Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к организации процессов смешивания материалов и может использоваться в различных отраслях народного хозяйства. Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов включает их подъем на заданную высоту и размещение в загрузочном бункере, причем каждый из смешиваемых материалов размещается в отдельном отсеке бункера, а смешивание происходит при одновременном истечении из бункера смешиваемых материалов с сохранением заданных пропорций, организацией потока и свободном падении потока на приводные лопасти, а хаотичные вращения материалов при смешивании происходят за счет вращения лопастей. Устройство для осуществления гравитационного способа смешивания сыпучих материалов состоит из вертикального загрузочного бункера в виде усеченного осесимметричного конуса с шибером и выпускной трубы, организующей поток, в которой закреплен вертикальный вал смесителя с приводными лопастями, установленными с возможностью преобразования кинетической энергии свободного падения смешиваемых материалов в энергию вращения, причем полость бункера снабжена вертикальными перегородками, выполненными с возможностью регулирования их положения, а приводные лопасти могут иметь более одного ярусов. Изобретение обеспечивает смешивание сыпучих материалов без привлечения внешних источников энергии. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов и устройство для его осуществления относится к организации процессов и оборудования для смешивания материалов и может использоваться в различных отраслях народного хозяйства.

Уровень техники

Известен способ приготовления смеси сыпучих материалов [см. кн. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна / Под ред. А.Я. Соколова. - М: Колос, 1984, с. 207]. Данный способ заключается в том, что все компоненты поднимают и загружают в смеситель через загрузочное отверстие, затем следует принудительный рабочий процесс - смешивание, при котором лопасти многократно перемещает компоненты внутри смесителя. За счет циркуляции компоненты равномерно распределяются по всему объему, после чего смесь выгружается.

Известен способ приготовления смеси порошкообразных и мелкозернистых сыпучих материалов в лопастном смесителе, включающий загрузку компонентов и их принудительное смешивание за счет организации «поршневого» и сдвигового перемещения частиц компонентов смеси лопастями и выгрузку готовой смеси, причем выгрузка готовой смеси осуществляют через разгрузочное отверстие в одной из крайних частей смесителя, для чего организуют поворот лопаток, находящихся диаметрально противоположно в одном ряду рабочих органов, на различный угол: одних на угол от 0° до α=180°-αк, где αк - критический угол поворота, равный 60-70°, а противоположных им лопаток на угол от 0° до αк [см. патент №2398622 (РФ), кл. B01F 7/04, (РФ), 10.09.2010].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаему способу является гравитационный способ смешивания сыпучих материалов, извлекаемый из работы гравитационного бетоносмесителя, включающий подъем компонентов. При вращении барабана компоненты подхватываются лопастями и сбрасываются вниз с перемешиванием при вращении [см. Д.П. Волков и др. Строительные машины. - М. Высшая школа, 1988, с. 240 рис. 7.1 и 7.2].

Известен смеситель для перемешивания сыпучих материалов, содержащий цилиндрический барабан, внутри которого консольно расположен вал с закрепленными на нем лопастями, ось вала смещена относительно оси барабана, причем на внутренней поверхности барабана закреплен трехзаходный винтовой шнек, имеющий разрывы в плоскостях вращения лопастей вертикального вала, оси барабана смесителя и лопастного вала расположены под углом к горизонту, лопасти, расположенные в верхнем ряду вала, имеют обратный угол установки относительно лопастей нижних рядов [см. патент №112643 (РФ), кл. B01F 9/00, (РФ), 20.01.2012].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являются паровая турбина или гидротурбина, которые приводятся во вращательное движение за счет воздействия на лопасти из вне жидкости, пара, воды [см. Физические основы механики / С.Э. Хайкин. - М.: Физматгиз, 1663, с. 540-541, рис. 309.310].

Раскрытие изобретения

Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов, включающий их подъем на заданную высоту и размещение в загрузочном бункере, причем каждый из смешиваемых материалов размещается в отдельном отсеке бункера, а смешивание происходит при одновременном истечении из бункера смешиваемых материалов с сохранением заданных пропорций, организацией потока и свободном падении потока на приводные лопасти, а хаотичное вращение материалов при смешивании происходит за счет вращения лопастей.

