RU2181664C2

RU2181664C2 - Vibrating mixer

Info

Publication number: RU2181664C2
Application number: RU2000104249A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Шушпанников; В.Н. Иванец; Г.Е. Иванец; М.В. Баканов; Ю.А. Матвеев
Original assignee: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2002-04-27

Abstract

FIELD: continuous mixers for preparation of compositions on base of loose materials; construction engineering; food-processing, chemical and other industries. SUBSTANCE: vibrating mixer has bottom, vertical housing with perforated spiral blades secured on its inner surface, loading bin and unloading branch pipe. It is provided with splitter plate mounted rotatably on upper turn of perforated blades. It is provided with insert to the shape of body of revolution and damper. Loading bin is made in form of cylinder whose outer surface adjoins blade forming chute with upper and lower opposite holes in cylinder wall. Insert is mounted in cylinder on bottom coaxially relative to cylinder. Damper is mounted rotatably at lower hole in circular chute formed by insert and cylinder. EFFECT: improved quality of mixture. 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам непрерывного действия для приготовления композиций на основе сыпучих материалов и может найти применение в пищевой, химической, строительной и некоторых других отраслях промышленности. The invention relates to continuous devices for the preparation of compositions based on bulk materials and may find application in the food, chemical, construction and some other industries.

Известен вибрационный смеситель [1], снабженный установленным коаксиально по оси корпуса и соединенным со штоком перевернутым цилиндрическим стаканом, на котором закреплены тарелки, перфорированным цилиндром, коаксиально размещенным в стакане, направляющей конической тарелкой, закрепленной на верхнем торце перфорированного цилиндра и проходящей через разгрузочные окна, выполненные в верхней части стакана над верхней тарелкой, и устройством перемещения компонентов, помещенным внутрь перфорированного цилиндра. Known vibration mixer [1], equipped with an inverted cylindrical cup mounted coaxially on the axis of the body and connected to the rod, on which plates are fixed, a perforated cylinder, coaxially placed in the cup, a guiding conical plate mounted on the upper end of the perforated cylinder and passing through the discharge windows, made in the upper part of the glass above the upper plate, and a component transfer device placed inside the perforated cylinder.

К недостаткам устройства относится его сложность, трудоемкость изготовления и значительная энергоемкость, обусловленная наличием как привода вибратора, так и привода транспортирующего шнека. The disadvantages of the device include its complexity, the complexity of manufacturing and significant energy consumption due to the presence of both a vibrator drive and a conveyor screw drive.

Наиболее близким техническим решением является вибрационный смеситель [2], имеющий вертикальный корпус с закрепленной на его внутренней поверхности перфорированной спиральной лопастью, коническое днище, загрузочный бункер и выгрузочный патрубок. Вибрационный смеситель снабжен двухбалансным вибратором с разнесенными массами и крепится к опорной раме с помощью фланца. The closest technical solution is a vibration mixer [2], which has a vertical housing with a perforated spiral blade fixed to its inner surface, a conical bottom, a loading hopper and an unloading pipe. The vibrating mixer is equipped with a two-balanced vibrator with spaced masses and is attached to the support frame using a flange.

Недостатком известного устройства является низкое качество получаемой смеси. Оно обусловлено тем, что около оси аппарата образуется область, где коэффициент вибрации, являющийся отношением ускорения вибрации к ускорению свободного падения (Aw²/g), обычно меньше некоторого значения, когда возникает устойчивое вибросмешивание ингредиентов. Кроме того, в этой зоне угол вибрации, от величины которого зависит направленное движение сыпучей массы, близок к 90^o. С превышением коэффициентом вибрации порогового значения и достижением углом вибрации значений меньших 60^o происходит интенсивное виброкипение ингредиентов и их устойчивое направленное движение, что достигается на спиральной лопасти лишь в областях, непосредственно примыкающих к корпусу аппарата. Совместное действие этих двух явлений, виброкипения и движения, на рабочем органе обеспечивает заданное качество готового продукта.A disadvantage of the known device is the low quality of the resulting mixture. It is due to the fact that a region is formed near the apparatus axis, where the vibration coefficient, which is the ratio of the acceleration of vibration to the acceleration of gravity (Aw ² / g), is usually less than a certain value when stable vibration mixing of the ingredients occurs. In addition, in this zone, the angle of vibration, the magnitude of which determines the directional movement of the granular mass, is close to 90 ^o . When the vibration coefficient exceeds the threshold value and the vibration angle reaches values less than 60 ^o , the ingredients vibrate intensely and their directional motion is stable, which is achieved on the spiral blade only in areas directly adjacent to the apparatus body. The combined effect of these two phenomena, vibration boiling and movement, on the working body provides the specified quality of the finished product.

Конструкция смесителя предусматривает нижнюю разгрузку готового продукта, поэтому возможен проскок части материала к выгрузочному патрубку, что снижает качество смеси. The design of the mixer provides for lower unloading of the finished product, so a part of the material may slip through to the discharge pipe, which reduces the quality of the mixture.

