RU2220765C1

RU2220765C1 - Centrifugal mixer

Info

Publication number: RU2220765C1
Application number: RU2002113777/15A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Иванец; И.А. Бакин; Д.М. Бородулин; М.М. Виниченко; Г.Н. Белоусов; С.В. Аверкин
Original assignee: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2004-01-10
Also published as: RU2002113777A

Abstract

FIELD: devices for continuous preparation of mixtures of loose materials; food-processing, chemical and other industries. SUBSTANCE: proposed mixer has vertical taper housing, taper receiving guide unit, cover with loading branch pipes for delivery of starting materials and hollow drive shafts on which hollow thin-walled truncated cones (outer and inner) are mounted concentrically with their lower bases downward; said truncated cones rotate in opposite directions. Construction of mixer provides for organization of motion of leading and crossing dispersed flows and reverse re-circulation. Motion of leading flows is performed due to availability of two rows of ports on surface of inner cone. Reverse re-circulation is ensured due to torus-shaped reflector at vertex of outer cone. EFFECT: improved quality of mixture due to rotation of inner and outer cones in opposite directions. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to devices for the continuous preparation of mixtures of bulk materials and can be used in food, chemical and other industries.

Известен смеситель [1] , содержащий корпус с размещенным в нем на вертикальном валу ротором, представляющим собой три полых усеченных конуса, которые концентрично уставлены на диске. При этом высота и угол наклона образующей каждого конуса к диску ротора увеличиваются от центральной части к периферии. Смешивание в указанном смесителе происходит в результате последовательного прохождения материала по поверхностям трех конусов под действием центробежных сил. Однако недостаточная разреженность потоков и отсутствие рециркуляции не позволяют получать качественные смеси. A known mixer [1], comprising a housing with a rotor placed in it on a vertical shaft, which is three hollow truncated cones, which are concentrically mounted on the disk. In this case, the height and angle of inclination of the generatrix of each cone to the rotor disk increase from the central part to the periphery. Mixing in the specified mixer occurs as a result of the sequential passage of the material on the surfaces of the three cones under the action of centrifugal forces. However, insufficient sparse flows and lack of recirculation do not allow to obtain high-quality mixtures.

Известен смеситель [2], содержащий три конуса, у которых высота и угол наклона образующих к основанию увеличиваются от центральной части к периферии. На поверхностях внутреннего и среднего конусов имеются окна, через которые часть материала, движущегося по внутренней конической поверхности, опережающим потоком попадает на поверхность последующего конуса. Кроме этого, над конусами установлен отражатель в виде объемной спирали Архимеда, с помощью которого осуществляется возврат части материала, сходящего с конусов. Недостатком данного смесителя является невозможность смешивания материалов при соотношении компонентов больше, чем 1:100. A known mixer [2], containing three cones, in which the height and angle of inclination of the generators to the base increase from the central part to the periphery. There are windows on the surfaces of the inner and middle cones through which part of the material moving along the inner conical surface enters the surface of the subsequent cone in an advancing flow. In addition, a reflector in the form of a volumetric Archimedes spiral is installed above the cones, with the help of which part of the material coming off the cones is returned. The disadvantage of this mixer is the inability to mix materials with a ratio of components greater than 1: 100.

Цель изобретения - интенсификация процесса смешивания сыпучих материалов с соотношением исходных компонентов 1:100 и выше, увеличение сглаживающей способности смесителя и, как следствие, повышение качества получаемой смеси. Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что в смесителе устанавливаются два конуса, расположенных на одной оси и вращающихся в противоположных направлениях. Также цель достигается за счет того, что на поверхности внутреннего конуса расположены два ряда окон. Последние способствуют разделению потока на несколько частей: одна из них проходит через окна, а другая движется по поверхности внутреннего конуса и сбрасывается на внешний. Помимо этого цель достигается за счет того, что на внешнем конусе расположен торообразный перфорированный отражатель, который позволяет возвратить часть потока, движущегося по нему, на внутренний конус. Все эти конструктивные решения обеспечивают организацию направленного движения опережающих, пересекающихся потоков и рециркуляцию внутри аппарата. The purpose of the invention is the intensification of the process of mixing bulk materials with a ratio of starting components of 1: 100 and higher, increasing the smoothing ability of the mixer and, as a result, improving the quality of the resulting mixture. Achieving this goal is ensured by the fact that two cones are installed in the mixer, located on the same axis and rotating in opposite directions. Also, the goal is achieved due to the fact that on the surface of the inner cone there are two rows of windows. The latter contribute to the separation of the flow into several parts: one of them passes through the windows, and the other moves along the surface of the inner cone and is reset to the outside. In addition, the goal is achieved due to the fact that a toroidal perforated reflector is located on the outer cone, which allows you to return part of the stream moving along it to the inner cone. All these constructive solutions provide for the organization of the directed movement of leading, intersecting flows and recycling inside the apparatus.

На фиг.1 изображен общий вид центробежного смесителя непрерывного действия с указанием направления движения материалопотоков в аппарате; на фиг.2 показана схема наложения потоков материала на поверхность конуса внешнего ротора. Figure 1 shows a General view of a centrifugal mixer continuous operation with an indication of the direction of movement of material flows in the apparatus; figure 2 shows a diagram of the superposition of material flows on the surface of the cone of the outer rotor.

