Вибрационный смеситель


 


Владельцы патента RU 2613045:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)" (RU)

Изобретение относится к устройствам непрерывного действия для приготовления сыпучих композиций. Вибрационный смеситель содержит закрепленный на вертикальной трубчатой колонне рабочий орган, выполненный в виде перфорированного винтового лотка, заканчивающегося снизу сплошным витком, патрубок ввода ингредиентов, расположенный над рабочим органом, упругий элемент, закрепленный на несущей конструкции, и вибратор, отличающийся тем, что патрубок вывода готовой композиции установлен в конце сплошного витка. Ингредиенты поступают на верхний виток рабочего органа через патрубок ввода. Под действием колебаний, создаваемых вибратором, частицы сыпучего материала, перемещаясь вниз по рабочему органу, смешиваются. Готовый продукт удаляется из аппарата снизу через патрубок вывода, установленный в конце сплошного витка. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности работы вибрационного смесителя и качества композиции. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам непрерывного действия для приготовления композиций из сыпучих материалов и может найти применение в пищевой, химической, строительной и других отраслях промышленности.

Известен вибрационный смеситель [1] с вертикальным корпусом и закрепленным внутри него перемешивающим органом, выполненным с плоской перфорированной винтовой поверхностью и двумя перфорированными дисками. Один диск расположен выше верхнего витка шнека на величину, равную его шагу, а второй, снабженный диафрагменным затвором, - у кромки нижнего витка. Сверху на корпусе устройства закреплены крышка со штоком и патрубком ввода ингредиентов, а снизу - коническое днище с патрубком вывода готовой смеси. Шток и патрубок вывода расположены в соосных опорах с упругими элементами. Вибратор генерирует силовые импульсы, которые посредством штока и корпуса передаются перемешивающему органу. При этом специальная кинематическая система, состоящая из штанг, крестовин и ползунов, обеспечивает ему требуемые винтовые колебания для воздействия на сыпучий материал.

Недостатками вибрационного смесителя являются большие габариты, вызванные наличием конического днища для направления готового продукта в выводной патрубок, а также сложность изготовления и эксплуатация диафрагменного затвора.

Наиболее близким техническим решением является вибрационный смеситель [2] с закрепленным на вертикальной трубчатой колонне рабочим органом, выполненным в виде перфорированного винтового лотка, заканчивающегося снизу сплошным витком. Последний необходим для сбора готовой композиции и ее направления к выпускному патрубку, расположенному между перфорированным участком и сплошным под подвижной пластиной. Смеситель также содержит вибратор, упругие элементы, закрепленные на несущих конструкциях, и установленный над рабочим органом патрубок ввода сыпучих ингредиентов. Для получения композиции заданного качества в аппарате организованы два потока материала: основной - просеивание через перфорацию лотка; и вспомогательный - подъем по виткам на рециркуляцию. Направление движения сыпучего материала и соотношение потоков задаются колебаниями, создаваемыми вибратором.

Недостатками вибрационного смесителя являются высокая нестабильность его работы и качества композиции. Это обусловлено тем, что на расходные характеристики перфорации рабочего органа сильно влияет высота слоя материала на витках. С ее повышением производительность отверстий существенно падает, а с понижением - растет. В свою очередь, она зависит от флуктуации параметров вибрации, свойств ингредиентов и производительности дозирующего оборудования. Например, даже незначительное увеличение подачи ингредиентов на верхний виток смесителя вызывает на нем лавинообразный подъем высоты слоя и его «захлебывание». При уменьшении подачи - к «опорожнению» всего рабочего органа. Фактически аппарат работает в состоянии «неустойчивого равновесия», что снижает качество композиции.

Техническим результатом является повышение стабильности работы вибрационного смесителя и качества композиции. Это достигнуто за счет установки выпускного патрубка в конце нижнего сплошного витка, необходимого для сбора готовой композиции. В свою очередь, это позволило изменить организацию движения дисперсного материала внутри аппарата. В новой конструкции основной поток сыпучей массы течет вниз по винтовому лотку рабочего органа, а вспомогательный - просеивается через перфорацию.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства.

