RU2725232C1

RU2725232C1 - Drum mixer

Info

Publication number: RU2725232C1
Application number: RU2019108120A
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Светлов; Татьяна Сергеевна Светлова
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2020-06-30

Abstract

FIELD: chemistry; food industry; pharmaceutics.SUBSTANCE: invention relates to devices for mixing and grinding various loose powder materials and can be used in chemical, food, pharmaceutical and other industries. Drum mixer comprises cylindrical housing with journal and cover, shaft, bearing support, drive, rotary frame and mixing device, which consists of intersecting perforated blades arranged inside housing and fixed on cover. Mixing device is installed with a gap relative to the housing walls and is located along the housing axis. Blades are made bent in direction of body rotation and have different perforation. Between the blades there are grinding bodies in the form of balls, cylindrical rollers or rods. Blades are bent along radius, the centre of which is located on the previous blade.EFFECT: invention improves the quality of the obtained mixture owing to intensification of the process of mixing components, grinding and abrasion of loose material particles.1 cl, 3 dwg

Description

Техническое решение относится к области устройств для смешивания и измельчения различных сыпучих порошкообразных материалов и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.The technical solution relates to the field of devices for mixing and grinding various bulk powder materials and can be used in chemical, food, pharmaceutical and other industries.

Известен барабанный смеситель [1], включающий вращающийся барабан, на внутренней поверхности которого по периметру установлены лопасти, при этом расстояние от стенки барабана до свободного конца лопасти для четных и нечетных лопастей различно. Недостатками данного смесителя является неудовлетворительное качество смешивания, наличие застойных зон, длительный цикл смешивания, большие энергетические затраты на единицу готовой смеси.Known drum mixer [1], including a rotating drum, on the inner surface of which along the perimeter there are blades, the distance from the wall of the drum to the free end of the blade for different and odd blades is different. The disadvantages of this mixer are the unsatisfactory quality of mixing, the presence of stagnant zones, a long mixing cycle, high energy costs per unit of the finished mixture.

Известен смеситель [2], содержащий горизонтальный барабан с приводом, снабженный рабочим органом в виде закрепленных на валу барабана лопастей, обращенных попеременно гранями и ребрами к плоскости их вращения. К недостатку данного устройства можно отнести отсутствие горизонтального продольного перераспределения материала в корпусе, что увеличивает время смешивания компонентов и снижает однородность получаемой смеси. Указанный смеситель не обеспечивает приготовление смеси требуемого качества.Known mixer [2], containing a horizontal drum with a drive, equipped with a working body in the form of blades fixed to the shaft of the drum, alternating faces and ribs to the plane of their rotation. The disadvantage of this device is the lack of horizontal longitudinal redistribution of the material in the housing, which increases the mixing time of the components and reduces the uniformity of the resulting mixture. The specified mixer does not provide the preparation of a mixture of the required quality.

