесь исходных компонентов после встречи с поверхностью лотка перестраивается: по лотку материал скользит тонким слоем. Отдельные компоненты смешиваются в момент встречи слоев, стекающих с первых двух лотков, при неравномерном их движении по последующим лоткам и пересыпании с лотка на лоток.

Недостатком данного смесителя является низкая эффективность процесса смешивания, возможность образования застойных зон, что ограничивает область его применения.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности процесса смешивания, снижение удельных энергозатрат на проведение процесса смешивания и расширение области применения за счет достигнутой универсализации механизма равномерного смешивания.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что внутри неподвижного корпуса находится вращающийся шнек, на поверхности вала которого установлены турбулизирующие лопатки, снаружи корпуса смесителя расположены две соосно установленные конусообразные камеры, выполненные с возможностью вращения в противоположные стороны, причем правые стенки каждой конусообразной камеры выполнены неподвижными и через них проходит загрузочный патрубок, подающий продукт в меньшую конусообразную камеру, на внутренней поверхности меньшей конусообразной камеры установлены ковши, а на ее наружной поверхности - витки шнека, в конце корпуса выполнено отверстие для пересыпания продукта в меньшую конусообразную камеру, в конце меньшей конусообразной камеры имеются радиально расположенные разгрузочные овальные отверстия для пересыпания продукта в большую конусообразную камеру, в конце большей конусообразной камеры также выполнены радиально расположенные разгрузочные овальные отверстия для выгрузки готовой смеси из смесителя, причем вращение шнека и конусообразных камер осуществляется от одного привода через систему зубчатых передач.

На фиг.1 представлено объемное изображение смесителя для сыпучих продуктов, на фиг.2 - плоскостное изображение смесителя для сыпучих продуктов.

Смеситель для сыпучих продуктов состоит из четырех загрузочных патрубков 1, которые находятся на неподвижном корпусе 2, шнека 3 с турбулизирующими лопатками 4, двух подшипниковых опор 6 и зубчатого колеса 7. Снаружи корпуса 2 смесителя расположены две соосно установленные конусообразные камеры 8 и 12, выполненные с возможностью вращения в противоположные стороны. В конце корпуса 1 имеется выгрузочное отверстие 5 для пересыпания продукта в меньшую конусообразную камеру 8 (фиг.1).

Шнек 3 приводится во вращение мотор-редуктором 14 с помощью шестеренок 15, 7 и шестерни-сателлита 16.

На внутренней поверхности меньшей конусообразной камеры 8 установлены ковши 9, а на ее наружной поверхности - витки шнека 11. В конце меньшей конусообразной камеры 8 имеются радиально расположенные разгрузочные овальные отверстия 10 для пересыпания продукта в большую конусообразную камеру 12 (фиг.2).

На правой неподвижной стенке камеры 12 находится патрубок 22 для загрузки компонентов смеси. На левой подвижной стенке камеры 12 закреплена шестерня 20. Меньшая конусообразная камера 8 приводится во вращение мотор-редуктором 14 с помощью зубчатого колеса 15, шестерен-сателлитов 16 и 21, находящихся на валу, который закреплен в подшипниковых опорах 17, и зубчатого колеса 20. Колесо 20 с внутренним зацеплением жестко закреплено на левой боковой стенке камеры 8.

На левой стенке камеры 12 закреплено зубчатое колесо 19 с внутренним зацеплением. Большая конусообразная камера 12 выполнена с возможностью вращения: для этого конусообразный корпус камеры 12 с помощью жестко закрепленных на нем левой боковой стенки и зубчатого колеса 19 приводится во вращение с помощью шестерен-сателлитов 21 и 16, зубчатого колеса 15 мотор-редуктором 14. В конце большей конусообразной камеры 12 выполнены радиально расположенные разгрузочные овальные отверстия 13 для выгрузки готовой смеси из смесителя.

Смеситель установлен на опорах 18.

Смеситель для сыпучих продуктов (фиг.1, 2) работает следующим образом.

Включается мотор-редуктор 14, который с помощью зубчатых колес 15, 7 и шестерен-сателлитов 16 и 21 одновременно приводит во вращение шнек 3 и две соосно установленные конусообразные камеры 8 и 12, причем шнек 3 и меньшая конусообразная камера 8 вращаются по часовой стрелки, а большая конусообразная камера 12 вращается против часовой стрелки.