Вибрационный смеситель содержит закрепленный на вертикальной трубчатой колонне 1 рабочий орган, выполненный в виде перфорированного винтового лотка 2, заканчивающегося снизу сплошным витком 3 (лотком), в конце которого установлен патрубок вывода 4 готовой композиции. Смеситель также укомплектован патрубком ввода ингредиентов 5, расположенным над рабочим органом, упругим элементом 6, закрепленным на несущей конструкции 7, и вибратором 8. С внешней стороны винтовая поверхность может быть ограничена или вертикальным бортом, как на фиг. 1, или съемным цилиндрическим кожухом (не показан).

Вибрационный смеситель работает следующим образом.

Вибратор 8 побуждает рабочий орган совершать пространственные колебания, например винтовые, с интенсивностью, необходимой для возникновения на лотках 2 и 3 вибкокипящего слоя из дисперсного материала, а также для создания основного потока - виброперемещение материала под уклон. Упругий элемент 6 поддерживает заданные параметры колебаний и виброизолирует несущую конструкцию 7.

Ингредиенты непрерывно или циклически поступают через патрубок ввода 5 (фиг. 1) на верхний виток перфорированного лотка 2. По мере перемещения вниз по винтовой поверхности они смешиваются в вибкокипящем слое, достигая на последнем нижнем сплошном витке 3 требуемой однородности, который одновременно является дном рабочего органа. Готовая смесь выводится из аппарата через патрубок 4, установленный в конце лотка 3. Изменение параметров вибрации, свойств ингредиентов и производительности дозирующего оборудования хоть и вызывает некоторое изменение высоты слоя, но оно не критично для работы смесителя. Его работа стабильна, т.к. аппарат работает в состоянии «устойчивого равновесия».

Просев сыпучей композиции через отверстия лотка 2 создает эффект опережения (проскок). Этот вспомогательный поток способствуют сглаживанию неравномерностей расходов ингредиентов, неизбежно генерируемых дозаторами, и усреднению состава смеси по высоте рабочего органа. Особенно это важно при их дискретно-циклической подаче в смеситель. Другая функция отверстий - компенсация вакуума, возникающего между поверхностью лотка и слоем материала при его отрывном движении. Воздух в основном подсасывается через них, а при падении слоя - вытесняется и через отверстия, и сквозь слой. Благодаря подобному насосному эффекту, возникающему при работе смесителя, можно уменьшить параметры вибрации, при которых сыпучая масса начинает «кипеть». Это снижает энергопотребление.

Таким образом, установка выпускного патрубка в конце нижнего сплошного витка рабочего органа позволила по-новому организовать движение дисперсного материала внутри вибрационного смесителя, что стабилизировало его работу и качество композиции.

Источники литературы

1. Авторское свидетельство СССР №1472110, B01F 11/00, 1987, опубл. 15.04.89. Бюл.№14.

2. А.с. SU 1674943 А2, кл. B01F 11/00, опубл. 07.09.91, бюл. №33 (4685826/26 от 03.05.89).

ОБОСНОВАНИЕ изменения терминологии (материал взят из толковых словарей)

1. В аналоге и прототипе некорректно используется словосочетание «спиральный желоб».

Спираль, в математике,- это кривая, которая огибает некоторую центральную точку или ось, постепенно приближаясь или удаляясь от нее, в зависимости от направления обхода кривой.

В то же время, винт (шнек) - цилиндр с многократно обернутой вокруг него наклонной поверхностью. Т.е. это протяженная деталь.

Шнек (от нем. Schnecke, буквально - улитка) - стержень с винтовой поверхностью вдоль продольной оси. Винтовая поверхность (геликоид) образована линией, одновременно равномерно вращающейся вокруг некой неподвижной оси и перемещающейся вдоль нее. Она не обязательно должна быть прямой и перпендикулярной оси.

Лоток - устройство незамкнутого поперечного сечения для безнапорного движения жидкости, или суспензии, а также перемещения сыпучего или штучного материала.

Слова «желоб» и «лоток» являются синонимами, но из соображений благозвучия лучше использовать слово «лоток». Например, смеситель лоткового типа. Гораздо грубее звучит - смеситель желобчатого типа.

Поэтому в предлагаемом техническом решении употребляется словосочетание «винтовой лоток», наиболее полно отражающее его суть.

