RU2380148C1

RU2380148C1 - Method for mixing of loose materials

Info

Publication number: RU2380148C1
Application number: RU2008145331/15A
Authority: RU
Inventors: Михаил Юльевич Таршис (RU); Михаил Юльевич Таршис; Анатолий Иванович Зайцев (RU); Анатолий Иванович Зайцев; Леонид Владимирович Королев (RU); Леонид Владимирович Королев
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2010-01-27

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is related to processing of loose materials and may be used in chemical, peat and coal, construction and some other industries. Method includes batching of initial components, layerwise alternate installation of components between walls of elastic cylindrical reservoir and vertical partition into peripheral part of reservoir by horizontal annular layers, pressing of reservoir in radial direction on two opposite sides with its simultaneous rotation and unloading of finished mixture.

EFFECT: simplification of mixing technology, improved homogeneity of produced mixture and reduction of mixing time by combination of systematic mixing, convective action at mixture (shuffle of layers) with further shift action, and also exclusion from area of stagnant zone mixing.

2 dwg

Description

Изобретение относится к переработке сыпучих материалов и может быть использовано в химической, торфоугольной, строительной и ряде других отраслей промышленности для приготовления смесей с резко различающимися физико-механическими свойствами компонентов.The invention relates to the processing of bulk materials and can be used in chemical, peat, construction and several other industries for the preparation of mixtures with dramatically different physical and mechanical properties of the components.

Известен способ смешения сыпучих материалов (а.с. СССР №1197713, опубл. 15.12.85, бюл. №46, МПК В01F 3/18), включающий дозирование исходных компонентов, послойную поочередную их укладку между стенками эластичной цилиндрической емкости и вертикальными перегородками, извлечение перегородок из емкости и вращение ее с одновременным обжатием в радиальном направлении с двух противоположных сторон, выгрузку готовой смеси.A known method of mixing bulk materials (AS USSR No. 1197713, publ. 15.12.85, bull. No. 46, IPC B01F 3/18), including dosing of the original components, layering their alternate laying between the walls of an elastic cylindrical container and vertical partitions, removing the partitions from the tank and rotating it with simultaneous compression in the radial direction from two opposite sides, unloading the finished mixture.

К недостаткам данного способа относятся невысокая однородность получаемой смеси из-за малой поверхности контакта фаз, а также сложность установки вертикальных перегородок и процесса загрузки компонентов. Кроме того, однородность смеси, получаемой этим способом, снижается из-за неравномерности воздействия на нее в радиальном направлении. Слои, расположенные в центре емкости, практически не подвержены воздействию.The disadvantages of this method include the low uniformity of the resulting mixture due to the small contact surface of the phases, as well as the difficulty of installing vertical partitions and the process of loading components. In addition, the uniformity of the mixture obtained by this method is reduced due to the uneven effect on it in the radial direction. The layers located in the center of the tank are practically unaffected.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ смешения сыпучих материалов (Пат. Россия №2329095, опубл. 20.07.2008, бюл. №20, МПК В01F 3/18), включающий дозирование исходных компонентов, послойную поочередную укладку компонентов между стенками эластичной цилиндрической емкости и вертикальной перегородки, обжатие емкости в радиальном направлении с двух противоположных сторон с одновременным ее вращением и выгрузку готовой смеси.Closest to the proposed technical solution is a method of mixing bulk materials (Pat. Russia No. 2329095, publ. 07/20/2008, bull. No. 20, IPC B01F 3/18), including dosing of the original components, layered alternately laying components between the walls of an elastic cylindrical container and a vertical partition, squeezing the container in the radial direction from two opposite sides with its simultaneous rotation and unloading the finished mixture.

Перегородка изготовлена в виде вертикальных спиральных лент. Между ними послойно распределяются смешиваемые компоненты, что приводит к увеличению поверхности контакта фаз и росту однородности получаемой смеси.The partition is made in the form of vertical spiral ribbons. Mixed components are distributed between them in layers, which leads to an increase in the contact surface of the phases and an increase in the homogeneity of the resulting mixture.

Однородность смеси, получаемой этим способом, как и в предыдущем способе, снижается из-за незначительного воздействия на слои, расположенные в центре емкости. Кроме того, процесс может быть достаточно длительным вследствие отсутствия конвективного воздействия на слои смеси, распложенные в емкости вертикально.The homogeneity of the mixture obtained by this method, as in the previous method, is reduced due to a minor effect on the layers located in the center of the tank. In addition, the process can be quite lengthy due to the absence of convective effects on the layers of the mixture arranged vertically in the tank.

Задачей данного изобретения является повышение качества смеси, скорости процесса и упрощение технологии смешивания.The objective of the invention is to improve the quality of the mixture, the speed of the process and the simplification of mixing technology.