Различные компоненты из четырех загрузочных патрубков 1 поступает в зону загрузки корпуса 2, где захватываются вращающимся шнеком 3 с турбулизирующими лопатками 4. Форма, размеры и шаг расположения турбулизирующих лопаток 4 совместно с вращающимся шнеком 3 придают компонентам смеси турбулизированное, направленное вдоль оси шнека 3 движение в направлении выгрузочного отверстия 5. Интенсивное перемешивание сыпучих компонентов, различающихся структурно-механическими свойствами и гранулометрическим составом, обеспечивается за счет разницы сил трения между компонентами смеси, внутренней поверхностью корпуса 2 и поверхностью шнека 3. Достигнув конца корпуса 2, смесь компонентов пересыпается через выгрузочное отверстие 5 в меньшую конусообразную камеру 8.

Одновременно другие компоненты через загрузочный патрубок 22 подаются в меньшую конусообразную камеру 8, где происходит смешивание с компонентами смеси, поступившими из неподвижного корпуса 2 через выгрузочное отверстие 5 в камеру 8. Затем все эти компоненты смеси по внутренней наклонной поверхности вращающейся конусообразной камеры 8 перемещаются от загрузочного отверстия 5 при помощи ковшей 9, установленных с определенным шагом, интенсивно перемешиваясь, к радиально расположенным разгрузочным овальным отверстиям 10 для пересыпания смеси в большую конусообразную камеру 12.

Затем смесь через разгрузочные овальные отверстия 10 поступает в большую конусообразную камеру 12, в которой эффективное перемешивание достигается комбинированным воздействием вращающихся по часовой стрелки витков 11 на внешней поверхности меньшей конусообразной камеры 8 и вращением корпуса конусообразной камеры 12 против часовой стрелки. Подобное воздействие обеспечивает равномерное и дополнительное перемешивание сыпучих компонентов. Готовая смесь непрерывно разгружается через радиально расположенные разгрузочные овальные отверстия 13.

Из теории известно [Процессы и аппараты пищевых производств: Учеб. для вузов: В 2 кн. / А.Н.Остриков, Ю.В.Красовицкий, А.А.Шевцов и др.: Под ред. А.Н.Острикова. - Кн. 1. - СПб.: ГИОРД, 2007. - С.598-639.], что процесс смешивания складывается из трех элементарных процессов:

- конвективное смешивание - перемещения группы смежных частиц из одного места смеси в другое внедрением, скольжением слоев;

- диффузионное смешивание - постепенное перераспределение частиц через свежеобразованную границу их раздела;

- сегрегация частиц - сосредоточение частиц, имеющих близкую массу и размеры, в соответствующих местах смесителя под действием инерционных, гравитационных сил.

Если первые два процесса способствуют улучшению качества смеси, то последний - препятствует этому. В смесителе одновременно протекают все три процесса, но их влияние в разные периоды смешивания неодинаково. Процесс конвективного смешивания в первые моменты идет с большой скоростью, при этом скорость процесса почти не зависит от физико-механических свойств смеси. Главное влияние на скорость процесса смешивания в этот момент времени оказывает характер движения потоков частиц, который определяется конструкционными параметрами смесителя.

После того как компоненты в основном будут распределены по рабочему объему смесителя, процессы конвективного и диффузионного смешивания становятся, по их влиянию на общий процесс смешивания, сопоставимы. Начиная с некоторого момента, процесс диффузионного смешивания становится преобладающим.

Затем существенное влияние на процесс начинает оказывать сегрегация частиц. В какой-то момент времени эти процессы могут уравновеситься, после чего дальнейшее перемешивание теряет смысл, и процесс должен быть закончен.

Продолжительность диффузионного смешивания зависит и от физико-механических свойств смеси, из которых наибольшее значение имеют гранулометрический состав, плотность, форма и характер поверхности частиц, их влажность и сыпучесть. Чем ближе у компонентов указанные свойства, тем эффективнее их смешивание. Большее различие в размерах, плотности способствует сегрегации частиц. Имеет значение также число компонентов. С их увеличением доля каждого уменьшается, а процесс смешивания затрудняется.

Такое использование комбинированного воздействия на смесь сыпучих компонентов, а именно:

1) скольжения смеси компонентов по поверхности витков шнека 3;

2) обеспечения вихревого движения потока смеси компонентов турбулизирующими лопатками 4;

3) перемешивание движущегося потока смеси ковшами 9;

4) пересыпания смеси компонентов из цилиндрической внутренней секции корпуса 2 в конусообразную камеру 8 и далее в большую конусообразную камеру 12;

способствует интенсивному протеканию конвективного и диффузионного смешивания, но препятствует сегрегации частиц. Это существенно повышает эффективность процесса смешивания сыпучих компонентов.

Предлагаемый смеситель для сыпучих продуктов имеет следующие преимущества:

- повышение эффективности процесса смешивания за счет применения оригинальных по конструкции турбулизирующих лопаток 4, ковшей 9 и соосно установленных конусообразных камер 8 и 12; а также за счет раздельного ведения компонентов смеси через патрубки 1 и других компонентов через патрубок 22;

- снижение удельных энергозатрат на проведение процесса смешивания за счет минимизации продолжительности процесса смешивания и комбинирования различных по интенсивности способов перемешивания;

- расширение области применения за счет достигнутой универсализации механизма равномерного смешивания.