2. Также в аналоге и прототипе некорректно используются словосочетания «компенсирующие элементы» и «амортизирующие элементы», т.к. они предназначены для гашения колебаний, что в контексте «поддержание колебаний» ложно. Следует употреблять «рессорные элементы» или «упругие элементы». Рессоры (фр. ressort - пружина), пружины, торсионы за счет своих упругих свойств позволяют поддерживать требуемые параметры вибрации с наименьшими энергозатратами.

В тексте описания изобретения использовано словосочетание «упругие элементы».

Вибрационный смеситель содержит закрепленный на вертикальной трубчатой колонне рабочий орган, выполненный в виде перфорированного винтового лотка, заканчивающегося снизу сплошным витком, патрубок ввода ингредиентов, расположенный над рабочим органом, упругий элемент, закрепленный на несущей конструкции, и вибратор, отличающийся тем, что патрубок вывода готовой композиции установлен в конце сплошного витка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для приготовления краски. Установка для приготовления краски содержит вращающийся барабан, привод, загрузочное и разгрузочное устройства.

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и бетонных смесей. В бетоносмесителе, содержащем упруго установленный на основании пустотелый корпус, собранный из секций, загрузочное и разгрузочное приспособления, корпус выполнен спиральным в виде пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью по периметру свернутого по спиральной оси 01-01 вокруг центральной прямолинейной оси 02-02 спирального корпуса, снабженного винтовыми канавками внутри и снаружи под углом к спиральной оси 01-01 пустотелого тоннеля в виде карманов многоугольной формы, с тремя и более боковыми сторонами и собран из секций в виде одинаковых по форме и размерам колец, свернутых из одинаковых полос ромбовидной формы, на которых размещены трапеции, боковые стороны которых расположены на боковых сторонах ромбовидной полосы, а верхние и нижние основания трапеций расположены под острым углом к оси симметрии полосы 03-03 и являются линиями сгиба, находящихся на расстояниях друг от друга, равных длине сторон карманов, многоугольной формы с тремя и более боковыми сторонами, при этом секции соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций, причем корпус жестко закреплен на платформе, снизу под которой смонтирован вибратор.

Изобретение относится к устройствам для приготовления лакокрасочной продукции и может быть применено в лакокрасочной промышленности. В установке для приготовления лакокрасочной продукции, содержащей смеситель, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления, смеситель выполнен в виде установленного наклонно цилиндра под углом α относительно горизонтальной оси вращения с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения и друг к другу под углом φ, при этом оси больших диаметров эллипсов торцевых стенок повернуты по оси вращения смесителя друг относительно друга на угол ω или смонтированы перпендикулярно под углом 90° к оси вращения смесителя, причем по всей длине смесителя по его оси вращения смонтирована коническая пружина с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия и смонтирована таким образом, что малый диаметр конической пружины размещен внутри разгрузочной цапфы, а большой диаметр конической пружины смонтирован у загрузочной цапфы.

Изобретение относится к устройствам для приготовления лакокрасочной продукции и может быть применено в лакокрасочной промышленности. Установка для приготовления краски содержит смеситель, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления, смеситель выполнен в виде установленного наклонно цилиндра под углом γ относительно горизонтальной оси вращения смесителя с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, размещенными перпендикулярно или под различными углами β и ψ к оси вращения и друг к другу под углом φ, при этом оси больших диаметров эллипсов, расположенных у загрузочной и разгрузочных цапф, по оси вращения смесителя совпадают, причем по всей длине смесителя по его оси вращения смонтирована пружина с плоским сечением витков выпуклой формы, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия и смонтирована таким образом, что малые диаметры пружины выпуклой формы размещены внутри загрузочной и разгрузочной цапф.

Изобретение может быть применено в химической промышленности, в частности для управления тепломассопереносом в химических технологических процессах, протекающих во вращающихся контейнерах.

