RU2355467C1

RU2355467C1 - Mouth piece for revolving drum

Info

Publication number: RU2355467C1
Application number: RU2007144441/15A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Долгунин (RU); Виктор Николаевич Долгунин; Олег Олегович Иванов (RU); Олег Олегович Иванов; Александр Андреевич Уколов (RU); Александр Андреевич Уколов; Александр Александрович Кондрашечкин (RU); Александр Александрович Кондрашечкин
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2009-05-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: present invention relates to devices for mixing free-flowing material and can be used in the chemical, food, microbiological and other industries for obtaining homogenous mixtures of hard-to-mix free-flowing materials with different degrees of dispersion and density. The mouth piece for a revolving drum has a system of lifting blades and immovably fitted in the horizontal plane, parallel rows of deflecting elements, symmetrical about the longitudinal axis of the drum, made in form of funnels with slanting chutes, which are inclined to the ends of the drum. Chutes of neighbouring slanting elements in each row and adjacent elements in parallel rows are inclined in the opposite side. On mated edges of the funnels in parallel rows, a turning plate is fitted for regulating the relative value of particle flux.

EFFECT: more reliable and quality mixture when making mixtures from components, prone to separation, as a result of significant difference of particles on size and density.

2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для смешения сыпучих материалов и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности для получения однородных смесей трудносмешиваемых сыпучих материалов различной дисперсности и плотности.The invention relates to a device for mixing bulk materials and can be used in chemical, food, microbiological and other industries to obtain homogeneous mixtures of difficult to mix bulk materials of different dispersion and density.

Известно устройство для перемешивания сыпучих материалов во вращающемся барабанном аппарате, состоящее из пересыпных полок и транспортирующих винтовых поверхностей (см. авторское свидетельство СССР №169500, кл. 12е, 4₀₁).A device for mixing bulk materials in a rotating drum apparatus, consisting of bulk shelves and conveying screw surfaces (see USSR author's certificate No. 169500, CL 12E, 4 ₀₁ ).

Недостаток устройства заключается в том, что эффективность его работы недостаточно высока при приготовлении смеси трудносмешиваемых компонентов, склонных к сегрегации, поскольку при смешении последних образуются сегрегированные потоки с различным временем пребывания в аппарате.The disadvantage of this device is that its efficiency is not high enough when preparing a mixture of difficult to mix components, prone to segregation, since when mixing the latter, segregated flows with different residence times are formed.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является насадка вращающегося барабана (см. В.Н.Долгунин, В.Я.Борщев, А.А.Уколов. Насадка вращающегося барабана. А.с. СССР №1326857, кл. F26B 11/04, 25/16), содержащая систему подъемных лопастей и неподвижно установленные в горизонтальной плоскости параллельными рядами симметрично относительно продольной оси барабана отклоняющие элементы, выполненные в виде воронок с наклонными течками, которые наклонены к торцам барабана.The closest in technical essence to the proposed one is a nozzle of a rotating drum (see V.N. Dolgunin, V.Ya. Borschev, A.A. Ukolov. Nozzle of a rotating drum. A.S. USSR No. 1326857, class F26B 11/04 , 25/16), containing a system of lifting blades and fixedly mounted in the horizontal plane in parallel rows symmetrically relative to the longitudinal axis of the drum, deflecting elements made in the form of funnels with oblique chutes, which are inclined to the ends of the drum.

Недостатком указанной насадки является одностороннее воздействие в каждом из рядов на сегрегированный поток сыпучего материала и, как следствие, усиление эффекта разделения к торцам барабана.The disadvantage of this nozzle is the one-sided impact in each of the rows on the segregated flow of bulk material and, as a result, the amplification of the separation effect to the ends of the drum.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности и качества смешения при приготовлении смеси из компонентов, склонных к сегрегации, вследствие существенного различия частиц по размеру и плотности.The technical task of the present invention is to increase the reliability and quality of mixing in the preparation of a mixture of components prone to segregation, due to a significant difference in particle size and density.

Указанная техническая задача достигается тем, что в насадке вращающегося барабана, содержащей систему подъемных лопастей и неподвижно установленные в горизонтальной плоскости параллельными рядами симметрично относительно продольной оси барабана отклоняющие элементы, выполненные в виде воронок с наклонными течками, которые наклонены к торцам барабана, течки соседних отклоняющих элементов в каждом из рядов и смежных элементов в параллельных рядах наклонены в противоположную сторону, а также тем, что на сопряженных кромках воронок параллельных рядов закреплена поворотная пластина для регулирования относительной величины потоков частиц.The specified technical problem is achieved by the fact that in the nozzle of a rotating drum containing a system of lifting blades and deflecting elements, fixed in the form of funnels with oblique chutes, which are inclined to the ends of the drum, estrus of adjacent deflecting elements, are installed in a nozzle of a rotating drum and are fixedly mounted in a horizontal plane in parallel rows symmetrically with respect to the longitudinal axis of the drum in each of the rows and adjacent elements in parallel rows are tilted in the opposite direction, and also by the fact that on the conjugated edges of the funnel pairs allelic rows fixed rotary plate to control the relative magnitude of the particle fluxes.

