RU2465043C1

RU2465043C1 - Cyclic loose material mixer

Info

Publication number: RU2465043C1
Application number: RU2011119190/05A
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Тишанинов (RU); Николай Петрович Тишанинов; Сергей Михайлович Ведищев (RU); Сергей Михайлович Ведищев; Александр Витальевич Анашкин (RU); Александр Витальевич Анашкин; Константин Николаевич Тишанинов (RU); Константин Николаевич Тишанинов; Аркадий Григорьевич Амельянц (RU); Аркадий Григорьевич Амельянц
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-10-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to mixers and may be used for mixing loose materials in provender milling. Proposed mixer comprises cylindrical bin with tapered bottom and cover, feeder and discharger, encased screw, rotor, deflectors and batcher. Deflector bottom ends are arranged below screw case top face by definite size.

EFFECT: higher quality of mixing.

2 dwg

Description

Изобретение относится к смесителям и может быть использовано для смешения сыпучих материалов в комбикормовой промышленности.The invention relates to mixers and can be used for mixing bulk materials in the feed industry.

Известен смеситель нанопорошков с сыпучими материалами (патент РФ №2333032, кл. B01F 3/18, 2008 г.), включающий цилиндрический корпус с коническим днищем, загрузочное и выгрузное устройства, роторный разбрасыватель, инжектор подачи нанопорошка, форсунку.A known mixer of nanopowders with bulk materials (RF patent No. 2333032, class B01F 3/18, 2008), including a cylindrical body with a conical bottom, loading and unloading devices, rotary spreader, nanopowder feed injector, nozzle.

Недостатком известного смесителя является низкое качество смешения компонентов из-за отсутствия операции активного механического перемешивания при случайном формировании падающего потока сыпучего материала и нерегламентированного распределения нанопорошка форсункой по объему смесителя.A disadvantage of the known mixer is the low quality of mixing the components due to the lack of active mechanical stirring in case of accidental formation of the incident flow of bulk material and the unregulated distribution of the nanopowder by the nozzle over the volume of the mixer.

Известен смеситель (патент РФ №2217226, кл. B01F 7/24, 15/02, 2003 г.), содержащий цилиндрический бункер с коническим днищем, загрузочное и выгрузное устройства, шнек, размещенный в кожухе, усреднительную скатную поверхность в виде усеченного конуса (выбран в качестве прототипа).A known mixer (RF patent No. 2217226, class B01F 7/24, 15/02, 2003) containing a cylindrical hopper with a conical bottom, loading and unloading devices, a screw located in the casing, averaging pitched surface in the form of a truncated cone ( selected as a prototype).

Недостатком известного смесителя является низкое качество смешения компонентов сыпучих материалов из-за того, что усреднительная скатная поверхность подает сыпучий материал после каждого цикла смешения его шнеком в один кольцевой объем цилиндра. При повторных циклах смешения к шнеку подается материал из других кольцевых объемов цилиндрического бункера, где компоненты сыпучих материалов в предыдущих циклах не смешивались, поэтому в объем конического днища (зону захвата сыпучего материала шнеком) поступают слои с различным содержанием смешиваемых компонентов, что удлиняет продолжительность процесса смешения при заданных показателях качества процесса.A disadvantage of the known mixer is the low quality of mixing components of bulk materials due to the fact that the averaging pitched surface delivers bulk material after each cycle of mixing it with a screw into one annular volume of the cylinder. During repeated mixing cycles, material is fed to the screw from other annular volumes of the cylindrical hopper, where the components of the bulk materials in the previous cycles were not mixed, therefore layers with different contents of the mixed components enter the volume of the conical bottom (the area where the bulk material is captured by the screw), which lengthens the duration of the mixing process at specified process quality indicators.

Цель изобретения - повышение качества смешения компонентов сыпучих материалов.The purpose of the invention is improving the quality of mixing components of bulk materials.