Смеситель для сыпучих продуктов, содержащий корпус, разгрузочную камеру, шестерни с коническим днищем, патрубки для загрузки и выгрузки продукта, отличающийся тем, что внутри неподвижного корпуса находится вращающийся шнек, на поверхности вала которого установлены турбулизирующие лопатки, снаружи корпуса смесителя расположены две соосно установленные конусообразные камеры, выполненные с возможностью вращения в противоположные стороны, причем правые стенки каждой конусообразной камеры выполнены неподвижными и через них проходит загрузочный патрубок, подающий продукт в меньшую конусообразную камеру, на внутренней поверхности меньшей конусообразной камеры установлены ковши, а на ее наружной поверхности - витки шнека, в конце корпуса выполнено отверстие для пересыпания продукта в меньшую конусообразную камеру, в конце меньшей конусообразной камеры имеются радиально расположенные разгрузочные овальные отверстия для пересыпания продукта в большую конусообразную камеру, в конце большей конусообразной камеры также выполнены радиально расположенные разгрузочные овальные отверстия для выгрузки готовой смеси из смесителя, причем вращение шнека и конусообразных камер осуществляется от одного привода через систему зубчатых передач.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для приготовления бетонных смесей. .

Изобретение относится к области устройств для смешения сыпучих материалов и жидких сред и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания различных сыпучих, преимущественно порошкообразных материалов, и может быть использовано для получения многокомпонентных смесей.

Смеситель // 2270054
Изобретение относится к области устройств для смешения сыпучих и жидких материалов и может найти применение в строительной, химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов, связанных с перемешиванием сыпучих материалов и вязких жидкостей, может применятся в химической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к устройствам для смешения сыпучих материалов и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области переработки высокоактивных растворов, образующихся при регенерации отработанного ядерного топлива. .

Изобретение относится к устройству и способу, предназначенным для содержания множества изделий в ограниченном пространстве и для облегчения перемешивания этих изделий.

Изобретение относится к устройствам для приготовления продукции во встряхивающих, качающихся и вибрирующих устройствах, и может быть применено в лакокрасочной промышленности

Изобретение относится к области устройств для смешивания различных сыпучих материалов и жидких сред и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности. Установка содержит барабанный смеситель с приводом, опорные стойки, дозатор, бункеры для загрузки компонентов и приема смеси. Корпус смесителя выполнен из цилиндрических обечаек, расположенных под углом друг к другу и относительно оси вала и установлен на двух опорах, причем одна опора вала полая, через которую осуществляется загрузка исходных компонентов шнеком дозатора. В корпусе смесителя размещено перемешивающее устройство, которое состоит из перфорированных перегородок, расположенных параллельно оси вала в шахматном порядке в местах соединения обечаек между собой. В крышке корпуса смесителя, расположенной со стороны привода, выполнено отверстие в виде сегмента для выгрузки приготовленной смеси в бункер приема смеси, закрываемое подвижной заслонкой. Технический результат состоит в интенсификации перемешивания компонентов во время их транспортирования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности. Смеситель содержит: раму, устройство загрузки и выгрузки материалов, барабан, Г-образные лопасти, закрепленные на центральном валу внутри барабана. За счет возможности поворота Г-образных лопастей друг относительно друга на 360° их можно устанавливать в шахматном или спиралевидном порядке. В результате этого достигается интенсификация процесса смешивания сыпучих материалов в поперечном сечении, а также рециркуляция смеси, в результате чего повышается качество готового продукта. 3 ил.