Устройство для осуществления гравитационного способа смешивания различных сыпучих материалов состоит из вертикального загрузочного бункера, выполненного в виде усеченного осесимметричного конуса, причем к нижней части бункера жестко закреплен переходной патрубок квадратного поперечного сечения, снабженный шибером, а к патрубку жестко закреплена организующая поток выпускная труба, в которой осесимметрично размещен вертикальный вал смесителя, выполненный с возможностью вращения и с закрепленными на валу лопастями и с возможностью преобразования кинетической энергии свободного падения организованного потока смешиваемых материалов на лопасти в энергию вращения вертикального вала смесителя, причем полость бункера снабжена вертикальными перегородками, выполненными с возможностью регулирования их положения путем поворота перегородок относительно вертикальной оси бункера и временного закрепления.

Приводные лопасти, закрепленные на оси вращения смесителя, могут иметь несколько ярусов, причем лопасти, расположенные ниже приводных лопастей, могут иметь другую геометрию.

Смешивание сыпучих материалов происходит следующим образом.

В вертикальном загрузочном бункере устанавливаются и закрепляются вертикальные перегородки, образуя отсеки, исходя из требуемых соотношений смешиваемых материалов и скорости истечения каждого компонента из отверстий в бункере. Размеры отверстий определяются сохранением пропорций при одновременном истечении всех компонентов из бункера. При закрытом шибере каждый отсек заполняется одним компонентом из числа смешиваемых. Затем открывается шибер и поток смешиваемых материалов под действием гравитации падает по организующей поток выпускной трубе вниз, попадая на приводные лопасти. При взаимодействии потока с приводными лопастями на каждой из них возникает горизонтальная составляющая, образующая крутящий момент, приводящий к вращению вала смесителя с закрепленными на нем лопастями, которые вместе с приводными лопастями и осуществляют перемешивание.

Скорость вращения лопастей (производительность смесителя) определяется высотой падения сыпучих материалов и геометрией приводных лопастей, а число ярусов и форма лопастей определяет качество достигаемого результата.

Предлагаемое изобретение экономично, так как не требует привлечения внешних источников энергии и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в том числе в фермерских хозяйствах.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематично показано устройство.

На фиг. 2 представлены приводные лопасти.

На фиг. 3 представлен вариант лопасти перемешивания.

На фиг. 4 представлена вертикальная перегородка.

На фиг. 5 показан вариант размещения перегородок в плане.

Осуществление изобретения

Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов, включающий их подъем на заданную высоту и размещение в загрузочном бункере, причем каждый из смешиваемых материалов размещается в отдельном отсеке бункера, а смешивание происходит при одновременном истечении из бункера смешиваемых материалов с сохранением заданных пропорций, организации потока тока и свободном падении потока на приводные лопасти, а хаотичное вращение материалов при смешивании происходит за счет вращения лопастей.

Устройство для осуществления гравитационного способа смешивания различных сыпучих материалов (фиг. 1) состоит из вертикального загрузочного бункера 1, выполненного в виде усеченного осесимметричного конуса, к нижней части которого жестко закреплен переходный патрубок квадратного поперечного сечения 2, снабженный шибером 3, а к патрубку закреплена организующая поток выпускная труба 4, в которой болтами 5 закреплены две разнесенными по высоте направляющие опоры 6 и 7 с осевыми отверстиями, в которых размещен вертикальный вал смесителя 8 с жестко закрепленным на нем вверху шайбой 9, исключающей выпадение вала вниз, на который надеты и закреплены к валу болтами 10 с контргайками 11 полые цилиндрические элементы 12 с жестко закрепленными к ним, например сваркой, пластинами 13, образующие приводные лопасти и лопасти перемешивания, причем вверху вала размещены приводные лопасти 14, с наклоном пластин 13, выполненных для вращения при взаимодействии пластин 13 с падающим потоком сыпучих материалов, а лопасти перемешивания 15 выполнены с противоположным направлением пластин 13 и размещены на валу под лопастями 14, лопасти перемешивания 16 с вертикальным положением пластин 13 размещены на валу ниже лопастей 15, причем в полости бункера 1 размещены вертикальные перегородки 17 трапецеидальной формы, сопрягаемые с геометрией загрузочного бункера, снабженные проушинами 18, надетыми на осевой вертикальный стержень 19 с ограничителями вверху и внизу, например, верхней 20 и нижней 21 гайками, а на периферии верхних кромок перегородок размещены жестко соединенными с ними стопорные устройствами 22 с винтами 23.