На фиг.1 показан барабанный смеситель с предлагаемой насадкой, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows a drum mixer with the proposed nozzle, figure 2 is a section aa in figure 1.

Смеситель содержит вращающийся барабан 1 с периферийной подъемной Г-образной насадкой 2, загрузочную камеру 3 с патрубком 4 для ввода компонентов смеси, разгрузочную камеру 5 с патрубком 6 для вывода готовой смеси. В барабане, симметрично его оси, неподвижно установлены два ряда отклоняющих элементов 7, выполненных в виде воронок с наклонными течками. Течки соседних воронок в каждом ряду наклонены к противоположным торцам барабана, как и течки смежных воронок параллельных рядов. На сопряженных кромках воронок параллельных рядов закреплена поворотная пластина 8.The mixer comprises a rotating drum 1 with a peripheral lifting L-shaped nozzle 2, a loading chamber 3 with a nozzle 4 for introducing the components of the mixture, an unloading chamber 5 with a nozzle 6 for outputting the finished mixture. In the drum, symmetrically to its axis, two rows of deflecting elements 7, made in the form of funnels with oblique chutes, are fixedly mounted. Leaks of adjacent funnels in each row are inclined to opposite ends of the drum, as are estrus of adjacent funnels of parallel rows. A rotary plate 8 is fixed on the mating edges of the funnels of the parallel rows.

Барабанный смеситель работает следующим образом.The drum mixer operates as follows.

При вращении барабана 1 подъемные лопасти 2 создают завесу из падающих частиц смеси, подаваемой через патрубок 4. Материал, попадая в завал, который образуется над лопастями, в результате протекающего в нем процесса сегрегации распределяется следующим образом: наиболее крупные и менее плотные частицы всплывают на поверхность завала, а мелкие и более плотные частицы погружаются к его ядру. Таким образом, подъемные лопасти заполняются первоначально крупными и менее плотными, а затем более мелкими и плотными частицами. В результате этого с поднимающихся лопастей 2 на отклоняющие элементы 7 ссыпается преимущественно мелкая и более плотная фракция смеси, которая перемещается в сторону наклона течек отклоняющих элементов. Аналогичный процесс протекает в области опускания лопастей, где завеса состоит преимущественно из крупной и менее плотной фракции. Вследствие противоположного наклона течек соседних отклоняющих элементов в каждом из рядов и смежных элементов в параллельных рядах происходит интенсивное перемешивание материала вдоль оси барабана. Барабан наклонен под некоторым углом в сторону разгрузки и поэтому смесь постепенно перемещается к разгрузочной камере 5, где она выгружается через патрубок 6. Соотношение потоков частиц, попадающих в отклоняющие элементы в подъемной и опускной частях барабана, регулируется путем поворота пластины 8.When the drum 1 rotates, the lifting blades 2 create a curtain of falling particles of the mixture supplied through the nozzle 4. The material, falling into the blockage that forms above the blades, is distributed as follows as a result of the segregation process that takes place in it: the largest and less dense particles float to the surface blockage, and smaller and denser particles sink to its core. Thus, the lifting blades are filled initially with large and less dense, and then smaller and denser particles. As a result of this, a predominantly finer and denser fraction of the mixture is poured from the rising blades 2 onto the deflecting elements 7, which moves toward the slope of the leaks of the deflecting elements. A similar process takes place in the area of lowering of the blades, where the curtain consists mainly of a large and less dense fraction. Due to the opposite inclination of the leaks of adjacent deflecting elements in each of the rows and adjacent elements in parallel rows, intensive mixing of the material occurs along the axis of the drum. The drum is inclined at a certain angle to the discharge side, and therefore the mixture gradually moves to the discharge chamber 5, where it is discharged through the nozzle 6. The ratio of the particles flowing into the deflecting elements in the lifting and lowering parts of the drum is regulated by turning the plate 8.

В отсутствие конструктивных элементов предлагаемого технического решения при совместном движении компонентов к выходу из барабана происходит их некоторое продольное смешение. Однако при вращении барабана в завале под действием сегрегации происходит разделение материала по плотности и размеру частиц, что является причиной неравнозначного воздействия на них элементов конструкции устройства и, как следствие, различного времени пребывания компонентов в барабане и слабого продольного перемешивания и низкого качества смеси.In the absence of structural elements of the proposed technical solution with the joint movement of the components to the exit of the drum, there is some longitudinal mixing. However, when the drum rotates in the blockage under the action of segregation, the material is separated by density and particle size, which causes an uneven effect on them of the structural elements of the device and, as a result, different residence times of the components in the drum and weak longitudinal mixing and poor quality of the mixture.