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и бетонных смесей. В спиральном бетоносмесителе, содержащем корпус, размещенный на станине посредством введенной в устройство платформы с пневмобаллонами, загрузочное и разгрузочное приспособления, корпус жестко закреплен на платформе с вибратором, смонтированным горизонтально под платформой, и выполнен спиральным из пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью по периметру, свернутого по спиральной оси 01-01 вокруг центральной прямолинейной оси 02-02 спирального корпуса, снабженного винтовыми канавками внутри под углом к его спиральной оси в виде карманов треугольной формы, расположенных попеременно внутри и снаружи поперечного сечения пустотелого тоннеля, и собран из секций в виде одинаковых по форме и размерам колец, свернутых из одинаковых полос ромбовидной формы, на которых размещены трапеции, боковые стороны которых расположены на боковых сторонах ромбовидной полосы, а верхние и нижние основания трапеций расположены под острым углом к оси симметрии ромбовидной полосы O3-O3 и являются линиями сгиба, находящимися на расстояниях друг от друга, равных длине карманов треугольной формы по внутренней поверхности пустотелого тоннеля спиральной формы, при этом секции в виде колец соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций.

Изобретение относится к получению эмульсий с заданной концентрацией компонентов, для увеличения содержания светлых фракций в нефтепродуктах, и может быть использовано в топливной, энергетической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

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

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для смешивания многофазного флюида, а также к устройству и способу для измерения физических свойств многофазного флюида и может использоваться в нефтедобыче, например при разработке тяжелой нефти (т.е.