Известен аппарат для смешивания пищевых материалов [3], содержащий роторный контейнер, вращающийся на горизонтальной оси, содержащий пару подвижных элементов, установленных внутри контейнера, каждый из которых состоит из перфорированной пластины. Недостатками данного устройства являются: плохое смешивание компонентов смеси около стенок контейнера, со стороны пластин, из-за наличия застойных зон; небольшая рабочая поверхность взаимодействия (контакта) перфорированных пластин с компонентами смеси, не обеспечивающая эффективное перераспределение компонентов смеси внутри контейнера; неудовлетворительное качество получаемой смеси.A known apparatus for mixing food materials [3], containing a rotary container rotating on a horizontal axis, containing a pair of movable elements installed inside the container, each of which consists of a perforated plate. The disadvantages of this device are: poor mixing of the components of the mixture near the walls of the container, from the side of the plates, due to the presence of stagnant zones; a small working surface of interaction (contact) of the perforated plates with the components of the mixture, which does not provide an effective redistribution of the components of the mixture inside the container; poor quality of the resulting mixture.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является барабанный смеситель [4], содержащий цилиндрический корпус с цапфой и крышкой, вал, на котором установлен корпус, подшипниковую опору, привод, поворотную раму и перемешивающее устройство, состоящее из перекрещивающихся перфорированных перегородок, размещенных внутри корпуса вдоль его оси, закрепленных на крышке и установленных с зазором относительно стенок корпуса. Между перфорированными перегородками установлены неперфорированные перегородки, при этом ширина неперфорированных перегородок меньше, чем перфорированных. К недостатку данного смесителя можно отнести плохое смешивание сыпучих материалов, склонных к образованию агломератов и комкованию.The closest technical solution to the proposed device is a drum mixer [4], containing a cylindrical housing with a pin and a cover, a shaft on which the housing is mounted, a bearing support, a drive, a rotary frame and a mixing device consisting of intersecting perforated partitions located along the housing along its axis, mounted on the lid and installed with a gap relative to the walls of the housing. Non-perforated partitions are installed between the perforated partitions, while the width of the non-perforated partitions is less than that of the perforated partitions. The disadvantage of this mixer can be attributed to poor mixing of bulk materials, prone to the formation of agglomerates and clumping.

Предлагаемое техническое решение направлено на усовершенствование конструкции барабанного смесителя. Задачей смесителя является повышение качества получаемой смеси из сыпучих материалов и улучшения условий приготовления смеси. Техническое решение позволит повысить качество получаемой смеси за счет интенсификации процесса смешивания компонентов, измельчения и истирания частиц сыпучих материалов при использовании распределительных устройств в виде перекрещивающихся изогнутых перфорированных лопастей с разной перфорацией, расположенных внутри корпуса смесителя, между которыми находятся мелящие тела, предназначенные для улучшения процесса смешивания за счет измельчения и истирания компонентов смеси.The proposed technical solution is aimed at improving the design of the drum mixer. The task of the mixer is to improve the quality of the resulting mixture from bulk materials and improve the conditions for the preparation of the mixture. The technical solution will improve the quality of the mixture due to the intensification of the process of mixing components, grinding and abrasion of particles of bulk materials when using distribution devices in the form of intersecting curved perforated blades with different perforations located inside the mixer body, between which there are grinding bodies designed to improve the mixing process due to grinding and abrasion of the components of the mixture.

Предлагаемый барабанный смеситель содержит цилиндрический корпус с цапфой и крышкой, вал, на котором установлен корпус, подшипниковую опору, привод, поворотную раму и перемешивающее устройство, которое состоит из перекрещивающихся перфорированных лопастей, размещенных внутри корпуса и закрепленных на крышке. Перемешивающее устройство установлено с зазором относительно стенок корпуса и расположено вдоль оси корпуса. Лопасти выполнены изогнутыми в направлении вращения корпуса, имеют различную перфорацию и между лопастями расположены мелящие тела в виде шаров, цилиндрических роликов или стержней. Лопасти изогнуты по радиусу, центр которого находится на предыдущей лопасти.The proposed drum mixer comprises a cylindrical housing with a pin and a cover, a shaft on which the housing is mounted, a bearing support, a drive, a rotary frame and a mixing device, which consists of intersecting perforated blades placed inside the housing and mounted on the cover. A mixing device is installed with a gap relative to the walls of the housing and is located along the axis of the housing. The blades are made curved in the direction of rotation of the body, have different perforations and between the blades there are grinding bodies in the form of balls, cylindrical rollers or rods. The blades are bent in radius, the center of which is on the previous blade.