Устанавливать отклоняющие элементы целесообразно в непосредственной близости от лопастей, поскольку указанные области характеризуются наивысшей плотностью потока падающих частиц (см. Картошкин А.Д., Шаповалова О.Г., Киприянов Ю.И. Получение минеральных удобрений в барабанах грануляторах-сушилках. Хим. пром., 1979, №1, с.40-43). Ширина элементов может быть равна в пределе радиусу барабана за вычетом высоты подъемных лопастей.It is advisable to install deflecting elements in the immediate vicinity of the blades, since these areas are characterized by the highest density of the flow of falling particles (see Kartoshkin A.D., Shapovalova O.G., Kipriyanov Yu.I. Obtaining mineral fertilizers in drums of granulator dryers. Chem. prom., 1979, No. 1, pp. 40-43). The width of the elements can be equal in the limit to the radius of the drum minus the height of the lifting blades.

Угол наклона течек отклоняющих элементов должен быть, очевидно, больше угла трения материала о поверхность элементов. Выбор длины отклоняющих элементов должен осуществляться из следующих соображений.The angle of inclination of the leaks of the deflecting elements should obviously be greater than the angle of friction of the material on the surface of the elements. The choice of the length of the deflecting elements should be carried out for the following reasons.

Поскольку интенсивность продольного перемешивания по длине насадочной части без большой погрешности можно принять постоянной, то весь аппарат или часть его можно представить в соответствии с ячеечной моделью как определенное число последовательно соединенных ячеек идеального перемешивания (см. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973. - 752 с.).Since the intensity of longitudinal mixing along the length of the nozzle part without large error can be assumed constant, the whole apparatus or part of it can be represented in accordance with the cell model as a certain number of series-connected cells of ideal mixing (see Kasatkin A.G. Basic processes and apparatuses of chemical technology . - M.: Chemistry, 1973.- 752 p.).

В таком случае каждой ячейке будет соответствовать часть аппарата определенной длины. Из приведенной идеальной модели следует, что на участке барабана, соответствующем по длине одной ячейке, продольное перемешивание будет полностью компенсировать эффект сепарации. Эффективность продольного перемешивания будет увеличиваться с увеличением длины ячейки идеального перемешивания. Отсюда следует, что длина отклоняющих элементов ограничивается исключительно расстоянием от оси барабана до засыпки материала в нем.In this case, each cell will correspond to a part of the apparatus of a certain length. From the given ideal model it follows that in the section of the drum corresponding to the length of one cell, longitudinal mixing will completely compensate for the separation effect. The efficiency of longitudinal mixing will increase with increasing length of the ideal mixing cell. It follows that the length of the deflecting elements is limited solely by the distance from the axis of the drum to the filling of the material in it.

ПРИМЕР. В барабанном смесителе минеральных удобрений диаметром 0,3 м и длиной 1,25 м, имеющем на всей длине Г-образные лопасти высотой 0,03 м, в приосевой зоне горизонтально, симметрично оси корпуса установлены 2 ряда отклоняющих элементов, выполненных в виде воронок с течками, наклоненными под углом 40° к горизонту (угол трения материала о поверхность лотка равен 32°) в направлении к торцам барабана. Причем течки соседних отклоняющих элементов в каждом из рядов и смежных элементов в параллельных рядах наклонены в противоположную сторону. В каждом ряду установлено по 8 отклоняющих элементов - воронок, имеющих приемную горловину размером 0,115×0,15 м. На сопряженных сторонах воронок параллельных рядов закреплена поворотная пластина длиной 1,2 м и шириной 0,115 м.EXAMPLE. In a drum mixer of mineral fertilizers with a diameter of 0.3 m and a length of 1.25 m, with L-shaped blades 0.03 m high over the entire length, 2 rows of deflecting elements made in the form of funnels with estruses inclined at an angle of 40 ° to the horizontal (the angle of friction of the material on the surface of the tray is 32 °) in the direction of the ends of the drum. Moreover, estrus of adjacent deflecting elements in each of the rows and adjacent elements in parallel rows are tilted in the opposite direction. In each row, 8 deflecting elements were installed - funnels having a receiving neck with a size of 0.115 × 0.15 m. A rotary plate 1.2 m long and 0.115 m wide was fixed on the mating sides of the funnels of parallel rows.

Предлагаемая насадка, позволяет использовать эффект разделения частиц по размерам и плотности, наблюдаемый в завесе падающих частиц во вращающемся барабане с подъемными лопастями, для организации процесса приготовления смеси трудносмешиваемых сыпучих материалов склонных к сегрегации. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство отличается более высокими показателями надежности и качества смешения, что улучшает технико-экономические показатели функционирования оборудования.The proposed nozzle allows you to use the effect of separation of particles by size and density, observed in a veil of falling particles in a rotating drum with lifting blades, to organize the process of preparing a mixture of difficult to mix bulk materials prone to segregation. Compared with the prototype, the proposed device is characterized by higher reliability and quality of mixing, which improves the technical and economic performance of the equipment.

Claims

The nozzle of a rotating drum of a predominantly mixing device comprising a system of lifting blades and deflecting elements fixedly arranged in a horizontal plane in parallel rows symmetrically relative to the longitudinal axis of the drum, made in the form of funnels with oblique chutes, which are inclined to the ends of the drum, characterized in that the estrus of adjacent deflecting elements in each of the rows and adjacent elements in parallel rows are tilted in the opposite direction, and on the mating edges of the steam funnels series-parallel rotating plate fastened to regulate the relative quantities of particles flows.