Целью изобретения является повышение качества смеси сыпучих материалов, получаемых в вибрационном смесителе. The aim of the invention is to improve the quality of the mixture of bulk materials obtained in a vibrating mixer.

Поставленная цель достигается тем, что на внутренней поверхности вертикального корпуса закреплена перфорированная спиральная лопасть. Загрузочный бункер выполнен по форме цилиндра, наружная поверхность которого примыкает к перфорированной спиральной лопасти, образуя желоб. В стенке загрузочного бункера вверху и внизу - два оппозитно расположенных отверстия. Соосно с загрузочным бункером установлена вставка в виде тела вращения, в пространстве между вставкой и внутренней поверхностью цилиндрического загрузочного бункера установлена заслонка. На верхнем витке перфорированной лопасти смонтирован с возможностью поворота отсекатель. This goal is achieved by the fact that on the inner surface of the vertical casing is fixed perforated spiral blade. The loading hopper is made in the shape of a cylinder, the outer surface of which is adjacent to the perforated spiral blade, forming a groove. At the top and bottom there are two opposite holes in the wall of the loading hopper. An insert in the form of a body of revolution is mounted coaxially with the loading hopper, a shutter is installed in the space between the insert and the inner surface of the cylindrical loading hopper. On the upper turn of the perforated blade, the cutter is mounted with the possibility of rotation.

Эксперименты, проведенные на опытном образце смесителя, показали, что наличие вставки позволяет избежать образования "застойной зоны" и организовать дополнительный регулируемый заслонкой контур рециркуляции смешиваемых материалов в пространстве между вставкой и внутренней поверхностью цилиндрического загрузочного бункера. Наличие на верхнем витке перфорированной лопасти с возможностью поворота отсекателя позволяет в широких пределах регулировать количество материала, поступающего в контур "внешнего" рецикла. The experiments conducted on the prototype mixer showed that the presence of the insert avoids the formation of a “stagnant zone” and organizes an additional damper-controlled recirculation circuit for the mixed materials in the space between the insert and the inner surface of the cylindrical loading hopper. The presence on the upper turn of a perforated blade with the ability to rotate the cutter allows you to widely control the amount of material entering the contour of the "external" recycle.

На фиг.1 показан смеситель, общий вид; на фиг.2 - смеситель, вид сверху; на фиг.3-5 - варианты изготовления вставки; в частности, на фиг.3 - вставка в виде цилиндра со сферической крышкой; на фиг.4 вставка выполнена в виде цилиндра с конусообразной крышкой; на фиг.5 - вставка в виде конуса. Figure 1 shows a mixer, a General view; figure 2 - mixer, top view; figure 3-5 - options for manufacturing the insert; in particular, figure 3 - insert in the form of a cylinder with a spherical cap; figure 4, the insert is made in the form of a cylinder with a conical cap; figure 5 - insert in the form of a cone.

На внутренней поверхности корпуса 1 закреплено перемешивающее устройство 2 в виде перфорированной спиральной лопасти. Загрузочный бункер 3 выполнен по форме цилиндра и прикреплен к днищу 4. Наружной поверхностью загрузочный бункер 3 примыкает к лопасти 2, образуя желоб. В стенке два оппозитно расположенных отверстия: нижнее 5 - на уровне днища 4, верхнее отверстие 6 - на уровне поворотного вокруг своей оси рассекателя 7, установленного на верхнем витке перемешивающего органа. Смеситель имеет выгрузочный патрубок 8, упругие элементы 9, посредством которых он присоединен к станине, и вибропривод 10. На днище 4 в загрузочном бункере 3 соосно с ним установлена вставка 11 в виде тела вращения. В образованном кольцевом зазоре-желобе у отверстия 5 установлена поворачивающаяся на оси заслонка 12. On the inner surface of the housing 1 is fixed mixing device 2 in the form of a perforated spiral blade. The loading hopper 3 is made in the shape of a cylinder and is attached to the bottom 4. The outer surface of the loading hopper 3 is adjacent to the blade 2, forming a groove. There are two opposite openings in the wall: lower 5 - at the level of the bottom 4, upper hole 6 - at the level of the divider 7 rotatable around its axis, mounted on the upper turn of the mixing organ. The mixer has an unloading pipe 8, elastic elements 9, by means of which it is connected to the bed, and a vibrodrive 10. On the bottom 4 in the loading hopper 3, an insert 11 is installed coaxially with it in the form of a body of revolution. In the formed annular gap-trough at the hole 5, a rotary valve 12 is mounted on the axis.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При включении вибропривода 10 корпус 1 с перемешивающим устройством 2 совершает сложное пространственное движение, возникающее в результате расположения упругих элементов 9 под углом к оси аппарата. Ингредиенты поступают в цилиндрический загрузочный бункер 3 сверху, или сначала на вставку 11, или сразу в кольцевой зазор-желоб между этими фигурами, где движутся под действием направленной вибрации. В процессе движения ингредиенты перемешиваются как друг с другом, так и с готовым продуктом, возвращаемым на рециркуляцию отсекателем 7 через отверстие 6. Затем эта усредненная смесь-полуфабрикат поступает через отверстие 5 на перфорированную лопасть 2. Заслонка 12, установленная в кольцевом зазоре у отверстия 5, позволяет регулировать высоту слоя сыпучего материала и величину его усреднения. В крайнем левом положении заслонка полностью перекрывает движение смеси по кругу, принудительно направляя ее в отверстие 5. В этом случае высота слоя и величина усреднения минимальны. When you turn on the vibrator 10, the housing 1 with a mixing device 2 performs a complex spatial movement resulting from the location of the elastic elements 9 at an angle to the axis of the apparatus. The ingredients enter the cylindrical loading hopper 3 from above, or first to the insert 11, or directly into the annular gap-trough between these figures, where they move under the action of directional vibration. In the process of movement, the ingredients are mixed both with each other and with the finished product returned for recirculation by the cutter 7 through the hole 6. Then this averaged semi-finished mixture enters through the hole 5 on the perforated blade 2. The shutter 12 installed in the annular gap at the hole 5 , allows you to adjust the height of the layer of bulk material and the value of its averaging. In the extreme left position, the shutter completely blocks the movement of the mixture in a circle, forcing it into the hole 5. In this case, the layer height and the averaging value are minimal.