Все соприкасающиеся поверхности вращения снабжены антифрикционными покрытиями, антифрикционными шайбами, прокладками, например, из тефлона.

Количество ярусов с приводными лопастями может быть больше одного (не показано).

На фиг. показана схема смесителя с тремя ярусами лопастей, верхний ярус содержит приводные лопасти 14, обеспечивающие вращение вертикального вала 8, два нижних яруса с лопастями перемешивания 15 и 16 - предназначенными только для смешивания компонентов.

Смешивание сыпучих материалов происходит следующим образом.

Смеситель устанавливается и закрепляется на жестком стержневом каркасе 25 (фиг. 1). В вертикальном загрузочном бункере 1 устанавливаются перегородки 17, образуя отсеки, исходя из требуемых соотношений смешиваемых материалов и скорости истечения каждого компонента из отверстий в бункере. Положение этих перегородок фиксируется стопорными устройствами 22 и винтами 23, закручиванием их до упора со стенкой бункера (фиг. 5). Предварительно размеры отсеков определяются площадью выпускных отверстий, образующихся после установки перегородок 17 с сохранением требуемых пропорций при одновременном истечении всех компонентов из отсеков бункера. При закрытом шибере 3 каждый отсек заполняется одним компонентом из числа смешиваемых. Затем открывается шибер 3 и поток смешиваемых материалов под действием гравитации падает по организующей поток выпускной трубе 4 вниз, попадая на приводные лопасти 14. При взаимодействии потока с приводными лопастями 14 возникает горизонтальная составляющая, образующая крутящий момент, приводящий к вращению вертикального вала смесителя 8 с закрепленными на нем лопастями перемешивания 15 и 16, которые вместе с приводными лопастями 14 и осуществляют перемешивание.

Перемешанный продукт 24 поступает из выпускной трубы 4 в тару (мешок) 26. Перемешивание может осуществляется порционно и непрерывно. В первом случае после опорожнения загруженного бункера шибер 3 закрывается и операция по загрузке бункера исходными компонентами и их перемешиванию повторяется. Во втором - загрузка отсеков (подсыпка компонентов) осуществляется без прекращения работы.

Скорость вращения лопастей (производительность смесителя) определяется высотой падения сыпучих материалов и геометрией приводных лопастей, а число ярусов и форма лопастей каждого яруса определяет качество достигаемого результата.

Предлагаемое изобретение экономично, так как не требует привлечения внешних источников энергии и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в том числе в фермерских хозяйствах.

1. Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов, включающий их подъем на заданную высоту и размещение в загрузочном бункере, отличающийся тем, что каждый из смешиваемых материалов размещается в отдельном отсеке бункера, а смешивание происходит при одновременном истечении из бункера смешиваемых материалов с сохранением заданных пропорций, организацией потока смешиваемых материалов и свободном падении потока на приводные лопасти, а хаотичные движения материалов, при смешивании происходят за счет вращения лопастей.

2. Устройство для осуществления гравитационного способа смешивания различных сыпучих материалов, включающее вертикальный вал, вертикальный загрузочный бункер, выполненный в виде усеченного осесимметричного конуса с шибером и закрепленных на вертикальном валу лопастей, отличающееся тем, что к нижней части бункера жестко закреплен переходной патрубок квадратного поперечного сечения, снабженный шибером, к патрубку жестко закреплена организующая поток выпускная труба, в которой осесимметрично закреплен вертикальный вал смесителя с закрепленными к нему приводными лопастями, выполненными с возможностью преобразования кинетической энергии свободного падения организованного потока смешиваемых материалов на приводные лопасти в энергию вращения вертикального вала, причем полость бункера снабжена вертикальными перегородками, выполненными с возможностью регулирования их положения путем поворота перегородок относительно вертикальной оси бункера и временного закрепления.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что на вертикальном валу смесителя может быть размещено более одного, например, два яруса приводных лопастей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологическим устройствам для смешивания жидких масел с термоплавкими противокоррозионными присадками, различающихся по плотности и вязкости, может быть использовано в промышленности и сельскохозяйственной отрасли в процессе получения консервационных смазок для защиты металлоизделий от коррозии.