Использование в корпусе смесителя перекрещивающихся перфорированных лопастей, изогнутых в направлении вращения корпуса, расположенных вдоль оси корпуса, позволяет захватывать сыпучую смесь со стенок корпуса и поднимать ее в верхнюю часть корпуса, изменяя траекторию и скорость движения потоков смеси в корпусе смесителя, способствуя интенсивному смешиванию компонентов. Наличие между лопастями мелящих тел в виде шаров, цилиндрических роликов или стержней ускоряет процесс перемешивания компонентов смеси, склонных к образованию агломератов и комков, значительно уменьшая время их смешивания и увеличивая однородность смеси за счет измельчения и истирания частиц сыпучих материалов. Для уменьшения силы удара мелющих тел об изогнутую лопасть, увеличения площади контакта мелющих тел со смесью, находящейся на лопасти, и обеспечения плавного движения, например, шаров по поверхности лопасти, профиль ее выполнен по радиусу с центром на предыдущей лопасти. Изменяя количество перфорированных лопастей, форму лопасти, расположение и размеры отверстий в ней, можно обеспечить оптимальные условия смешивания компонентов приготавливаемой смеси.The use of crossed perforated blades curved in the direction of rotation of the housing located along the axis of the housing in the mixer housing allows you to grab the bulk mixture from the walls of the housing and lift it into the upper part of the housing, changing the trajectory and speed of the mixture flows in the mixer housing, facilitating intensive mixing of the components. The presence between the blades of grinding bodies in the form of balls, cylindrical rollers or rods accelerates the process of mixing the components of the mixture, prone to the formation of agglomerates and lumps, significantly reducing their mixing time and increasing the uniformity of the mixture due to grinding and abrasion of particles of bulk materials. To reduce the impact force of the grinding media on the curved blade, to increase the contact area of the grinding media with the mixture located on the blade, and to ensure smooth movement, for example, of balls on the surface of the blade, its profile is made in radius with the center on the previous blade. By changing the number of perforated blades, the shape of the blade, the location and size of the holes in it, it is possible to provide optimal conditions for mixing the components of the prepared mixture.

Сущность технического решения поясняется чертежами: на фигуре 1 показан продольный разрез корпуса смесителя; на фигуре 2 поперечный разрез А-А корпуса смесителя; на фигуре 3 поперечный разрез А-А корпуса с шестью перфорированными лопастями.The essence of the technical solution is illustrated by the drawings: figure 1 shows a longitudinal section of the mixer body; figure 2 is a cross section aa of the mixer housing; figure 3 is a transverse section aa of the housing with six perforated blades.

Барабанный смеситель состоит из цилиндрического корпуса 1 с цапфой 2, крышки 3, вала 4, установленного в подшипниковой опоре 5. Смеситель оснащен приводом 6, размещенным на поворотной раме 7. Внутри корпуса 1 вдоль его оси расположены перекрещивающиеся перфорированные изогнутые перегородки 8, 9 и 10, укрепленные на крышке 3 и установленные относительно корпуса с зазором. В перегородках 8, 9 и 10 выполнены отверстия 11. Между перегородками в корпусе 1 расположены шары 12.The drum mixer consists of a cylindrical housing 1 with a pin 2, a cover 3, a shaft 4 mounted in the bearing support 5. The mixer is equipped with a drive 6 located on the swing frame 7. Inside the housing 1, intersecting perforated curved partitions 8, 9 and 10 are located along its axis mounted on the cover 3 and installed relative to the housing with a gap. Openings 11 are made in the partitions 8, 9 and 10. Balls 12 are located between the partitions in the housing 1.