Для решения поставленной задачи предлагается способ смешения сыпучих материалов, включающий дозирование исходных компонентов, послойную поочередную укладку компонентов между стенками эластичной цилиндрической емкости и вертикальной перегородки в периферийную часть цилиндрической емкости горизонтальными кольцевыми слоями, обжатие емкости в радиальном направлении с двух противоположных сторон с одновременным ее вращением и выгрузку готовой смеси.To solve this problem, a method for mixing bulk materials is proposed, which includes dosing of the starting components, layer-by-layer stacking of components between the walls of the elastic cylindrical container and the vertical partition into the peripheral part of the cylindrical container with horizontal ring layers, compressing the container in the radial direction from two opposite sides with its simultaneous rotation and unloading the finished mixture.

На фиг.1 показан общий вид устройства для осуществления предлагаемого способа смешения сыпучих материалов, после загрузки компонентов в эластичную емкость.Figure 1 shows a General view of the device for implementing the proposed method of mixing bulk materials, after loading the components in an elastic container.

На фиг.2 дан вид устройства сверху, на котором показаны только эластичная камера с компонентами при деформации камеры рабочей лентой.Figure 2 shows a top view of the device, which shows only an elastic chamber with components during deformation of the chamber with a working tape.

Устройство для осуществления способа смешения сыпучих материалов (фиг.1, фиг.2) содержит эластичную цилиндрическую емкость 1, размещенную на основании 2 посредством оси 3, установленной в подшипниковом узле 4. Емкость 1 охватывается транспортерной лентой 5, огибающей ролики 6, также установленные с возможностью вращения на основании 2. Один из роликов соединен с приводом 7, а другой - с натяжным устройством 8. Внутри емкости 1 размещена вертикальная цилиндрическая перегородка 9, жестко связанная с диском 10, несущим распределительные бункеры 11, 12. Диск 10 также связан с валом 13, соединенным с приводом вращения (не показан). Устройство содержит также бункеры загрузки компонентов 14 и 15, установленные на неподвижной стойке 16 и сообщенные гофрированными эластичными патрубками с емкостью 1 через отверстия в крышке 17 и диске 10.A device for implementing the method of mixing bulk materials (figure 1, figure 2) contains an elastic cylindrical container 1 located on the base 2 by means of an axis 3 installed in the bearing assembly 4. The container 1 is covered by a conveyor belt 5, enveloping the rollers 6, also installed with the possibility of rotation on the base 2. One of the rollers is connected to the drive 7, and the other to the tensioning device 8. Inside the tank 1 there is a vertical cylindrical partition 9, rigidly connected to the disk 10 carrying the distribution hoppers 11, 12. claim 10 is also connected to a shaft 13 connected to a rotary drive (not shown). The device also contains hoppers for loading components 14 and 15, mounted on a stationary rack 16 and communicated corrugated elastic pipes with a capacity of 1 through holes in the cover 17 and the disk 10.

Между емкостью 1 и основанием 2 установлена заслонка 18, под которой находится патрубок разгрузки смеси 19.Between the tank 1 and the base 2, a shutter 18 is installed, under which there is a discharge pipe of the mixture 19.

Компоненты, загружаемые через патрубки 14 и 15, движутся по гофрированным эластичным патрубкам. При включении привода вращение передается на вал 13 и диск 10 с бункерами 11, 12. Оси отверстий в крышке, соединенные эластичными патрубками с бункерами 14, 15, и ответные отверстия в бункерах 11, 12 находятся на одинаковом расстоянии от оси 3 (вращения). Поэтому при совпадении отверстий в диске 10 и крышке 17 компоненты поступают в распределительные бункеры 11, 12 соответственно (если смесь является двухкомпонентной или условно двухкомпонентной). Через щелевые отверстия бункеров 11, 12 поочередно укладываются между стенками эластичной цилиндрической емкости 1 и вертикальной перегородки 9 горизонтальными кольцевыми слоями.Components loaded through nozzles 14 and 15 move along corrugated elastic nozzles. When the drive is turned on, rotation is transmitted to the shaft 13 and the disk 10 with the hoppers 11, 12. The axis of the holes in the cover connected by elastic pipes to the hoppers 14, 15 and the counter holes in the hoppers 11, 12 are at the same distance from the axis 3 (rotation). Therefore, when the holes in the disk 10 and the cover 17 coincide, the components enter the distribution hoppers 11, 12, respectively (if the mixture is two-component or conditionally two-component). Through the slotted holes of the bins 11, 12 are alternately stacked between the walls of the elastic cylindrical tank 1 and the vertical partition 9 with horizontal annular layers.

Распределение слоев компонентов показано на фиг.1. Затем с помощью натяжного устройства 8 изменяется расстояние между осями валков 6 и обеспечивается необходимая деформация эластичной емкости 1. Окончательное смешивание компонентов происходит при вращении емкости 1 от привода 7. При этом осуществляется радиальное воздействие на компоненты лентами 5. Выгрузка смеси происходит через патрубок разгрузки 19 при открытой заслонке 18, то есть когда совпадают отверстия в камере 1 и заслонке 18 с патрубком 19.The distribution of component layers is shown in FIG. Then, with the help of the tensioning device 8, the distance between the axes of the rolls 6 is changed and the necessary deformation of the elastic container 1 is ensured. The final mixing of the components occurs when the container 1 is rotated from the drive 7. In this case, the components are taped radially 5. The mixture is unloaded through the discharge pipe 19 at open shutter 18, that is, when the holes in the chamber 1 and shutter 18 coincide with the pipe 19.