Изобретение относится к перемешивающим устройствам и может быть использовано для перемешивания жидкостей различной вязкости на предприятиях химической, фармацевтической, пищевой и в других отраслях промышленности, а также в учебных заведениях.

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

Мешалка // 2591298
Изобретение относится к устройствам для перемешивания жидких сред. В мешалке, содержащей вращающийся полый стержень с закрепленными на нем лопастями, в полости стержня расположен электронагревательный элемент, контактирующий с жидким теплоносителем, находящимся в полых лопастях.

Изобретение относится к аппаратам емкостного типа, предназначенным для проведения различных тепло- и массообменных процессов химической технологии, в которых требуется создание однородного поля концентраций и температур во всем объеме перемешиваемой среды при рациональных затратах мощности.

Изобретение относится к пищевой, сельскохозяйственной, химической и другим отраслям промышленности и предназначено для смешивания вязко-пластичных и сыпучих масс, получения упорядоченного распределения исходных компонентов внутри готовой смеси, может быть использовано при производстве строительных материалов, а также для приготовления вафельного теста.

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и может быть использовано в аппаратурно-технологических схемах производства глинозема из алюминийсодержащего сырья.

Смеситель // 2561115
Изобретение предназначено для приготовления однородных гомогенных смесей и может быть использовано в химической промышленности при изготовлении лопастей для перемешивающих устройств.

Смеситель // 2534797
Изобретение относится к устройствам для перемешивания многокомпонентных сыпучих и жидких материалов, взбивания кондитерских масс в производствах с периодическим и непрерывным режимами работы.

Изобретение относится к перемешивающим устройствам, предназначено для перемешивания жидкостей различной вязкости и может быть использовано для производства водки, обогащенной ионами золота, серебра, стабилизации вин и соков, охлаждения молока, растворения твердых материалов.

Изобретение описывает компаундированный полимер, включающий (a) полиамид и (b) полимер олефин-малеинового ангидрида, полученный сополимеризацией малеинового ангидрида и олефина, выбранного из группы, состоящей из этилена, пропилена, изобутилена, бутена-1, октена, бутадиена, стирола, изопрена, гексена, додецена, додецена-1 и тетрадецена; где компаундированный полимер получают компаундированием полиамида и полимера олефин-малеинового ангидрида, где полимер олефин-малеинового ангидрида имеет молярное соотношение малеинового ангидрида к олефину от 1:10 до 10:1 и где полимер олефин-малеинового ангидрида присутствует в концентрации от 0,01% до 5,0%.

Изобретение относится к способам для разрыхления, растаривания, перемешивания сыпучих материалов в гибкой таре: контейнерах, мешках, Биг-бэгах многоразового использования.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, более конкретно к смесеприготовлению, а именно к машинам для смешивания сыпучих материалов, в частности кормов, и может быть использовано в комбикормовой, химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.

Настоящее изобретение относится к улавливающему устройству, которое улавливает порошкообразный добавляемый агент, выталкиваемый из напорного пластикатора закрытого типа для пластикации пластицируемого материала с высокой вязкостью, такого как каучук, пластик и керамика, и способу улавливания порошкообразного добавляемого агента, используя улавливающее устройство.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области перемешивающих устройств и может быть использовано в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к клапану-пульсатору роторного типа и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности. Клапан-пульсатор содержит корпус с крышками, выполненный в виде полого цилиндра, имеющий отверстия, сообщающиеся с технологическим аппаратом и линией подачи газа, оснащенный подшипниковыми опорами, в которых установлен ротор с отверстиями на боковой поверхности для прохода газа.

Изобретение относится к области перемешивающих устройств и может применяться в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для смешивания. Вибрационная установка содержит упруго установленную на основании рабочую камеру.
Наверх