Устройство работает следующим образом. При открытой крышке 3 в корпус 1 барабанного смесителя, находящийся в наклонном положении, повернутый крышкой 3 вверх, устанавливаются перегородки 8, 9 и 10, загружаются исходные компоненты и шары 11. Затем корпус 1 закрывается крышкой 3, на которой крепятся перегородки с помощью резьбового соединения, и устанавливается в горизонтальное положение. Включается привод 6, который передает вращение валу 4 и через цапфу 2 корпусу 1. Направление вращения корпуса 1 показано стрелкой на фигуре 2. При вращении корпуса 1 компоненты смеси перемещаются из одной части корпуса в другую, поэтапно проходят через зоны между перегородками 8, 9 и 10 и стенками корпуса 1, а также через отверстия 11 в перегородках, измельчаются и истираются шарами 12, изменяют траекторию движения, перераспределяются по сечению корпуса и интенсивно смешиваются. После достижения требуемой степени однородности смеси вращение корпуса прекращается, корпус устанавливается в наклонное положение крышкой 3 вниз, открывается крышка 3 и производится выгрузка смеси и шаров под действием собственного веса. После окончательной выгрузки смеси из корпуса, шары отделяются от смеси путем рассева на вибросите и цикл технологических операций по приготовлению смеси повторяется.The device operates as follows. With the lid 3 open, in the housing 1 of the drum mixer, which is in an inclined position, turned upside down by the lid 3, partitions 8, 9 and 10 are installed, the initial components and balls 11 are loaded. Then, the housing 1 is closed by the lid 3, on which the partitions are mounted using a threaded connection , and is installed in a horizontal position. The drive 6 is turned on, which transmits the rotation to the shaft 4 and through the pin 2 to the housing 1. The direction of rotation of the housing 1 is shown by the arrow in figure 2. When the housing 1 is rotated, the components of the mixture move from one part of the housing to another, step by step through the zones between the partitions 8, 9 and 10 and the walls of the housing 1, as well as through the holes 11 in the partitions, are crushed and rubbed with balls 12, change the trajectory of movement, redistributed over the cross section of the housing and intensively mixed. After reaching the required degree of homogeneity of the mixture, the rotation of the housing stops, the housing is installed in an inclined position with the lid 3 down, the lid 3 is opened and the mixture and balls are unloaded under its own weight. After the final unloading of the mixture from the body, the balls are separated from the mixture by sieving on a vibrating screen and the cycle of technological operations for preparing the mixture is repeated.

Использование предлагаемого устройства для смешивания сыпучих материалов обеспечивает, по сравнению с существующими барабанными смесителями, повышение однородности смеси, вследствие интенсивного измельчения, истирания и смешивания компонентов в рабочем объеме корпуса смесителя и периодического разделения смеси на множество потоков с различным направлением и относительной скоростью движения, увеличение производительности смесителя. В настоящее время барабанный смеситель с указанными признаками применяется в научных исследованиях по смешиванию сыпучих порошкообразных материалов и в учебном процессе при проведении лабораторного практикума.Using the proposed device for mixing bulk materials provides, in comparison with existing drum mixers, increasing the uniformity of the mixture due to intensive grinding, abrasion and mixing of components in the working volume of the mixer body and periodic separation of the mixture into many streams with different directions and relative speed, increasing productivity mixer. At present, a drum mixer with the indicated features is used in scientific research on mixing bulk powder materials and in the educational process during a laboratory workshop.

Список литературы, используемый при составлении заявкиReferences used in the preparation of the application

1. Авт. свид. СССР №1162471, В01F 9/02, 1985 г.1. Auth. testimonial. USSR No. 1162471, B01F 9/02, 1985

2. Авт. свид. СССР №715128, В01F 9/02, В28С 5/18, 1980 г.2. Auth. testimonial. USSR No. 715128, B01F 9/02, B28C 5/18, 1980

3. Заявка JPH 03161037, В01F 9/02, 1991 г.3. Application JPH 03161037, B01F 9/02, 1991

4. Патент РФ №2595659, В01F 9/02, 2016 г.4. RF patent No. 2595659, B01F 9/02, 2016.

Claims

1. A drum mixer comprising a cylindrical housing with a pin and a cover, a shaft on which the housing, a bearing support, a drive, a swing frame and a mixing device consisting of intersecting perforated blades placed inside the housing along its axis, mounted on the cover and installed with a gap relative to the walls of the housing, characterized in that the blades are made curved in the direction of rotation of the housing, have different perforations and between the blades there are grinding bodies in the form of balls, cylindrical rollers or rods.

2. The drum mixer according to claim 1, characterized in that the blades are curved along a radius whose center is on the previous blade.