Изобретение относится к предварительной обработке дисперсных материалов перед дальнейшим использованием в технологическом процессе, например, на предприятиях черной и цветной металлургии или затариванием в мешки. Барабанный окомкователь содержит полый цилиндр, наклонную плиту, размещенную внутри цилиндра и закрепленную на неподвижной опорной балке, входную и выходную течки, наклонная плита выполнена в виде ленточного конвейера, смонтированного на неподвижной опорной балке с возможностью радиального перемещения параллельно оси цилиндра, а оси приводных и нижних опорных роликов бесконечной ленты конвейера размещены с одинаковым шагом по дуге окружности радиуса, равного 0,65…0,7 внутреннего радиуса цилиндра, опирающейся на угол 120…140 градусов. Кроме того, барабанный окомкователь может быть снабжен двумя ленточными конвейерами, смонтированными один под другим, причем верхний конвейер установлен с возможностью изменения угла наклона верхней ветви бесконечной ленты, скорости и направления ее движения. Разделение поднимающегося и скатывающегося слоев дисперсного материала с помощью ленточного конвейера предлагаемого конструктивного исполнения позволяет обеспечить необходимую величину уплотнения материала в зазоре между внутренней поверхностью полого цилиндра и нижней ветвью бесконечной ленты конвейера в режиме транспортирования и рациональные условия движения материала в скатывающемся слое по верхней ветви конвейера. Использование двух конвейеров позволяет создать условия роста гранул, близкие к оптимальным. Изобретение обеспечивает увеличение производительности окомкователя и улучшение качества гранул. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам перемешивания многокомпонентных жидких материалов, например красок, в бочках для достижения их однородного состава перед сливом в емкости меньшего объема. Способ включает выбор и установку перемешивающего элемента в полости бочки, закрепление его в бочке с последующим взаимодействием с материалом путем вращения бочки. Перемешивающий элемент выбирают в виде тяжелой гирлянды и закрепляют только в горловине бочки, а взаимодействие его с материалом осуществляют путем вращения бочки вокруг оси, несовпадающей с продольной осью бочки. Изобретение позволяет существенно сократить время перемешивания многокомпонентных жидких материалов, красок, суспензий, снизить потери твердой фазы материала, как правило, остающегося после его слива на дне бочки в виде осадка. 2 ил.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Агрегат содержит устройства загрузки и выгрузки, шнек, имеющий симметрично расположенные спирали с противоположным направлением витков. На внутренней поверхности корпуса шнека установлены выступы. К центральной части корпуса шнека в зоне стыковки спиралей подсоединен наклонный патрубок с цилиндрической камерой, в которой размещен барабан с чередующимися в окружном направлении цельными и раздельными радиальными эластичными элементами. В зоне выхода из цилиндрической камеры установлен отбойник с возможностью регулирования угла наклона к вертикальной плоскости. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса смешения влажных и склонных к слипанию материалов. 5 ил.

Изобретение относится к смесителям и может использоваться в машиностроительной, медицинской, сельскохозяйственной, строительной и других отраслях промышленности, в частности, для перемешивания сухих и жидких компонентов смеси. Смеситель содержит пространственный кривошип 1 и пространственный пруток 3, оси отверстий которых скрещиваются в пространстве под равными углами и с кратчайшим расстоянием между этими осями, пространственный мотыль 2 и ведущий пространственный шатун 4 с двумя отверстиями, оси которых скрещиваются под прямым углом и с кратчайшим расстоянием между этими осями, последовательно шарнирно соединенные между собой. На осях шарниров установлены три барабана для размещения перемешиваемых компонентов смеси. Валы ведущего пространственного кривошипа 1 и пространственного шатуна 4 связаны каждый со своим мотор-редукторами 6 и 12. Технический результат состоит в повышении эффективности путем упрощения конструкции с одновременным повышением качества перемешивания и увеличения амплитуд перемещения рабочего органа. 1 ил.

Изобретение предназначено для использования в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Устройство содержит устройства загрузки и выгрузки, приводы вращательного движения, барабан со спиральными направляющими на внутренней поверхности, во внутреннем объеме которого размещен вал с дисками, на боковой поверхности которых установлены радиальные эластичные элементы. К барабану в зоне загрузки примыкает наклонный лоток с наклоном в сторону барабана и сообщающийся с ним, а в зоне наклонного лотка на валу размещены водила со свободно насаженными на них мелющими дисками, имеющими на боковых поверхностях выступы. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса измельчения. 2 ил.

Изобретение относится к машинам для приготовления кормов. Машина содержит винтовой барабан, средство для загрузки компонентов кормов и средство для приема готовых кормов, вмонтированы загрузочное и разгрузочно-сепарирующее приспособления. Приспособления выполнены в виде втулок, с наружной стороны которых выполнены фланцевые диски с отверстиями для жесткого крепления их к фланцевым дискам, смонтированным и жестко прикрепленным с двух сторон винтового барабана на торцевых его отверстиях. К внутренней поверхности втулок под углом, равным углу наклона винтовых линий основного направления винтового барабана к оси его вращения и к продольным образующим втулок, прикреплены криволинейные винтовые вставки в виде криволинейных пластин. В разгрузочно-сепарирующем приспособлении винтовые вставки выполнены перфорированными и выступают за пределы втулки. Внутри барабана по всей его длине смонтирована цельная пружина растяжения. Барабан изготовлен из отдельных направляющих элементов ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления. Барабан может быть также выполнен из трех полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140 градусов по надрезам, выполненным под углом 60 градусов друг к другу и к продольной кромке полос с образованием равносторонних треугольников. Использование изобретения позволит повысить качество приготовления кормов. 22 ил.
Наверх