Попав на перфорированную спиральную лопасть 2, поток материала движется вверх по желобу, перемешивается на нем и одновременно просыпается через перфорацию на нижележащий виток, создавая таким образом контур "внутреннего" рецикла. Высота образовавшегося на лопасти виброкипящего слоя в первую очередь зависит от скорости транспортирования материала. Once on a perforated spiral blade 2, the flow of material moves up the gutter, mixes on it and simultaneously wakes up through the perforation onto the underlying coil, thus creating the contour of the “internal” recycle. The height of the vibro-boiling layer formed on the blades primarily depends on the speed of material transportation.

Рассекатель 7, установленный на верхнем витке, разделяет материал на два потока: часть смеси идет к выгрузочному патрубку 8, другая - сбрасывается через отверстие 6 загрузочного бункера в нижнюю часть аппарата, образуя при этом контур "внешнего" рецикла. С помощью рассекателя 7 можно регулировать количество материала, поступающего в контур "внешнего" рецикла. В случае периодического режима работы смесителя рассекатель 7 закрывает выгрузочный патрубок 8, и весь поток материала направляется в нижнюю часть аппарата через отверстие 6. После заполнения аппарата необходимым количеством ингредиентов и последующим достижением смесью заданного качества выгрузочный патрубок 8 открывают и выгружают готовый продукт. The divider 7, mounted on the upper turn, divides the material into two streams: part of the mixture goes to the discharge pipe 8, the other is discharged through the opening 6 of the loading hopper into the lower part of the apparatus, forming a contour of the "external" recycle. Using the divider 7, you can adjust the amount of material entering the circuit of the "external" recycle. In the case of a periodic mode of operation of the mixer, the divider 7 closes the discharge pipe 8, and the entire material flow is directed to the lower part of the device through the hole 6. After filling the device with the required amount of ingredients and the mixture reaches the desired quality, the discharge pipe 8 is opened and the finished product is unloaded.

Введение в конструкцию вибрационного смесителя вставки и поворачивающейся на оси заслонки, расположенных на днище внутри загрузочного бункера, позволяет повысить качество смешиваемых композиций в сравнении с прототипом, оцениваемое коэффициентом вариации V_с, до 50%.The introduction of the design of the vibration mixer insert and turning on the axis of the flap located on the bottom inside the feed hopper, can improve the quality of the mixed compositions in comparison with the prototype, estimated by the coefficient of variation V _s , up to 50%.

Источники информации
1. А.с. 919720, кл. В 01 F 11/00, 15.04.1982.Sources of information
1. A.S. 919720, class B 01 F 11/00, 04/15/1982.

2. А.с. 1472110 А2, кл. В 01 F 11/00, 15.04.1989. 2. A.S. 1472110 A2, cl. B 01 F 11/00, 04/15/1989.

Claims

A vibrating mixer comprising a bottom, a vertical housing with a perforated spiral blade fixed to its inner surface, a loading hopper and an unloading pipe, characterized in that it is equipped with a cutter mounted on the upper turn of the perforated blade, an insert in the form of a body of revolution, a shutter, and the loading hopper is made in the shape of a cylinder, the outer surface of which is adjacent to the blade, forming a gutter with upper and lower opposed holes in its wall , Wherein the insert is mounted in a cylinder on the bottom coaxially with the cylinder, wherein the flap is mounted rotatably at the lower opening in the annular groove formed by the insert and the cylinder.