Поставленная цель достигается тем, что в смесителе, содержащем цилиндрический бункер с коническим днищем и крышкой, загрузочное и выгрузное устройства, шнек, размещенный в кожухе, ротор, питатель, согласно изобретению к крышке цилиндрического бункера по кольцевым рядам прикреплены отражатели, нижние концы которых размещены ниже верхнего торца кожуха вертикального шнека на величинуThis goal is achieved by the fact that in the mixer containing a cylindrical hopper with a conical bottom and a lid, a loading and unloading device, a screw located in the casing, a rotor, a feeder, according to the invention, reflectors are attached to the lid of the cylindrical hopper in circular rows, the lower ends of which are located below the upper end of the casing of the vertical screw by the amount

Δh_i>g(R_i-R₀)²/2V² _, Δh _i > g (R _i -R ₀ ) ² / 2V ² _,

где g - ускорение свободного падения;where g is the acceleration of gravity;

R_i - расстояние от оси вращения вертикального шнека до i-го кольцевого ряда отражателей;R _i is the distance from the axis of rotation of the vertical screw to the i-th annular row of reflectors;

R₀ - радиус ротора;R ₀ is the radius of the rotor;

V - радиальная скорость частиц сыпучего материала, отбрасываемого ротором,V is the radial velocity of the particles of bulk material discarded by the rotor,

а число отражателей в i-м ряду пропорционально R_i.and the number of reflectors in the i-th row is proportional to R _i .

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 показан общий вид смесителя периодического действия, на фигуре 2 - вид А на фигуре 1.The invention is illustrated by drawings, where in figure 1 shows a General view of the batch mixer, in figure 2 - view a in figure 1.

Смеситель сыпучих материалов периодического действия содержит цилиндрический бункер 1 с коническим днищем 2 и крышкой 3, загрузочное 4 и выгрузное 5 устройства, шнек 6, размещенный в кожухе 7, ротор 8, отражатели 9, питатель 10.The batch mixer of batch materials contains a cylindrical hopper 1 with a conical bottom 2 and a cover 3, a loading 4 and an unloading 5 device, a screw 6 located in the casing 7, a rotor 8, reflectors 9, a feeder 10.

Смеситель сыпучих материалов периодического действия работает следующим образом. Основные компоненты смеси поступают в цилиндрический бункер 1 через загрузочное устройство 4, а премиксы загружают в питатель 10. Далее включают шнек 6, который захватывает смешиваемые компоненты и перемещает их по кожуху 7 вверх до ротора 8. Ротор 8, вращаясь, разбрасывает частицы смешиваемых компонентов в горизонтальной плоскости с некоторой радиальной скоростью V. По мере радиального перемещения частицы смешиваемых компонентов сталкиваются с отражателями 9, размещенными в i-х кольцевых рядах, и опускаются вниз, распределяясь по плоскости поперечного сечения цилиндрического бункера 1. При отборе шнеком 6 новых порций смешиваемых компонентов из конического днища 2 и питателя 10 предварительно смешанные компоненты в верхних слоях опускаются вниз, где повторно захватываются шнеком 6 и по кожуху 7 подаются к ротору 8. Процесс смешения компонентов повторяется необходимое количество циклов до достижения требуемого качества их смешения, после чего смесь компонентов выпускают через выгрузное устройство 5.The mixer of bulk materials of periodic action is as follows. The main components of the mixture enter the cylindrical hopper 1 through the loading device 4, and the premixes are loaded into the feeder 10. Next, turn on the screw 6, which captures the mixed components and moves them up through the casing 7 to the rotor 8. The rotor 8, rotating, scatters the particles of the mixed components in horizontal plane with a certain radial velocity V. As the radial movement of the particles of the mixed components collide with reflectors 9 located in the i-th annular rows, and fall down, distributed along the plane of a cross-section of a cylindrical hopper 1. When the screw takes 6 new batches of mixed components from the conical bottom 2 and feeder 10, the pre-mixed components in the upper layers are lowered down, where they are re-captured by the screw 6 and fed to the rotor 8 through the casing 7. The mixing process of the components is repeated as necessary cycles to achieve the desired quality of their mixing, after which the mixture of components is released through the unloading device 5.