Предлагаемый способ позволяет повысить однородность получаемой смеси, сократить время смешивания за счет сочетания систематического смешивания, обеспечивающего значительное повышение поверхности контакта перерабатываемых фаз, с конвективным воздействием, при котором происходит порционное перемещение (перетасовка) горизонтальных кольцевых слоев и радиальная деформация с силовым (сдвиговым) воздействием на смесь. Увеличение поверхности контакта перерабатываемых компонентов достигается тем, что они сначала распределяются горизонтальными кольцевыми слоями по всей высоте эластичной емкости. Затем эластичная емкость подвергается обжатию в радиальном направлении с двух противоположных сторон.The proposed method allows to increase the homogeneity of the resulting mixture, to reduce the mixing time by combining systematic mixing, which provides a significant increase in the contact surface of the processed phases, with convective action, in which there is a batch movement (shuffling) of the horizontal annular layers and radial deformation with force (shear) effect on mixture. The increase in the contact surface of the processed components is achieved by the fact that they are first distributed by horizontal annular layers along the entire height of the elastic container. Then the elastic container is subjected to compression in the radial direction from two opposite sides.

Поскольку укладка компонентов осуществляется только в периферийную часть цилиндрической емкости между ее стенками и стенками вертикальной перегородки, то компоненты оказываются в области активного воздействия на них рабочих органов (ленты 5). То есть из области смешивания оказывается исключенной центральная застойная зона. Это также позволяет повысить однородность получаемой смеси.Since the laying of the components is carried out only in the peripheral part of the cylindrical container between its walls and the walls of the vertical partition, the components are in the area of active influence of the working bodies (tapes 5). That is, the central stagnation zone is excluded from the mixing region. This also improves the uniformity of the resulting mixture.

Способ также позволяет упростить технологию смешивания, поскольку не требует использования перегородок сложной формы или нескольких перегородок, а также операций их установки и последующего извлечения из емкости.The method also allows to simplify the mixing technology, since it does not require the use of partitions of complex shape or several partitions, as well as the operations of their installation and subsequent removal from the tank.

ПримерExample

Приготовление двухкомпонентной смеси в устройстве с эластичной емкостью диаметром 600 мм и высотой 420 мм. Число распределительных бункеров - 4. Диаметр вертикальной цилиндрической перегородки 150 мм.Preparation of a two-component mixture in a device with an elastic tank with a diameter of 600 mm and a height of 420 mm. The number of distribution hoppers is 4. The diameter of the vertical cylindrical partition is 150 mm.

Угловая скорость вращения перегородки с бункерами ω=π рад/с (30 об/мин). Угловая скорость вращения эластичной емкости ω=π рад/с (30 об/мин). Свойства частиц первого компонента: насыпная плотность - 419 кг/м³ (гранулированный силикагель), средний диаметр частиц - 2,75 мм. Свойства частиц второго компонента: насыпная плотность - 1500 кг/м³ (речной песок), средний диаметр частиц - 1,25 мм. Объем загрузки Q=18000 см³. Объем загрузки компонентов Q₁=6000 см³, Q₂=12000 см³.The angular velocity of rotation of the partition with hoppers ω = π rad / s (30 rpm). The angular velocity of rotation of the elastic tank ω = π rad / s (30 rpm). The properties of the particles of the first component: bulk density - 419 kg / m ³ (granular silica gel), average particle diameter - 2.75 mm. The properties of the particles of the second component: bulk density - 1500 kg / m ³ (river sand), the average particle diameter is 1.25 mm. The volume of loading Q = 18000 cm ³ . The loading volume of the components Q ₁ = 6000 cm ³ , Q ₂ = 12000 cm ³ .

Коэффициент неоднородности смеси, полученной после 15 оборотов эластичной емкости, составляет 5%. При диаметре вертикальной цилиндрической перегородки 50 мм и сохранении других условий опыта коэффициент неоднородности смеси составляет 9%.The heterogeneity coefficient of the mixture obtained after 15 revolutions of the elastic capacity is 5%. When the diameter of the vertical cylindrical septum is 50 mm and other conditions of the experiment are preserved, the coefficient of heterogeneity of the mixture is 9%.

Claims

A method of mixing bulk materials, including dosing of the starting components, layer-by-layer stacking of components between the walls of the elastic cylindrical container and the vertical partition, compression of the container in the radial direction from two opposite sides with its simultaneous rotation and unloading of the finished mixture, characterized in that the components are stacked in a limited the septum of the peripheral part of the cylindrical container with horizontal annular layers.