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

Группа изобретений относится к пищевой, микробиологической, косметической, фармацевтической, химической, нефтехимической и другим областям промышленности. Генератор крутильных колебаний содержит корпус 8, платформу 3, реактивный диск 10, основной торсион, разделенный на две неравнозначные части, узловую точку 7 соединения частей основного торсиона, электромагнитную систему 6. Генератор снабжен дополнительным торсионом 1. Длинная часть 2 основного торсиона соединена с платформой. Реактивный диск 10 расположен на конце короткой части 9 торсиона. Узловая точка 7 жестко соединена с корпусом 8. Возбуждение крутильных колебаний осуществлено посредством дополнительного торсиона 1, подсоединенного одним концом к концу длинной части 2 основного торсиона посредством платформы 3, а другим - к электромагнитной системе 6 воздействия на дополнительный торсион 1. Группа изобретений направлена на обеспечение смешения гомо- и гетерогенных многокомпонентных жидких продуктов с высокой вязкостью, смешении высоковязких жидкостей и порошков с возможностью одновременного дробления порошков до наноразмеров в среде смешиваемых компонентов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 24 ил.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания бетонной смеси и может быть использовано для производства многокомпонентных смесей. Технический результат - возможность создания по всему объему камеры смесителя на смешиваемые компоненты бетонной смеси двух различных по частоте вибрационных полей, соответствующих в совокупности по форме гофрированному контуру трехмерного тела вращения, образующего в сечении вертикальной плоскости по точкам вершин гофр усеченный правильный шестиугольник, с одновременным образованием в двухчастотном диапазоне разнонаправленных колебаний, полностью исключающих наличие в камере смешивания «глухих» зон, однородного амплитудного распределения вибрационного воздействия в камере смешивания и качественной интенсификации процесса перемешивания этих компонентов в целом. Bибрационный смеситель содержит камеру смешивания с окнами загрузки и выгрузки материалов соответственно, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, вибратор, выполненный с гофрированным корпусом и жестко закрепленный в середине камеры смешивания. Вибратор выполнен с функцией возбуждения двух одинаковых по амплитуде и различных по частоте вибрационных полей посредством верхнего и нижнего кривошипно-шатунных механизмов. Внутри корпуса вибратора по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплен диск с цилиндрическим выступом, выполненным с возможностью вставки и закрепления по внутреннему диаметру пружины, установленной с функцией свободного сжатия/разжатия в стакане, к центру верхней внутренней части которого жестко закреплен шатун с приводом от верхнего кривошипно-шатунного механизма, а к центру верхней внешней части - толкатель, жестко закрепленный другим концом к внутренней верхней части гофрированного корпуса и выполненный с функцией возбуждения колебаний от верхней части корпуса вибратора через шатун посредством верхнего кривошипно-шатунного механизма. Диск выполнен с возможностью возбуждения колебаний от центральной части корпуса вибратора с помощью четырех толкателей, верхней частью симметрично закрепленных к нижней части диска, а нижней частью соединенных в узел подвижного шарнира шатуна нижнего кривошипно-шатунного механизма. Корпус вибратора выполнен в виде металлической гофрированной оболочки, представляющей собой гофрированное тонкостенное тело вращения, образующее в сечении вертикальной плоскости по точкам вершин гофр усеченный правильный шестиугольник, и выполненной с возможностью создания двухчастотных вибрационных полей, соответствующих в совокупности по форме гофрированному контуру данного тела вращения, с разнонаправленными колебаниями. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания бетонной смеси и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в строительстве и других областях строительной индустрии для производства многокомпонентных смесей. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств и обеспечении достижения новых свойств заявляемыми объектами, который достигается тем, что вибрационный смеситель, содержащий камеру смешивания с окнами загрузки и выгрузки материалов соответственно, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями. В нижней и верхней частях камеры смешивания по центру жестко закреплены два: нижний и верхний вибраторы, выполненные в гофрированных корпусах, с возбуждением колебаний посредством нижнего, среднего и верхнего кривошипно-шатунных механизмов, и с функцией создания эффекта наложения вибрационных полей в центре камеры смешивания от нижнего и верхнего вибраторов соответственно. При этом внутри корпуса нижнего вибратора, выполненного с функцией возбуждения двух одинаковых по амплитуде и различных по частоте вибрационных полей посредством нижнего и среднего кривошипно-шатунных механизмов, по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплен диск с цилиндрическим выступом, выполненным с возможностью вставки и закрепления по внутреннему диаметру пружины, установленной с функцией свободного сжатия/разжатия в стакане, к центру верхней внутренней части которого жестко закреплен шатун с приводом от среднего кривошипно-шатунного механизма, а к центру верхней внешней части - толкатель, жестко закрепленный другим концом к внутренней верхней части корпуса нижнего вибратора и выполненный с функцией возбуждения колебаний от верхней части корпуса нижнего вибратора через шатун посредством среднего кривошипно-шатунного механизма. Причем диск нижнего вибратора, функцией которого является создание равномерного распределения по всему объему камеры смешивания вибрационного поля от верхней к нижней части корпуса нижнего вибратора посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешней образующей гофрированного корпуса нижнего вибратора, выполнен с возможностью возбуждения колебаний центральной части корпуса нижнего вибратора с помощью четырех толкателей, верхней частью симметрично закрепленных к нижней части диска, а нижней частью соединенных в узел подвижного шарнира шатуна нижнего кривошипно-шатунного механизма. При этом внутри корпуса верхнего вибратора по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплен диск с направляющей стойкой, функцией которой является создание устойчивого направленного поступательного движения штока от поступательной пары, образованной направляющей стойкой верхней части камеры смешивания, направляющей стойкой привода вращения лопастей и штоком верхнего вибратора, верхнего кривошипно-шатунного механизма, и цилиндрическим выступом, выполненным с возможностью вставки и закрепления по внутреннему диаметру пружины, установленной с функцией свободного сжатия/разжатия в стакане, к центру внутренней части которого жестко закреплен шток, а к центру внешней части - толкатель, жестко закрепленный другим концом к внутренней части, образующей наименьшую из гофр, корпуса верхнего вибратора и выполненный с функцией возбуждения колебаний от наименьшей из гофр корпуса верхнего вибратора. По внешней цилиндрической части стакана симметрично закреплены четыре выступа, функцией которых является передача возвратно-поступательного движения на диск верхнего вибратора, выполненный с возможностью однородного распределения вибрационного поля от наименьшей из гофр верхнего корпуса к месту закрепления корпуса верхнего вибратора посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешней образующей верхнего корпуса, в момент сжатия пружины до упора в резиновые прокладки, выполненные с функцией смягчения соударения выступов с диском верхнего вибратора. Причем корпуса вибраторов выполнены в виде металлических гофрированных оболочек, представляющих собой гофрированные тонкостенные тела вращения, образующие в сечении вертикальной плоскости по точкам вершин гофр усеченные правильные шестиугольники, и выполненных с возможностью создания трех одинаковых по амплитуде и различных по частоте вибрационных полей, два из которых соответствуют в совокупности, а третье - в отдельности, по форме гофрированному контуру данных тел вращения, с разнонаправленными колебаниями. 3 ил.
Наверх