Наличие отражателей 9 в предлагаемом смесителе сыпучих материалов периодического действия обеспечивает в сравнении с прототипом более равномерное распределение частиц смешиваемых компонентов по плоскости поперечного сечения цилиндрического бункера 1. Это создает благоприятные условия для повышения качества смешения компонентов при равной продолжительности процесса, так как в сравниваемом устройстве срединный кольцевой слой перемешивается избыточно, а остальные - недостаточно. Промежуток времени t_i движения частиц смешиваемых компонентов от ротора до отражателей 9 в i-м кольцевом ряду определяется известным уравнением t_i=(R_i-R₀)/V. За этот промежуток времени частицы смешиваемых компонентов под действием гравитационных сил опускаются на величину Δh_i=gt_i ²/2 относительно верхнего торца кожуха 7 шнека 6. Откуда следует, что ограничение движения частиц смешиваемых компонентов отражателями i-го кольцевого ряда гарантируются условием Δh_i>g(R_i-R₀)²/2V². Число отражателей 9 в i-ом кольцевом ряду пропорционально R_i, так как объем любого i-го кольцевого слоя сыпучего материала, равного радиальному размеру (равной толщины), пропорционален R_i. Поэтому увеличивающееся число отражателей 9 с ростом R_i при их равных геометрических размерах обеспечивает равномерное распределение смешиваемых компонентов по поперечному сечению цилиндрического бункера 1, что создает предпосылки повышения качества процесса при прочих равных условиях.The presence of reflectors 9 in the proposed mixer of bulk solids of periodic action, in comparison with the prototype, provides a more uniform distribution of particles of the mixed components along the plane of the cross section of the cylindrical hopper 1. This creates favorable conditions for improving the quality of mixing of the components with an equal duration of the process, since in the compared device the middle ring the layer is mixed excessively, and the rest is not enough. The time interval t _{i the} movement of particles of the mixed components from the rotor to the reflectors 9 in the i-th annular row is determined by the well-known equation t _i = (R _i -R ₀ ) / V. During this period of time the particle components to be mixed under the influence of gravitational forces fall by an amount Δh _{_i} = gt _i ^2/2 relative to the upper end of the housing 7 of the screw 6. It follows that the restriction of movement of particles mixed components reflectors i-th row annular guaranteed condition Δh _i> g (R _i -R ₀ ) ² / 2V ² . The number of reflectors 9 in the i-th annular row is proportional to R _i , since the volume of any i-th annular layer of bulk material equal to the radial size (equal thickness) is proportional to R _i . Therefore, the increasing number of reflectors 9 with an increase in R _i with their equal geometric dimensions ensures a uniform distribution of the mixed components along the cross section of the cylindrical hopper 1, which creates the prerequisites for improving the quality of the process, all other things being equal.

Claims

A batch-type mixer of bulk materials containing a cylindrical hopper with a conical bottom and a lid, a loading and unloading device, a screw located in a casing, a rotor, a feeder, characterized in that reflectors are attached to the lid of the cylindrical hopper in circular rows, the lower ends of which are located below the upper the end face of the casing of the vertical screw by the amount:
Δh _i > g (R _i -R ₀ ) ² / 2V ² ,
where g is the acceleration of gravity;
R _i is the distance from the axis of rotation of the vertical screw to the i-th annular row of reflectors;
R ₀ is the radius of the rotor;
V is the radial velocity of the particles of bulk material discarded by the rotor, while the number of reflectors in the i-th row is proportional to the distance from the axis of rotation of the vertical screw to the i-th annular row of reflectors.