Смеситель состоит из следующих элементов: вертикального конического корпуса 1, в котором расположено приемно-распределительное устройство 2 конической формы, крышки 3 с загрузочными патрубками 4. На полом валу 5 крепится внутренний конус 6. Внутри полого вала 5 содержится сплошной вал 7, на котором крепится внешний полый усеченный тонкостенный конус 8, обращенный меньшим основанием вниз. На вершине конуса расположен торообразный отражатель 9 с окнами 10. На поверхности внутреннего конуса расположены два ряда окон 11. Высота и угол наклона образующей внешнего конуса к его основанию больше, чем у внутреннего. Приводной вал 5 крепится в подшипниковом узле 12 и приводится во вращение при помощи клиноременной передачи 13 от электродвигателя 14. Приводной вал 7 вращается в подшипниковых узлах 15, расположенных внутри полого вала 5. Вращательное движение ему сообщается от электродвигателя 14 через одноступенчатый редуктор 17 и клиноременную передачу 16. The mixer consists of the following elements: a vertical conical body 1, in which a conical receiving and distributing device 2 is located, covers 3 with loading nozzles 4. An internal cone 6 is mounted on the hollow shaft 5. A solid shaft 7 is mounted inside the hollow shaft 5, on which it is mounted external hollow truncated thin-walled cone 8, facing smaller base down. At the top of the cone there is a toroidal reflector 9 with windows 10. On the surface of the inner cone there are two rows of windows 11. The height and angle of inclination of the generatrix of the outer cone to its base is greater than that of the inner one. The drive shaft 5 is mounted in the bearing assembly 12 and rotated by means of a V-belt drive 13 from the electric motor 14. The drive shaft 7 is rotated in the bearing assemblies 15 located inside the hollow shaft 5. The rotational movement is communicated to it from the electric motor 14 through a single-stage gearbox 17 and the V-belt drive 16.

Центробежный смеситель работает следующим образом. Centrifugal mixer operates as follows.

Сыпучие компоненты дозаторами подаются через загрузочные патрубки 4 и попадают на поверхность приемно-распределительного устройства 2, откуда равномерно ссыпаются на основание внутреннего конуса 6, где под действием сил инерции растекаются по его поверхности. При этом траектория потока относительно конуса закручена в сторону, противоположную направлению вращения. Поток, двигаясь по поверхности конуса 6 и достигнув окон 11, делится на части. Одна из них, через нижний ряд окон, опережающим потоком переходит на внешний конус 8, при этом материал закручивается в обратную сторону (фиг.2). По мере движения потока по внутренней поверхности конуса 8 происходит последовательное наложение и интенсивное перемешивание с потоками, пришедшими через второй ряд окон 11 и с вершины внутреннего конуса 6. Затем суммарная смесь достигает торообразного отражателя 9 и повторно делится на части: одна проходит через окна 10, расположенные на отражателе, а другая возвращается на внутренний конус 6, где накладывается на поток исходных компонентов, поступающих в смеситель. Таким образом, осуществляется внешняя рециркуляция. Смесь, прошедшая через окна отражателя 10, ссыпается по коническому корпусу 1 и выводится из смесителя. Bulk components are dispensed by the dispensers through the loading nozzles 4 and fall on the surface of the receiving and distributing device 2, from where they are evenly poured onto the base of the inner cone 6, where under the action of inertia forces spread over its surface. In this case, the flow path relative to the cone is twisted in the direction opposite to the direction of rotation. The flow, moving along the surface of the cone 6 and reaching the windows 11, is divided into parts. One of them, through the lower row of windows, advances to the external cone 8, while the material is twisted in the opposite direction (figure 2). As the flow moves along the inner surface of the cone 8, successive overlapping and intensive mixing occurs with the flows coming through the second row of windows 11 and from the top of the inner cone 6. Then the total mixture reaches the toroidal reflector 9 and is divided again: one passes through the windows 10, located on the reflector, and the other returns to the inner cone 6, where it is superimposed on the flow of the initial components entering the mixer. Thus, external recycling is carried out. The mixture passing through the windows of the reflector 10 is poured along the conical housing 1 and is discharged from the mixer.

Смеситель работает в оптимальном режиме в случае, если через окна 11, расположенные на поверхности внутреннего конуса 6, проходит 50% входного потока. Это обеспечивается отношением ширины окон к расстоянию между ними, равным 1:2. Относительная ширина окон на торообразном отражателе 9 влияет на величину коэффициента обратной рециркуляции, значение которого должно быть не более 20%. Поэтому ширина окна должна быть в 3-3,5 раза больше расстояния между ними. The mixer operates in the optimal mode if through windows 11 located on the surface of the inner cone 6 passes 50% of the input stream. This is ensured by the ratio of the width of the windows to the distance between them, equal to 1: 2. The relative width of the windows on the toroidal reflector 9 affects the value of the coefficient of reverse recirculation, the value of which should be no more than 20%. Therefore, the width of the window should be 3-3.5 times greater than the distance between them.

Интенсификация процесса смешивания и сглаживание флуктуации входных потоков достигаются за счет перераспределения их по двум конусам с организацией опережающих, перекрещивающихся разреженных потоков материала, а также за счет осуществления обратной рециркуляции в смесителе. The intensification of the mixing process and smoothing out fluctuations in the input flows are achieved by redistributing them along two cones with the organization of leading, intersecting rarefied material flows, as well as by performing reverse recirculation in the mixer.

Источники информации
1. А.с. SU 1546120 A1, 1971, В 01 F 7/26.Sources of information
1. A.S. SU 1546120 A1, 1971, B 01 F 7/26.

2. А.с. RU 2132725 С1, 1999, В 01 F 7/26. 2. A.S. RU 2132725 C1, 1999, B 01 F 7/26.

Claims

A centrifugal mixer of bulk materials containing a vertical conical body with hollow truncated cones placed on it on vertical, hollow and continuous drive shafts, which are concentrically mounted with smaller bases down on the disks, loading and unloading nozzles, conical receiving and guiding device, characterized in that there is a toroidal perforated reflector at the top of the outer cone, and two rows of windows are made on the surface of the inner cone, while the inner and outer cones raschayutsya in opposite directions.