Смеситель
Владельцы патента RU 2471540:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано для приготовления сухих сыпучих смесей с резко различающимися физико-механическими свойствами ингредиентов. Область применения - строительное производство, производство технического углерода, сельскохозяйственное и химическое производство. Смеситель содержит раму и установленную на ней горизонтальную емкость, образованную укрепленными на горизонтальном валу дисками и охватывающей их бесконечной лентой, привод, патрубки загрузки компонентов и выгрузки смеси. Дополнительные перемешивающие органы выполнены в виде шнеков, спирали которых имеют противоположные друг другу направления. Валы шарнирно установлены на дисках и кинематически связаны с приводом посредством планетарной передачи. Технический результат состоит в повышении эффективности смешивания за счет воздействия на застойную область смеси дополнительных рабочих органов и совмещения их привода с приводом рабочей ленты, а также за счет дополнительной циркуляции смеси и перемешивания ее в осевом направлении. 2 ил.
Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов. Предлагаемый смеситель предназначен для приготовления сухих сыпучих смесей, в том числе с высоким соотношением плотностей смешиваемых компонентов. Область применения - строительное производство, производство технического углерода, порошковых красок, сельскохозяйственное и химическое производство.
Известен смеситель, содержащий раму, установленную на ней горизонтальную емкость, образованную укрепленными на горизонтальном валу дисками и охватывающей их бесконечной лентой, привод, патрубки загрузки компонентов и выгрузки смеси, дополнительные перемешивающие лопасти, установленные на ленте (патент РФ №2191622, БИ №30, от 27.10.02).
К недостаткам данного смесителя относится трудоемкость изготовления ленты с лопастями, а также их невысокая долговечность при знакопеременных нагрузках, которым они подвергаются при работе смесителя. Также не очень высока здесь эффективность смешивания, поскольку результатом воздействия лопастей является перетасовка смеси после ее падения с лопасти в емкость. Отсутствует активное воздействие лопастей на застойную зону в центре циркуляции смеси, поскольку лопасти движутся вместе с материалом.
Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому является смеситель, содержащий раму, установленную на ней горизонтальную емкость, образованную укрепленными на горизонтальном валу дисками и охватывающей их бесконечной лентой, привод, патрубки загрузки компонентов и выгрузки смеси, дополнительные перемешивающие органы (патент РФ №2188124, Бюл. №24, от 27.08.02).
Недостатком прототипа является его высокая энергоемкость и металлоемкость в силу необходимости использования дополнительного привода перемешивающих органов (бил, щеток), установленных на вспомогательном барабане. Кроме того, при воздействии щеток барабана на компоненты, частицы которых значительно различаются по плотностям, усиливается их сегрегация. Поэтому данный смеситель может быть использован лишь для приготовления смесей из компонентов, мало отличающихся по своей плотности.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности процесса смешивания при получении смесей компонентов, отличающихся по плотности частиц, а также снижение энергоемкости.
Предлагается смеситель, содержащий раму, установленную на ней горизонтальную емкость, образованную укрепленными на горизонтальном валу дисками, привод, дополнительные перемешивающие органы, выполненные в виде парных шнеков, спирали которых имеют противоположные друг другу направления навивки, а их валы шарнирно установлены на дисках и кинематически связаны с приводом посредством планетарной передачи.
На фиг.1 показан общий вид смесителя.
На фиг.2 показан разрез А-А смесителя.
Смеситель содержит раму 1 и установленную на ней горизонтальную емкость, образованную укрепленными на горизонтальном валу 2 дисками 3, 4 и охватывающей их бесконечной лентой 5, патрубки подачи компонентов 6 и выгрузки смеси 7. Лента огибает натяжные ролики 8, 9 и приводной ролик 10. Внутри емкости размещены горизонтальные шнеки 11, валы которых установлены на дисках 3, 4 в подшипниках 12. На валах шнеков жестко установлены шестерни 13, находящиеся в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 14, размещенным свободно на валу 2 и закрепленным на раме 1. Таким образом, шестерни 13 (сателлиты) с неподвижным зубчатым колесом 14 образуют планетарную передачу. Привод содержит двигатель 15, редуктор 16 и соединен с роликом 10.
Компоненты дозаторами через патрубок 6 загружаются в цилиндрическую емкость, образованную дисками 3, 4 и лентой 5. При работе привода лента 5 приходит в движение, и находящиеся с ней в контакте диски 3, 4 начинают вращаться вместе со шнеками 11. Компоненты, находящиеся в рабочей емкости, поднимаются вверх и обрушиваются, достигнув некоторого уровня. Перемешивание компонентов происходит преимущественно в потоке обрушения материала. При прохождении шнеков через смесь происходит дополнительное конвективное воздействие на ее компоненты. Кроме того, вращающиеся шнеки периодически проходят через центр циркуляции смеси, вокруг которого формируется застойная зона и «выдавливают» локализующиеся здесь в результате сегрегации частицы в область активного смешивания. Причем при прохождении через смесь шнека со спиралью правого направления происходит сдвиг слоев в сторону диска 3, а при прохождении через смесь шнека с левой спиралью осуществляется сдвиг слоев материла к диску 4. При этом происходит дополнительная циркуляция и перемешивание смеси в осевом направлении. Готовая смесь выгружается из емкости через патрубок 7 при реверсе привода.
Таким образом, использование в смесителе нового сочетания конструктивных элементов обеспечивает снижение его энергоемкости, позволяет повысить эффективность процесса смешивания, особенно при переработке компонентов с резко различающимися физико-механическими свойствами.
Применение в смесителе планетарной передачи, обеспечивающей кинематическую связь дополнительных перемешивающих органов, выполненных в виде шнеков, приводит к снижению его энергоемкости и металлоемкости за счет совмещения привода дополнительных перемешивающих органов с основным. Кроме того, благодаря кинематической связи дополнительных перемешивающих органов (шнеков) с приводом обеспечивается их вращение относительно собственных осей и оси вала 2 и конвективное воздействие на смесь в застойной области, необходимое при переработке составов с резко различающимися физико-механическими свойствами. Достигается также осевое смешивание благодаря периодическому воздействию на смесь шнеков, имеющих противоположные направления навивки спиралей. При этом смесь попеременно сдвигается в противоположных направлениях вдоль оси вала 2.
Смеситель, содержащий раму, установленную на ней горизонтальную емкость, образованную укрепленными на горизонтальном валу дисками и охватывающей их бесконечной лентой, привод, патрубки загрузки компонентов и выгрузки смеси, дополнительные перемешивающие органы, отличающийся тем, что дополнительные перемешивающие органы выполнены в виде шнеков, спирали которых имеют противоположные друг другу направления навивки, а их валы шарнирно установлены на дисках и кинематически связаны с приводом посредством планетарной передачи.
