RU2812190C1 - Bulk materials mixer - Google Patents

Bulk materials mixer Download PDF

Info

Publication number
RU2812190C1
RU2812190C1 RU2023114105A RU2023114105A RU2812190C1 RU 2812190 C1 RU2812190 C1 RU 2812190C1 RU 2023114105 A RU2023114105 A RU 2023114105A RU 2023114105 A RU2023114105 A RU 2023114105A RU 2812190 C1 RU2812190 C1 RU 2812190C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
stage
components
pipe
mixing
Prior art date
Application number
RU2023114105A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2812190C9 (en
Inventor
Михаил Юрьевич Таршис
Павел Михайлович Смирнов
Леонид Владимирович Королев
Анна Борисовна Капранова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2812190C1 publication Critical patent/RU2812190C1/en
Publication of RU2812190C9 publication Critical patent/RU2812190C9/en

Links

Abstract

FIELD: mixing equipment.
SUBSTANCE: devices for mixing bulk materials used for preparing dry bulk mixtures. The mixer contains a housing placed in a horizontal pipe, made in the form of communicating torus-shaped elastic chambers with blades, pipes for loading components and unloading the mixture. The elastic chambers are connected to form three stages of helical trunks installed coaxially. The first stage of the screw trunk is connected to the component loading pipe. The second and third stages are connected with additional pipes for supplying the mixed components installed between them. The third stage is also connected to the mixture unloading pipe in the form of a receiving hopper. During the process of transferring the mixture from one stage to another, the mixed components from additional nozzles are dosed in a 1:1 ratio to the volume of the mixture obtained at the previous stage.
EFFECT: improving the efficiency of the mixing process when processing components with low concentrations and multicomponent mixtures.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов. Смеситель предназначен для приготовления сухих сыпучих смесей, в том числе, многокомпонентных и с малой концентрацией конкретного (ключевого) компонента. Смеситель может найти применение в различных отраслях химической промышленности, сельском хозяйстве строительном и угольном производстве, производстве порошковых красок и ряде других.The invention relates to devices for mixing bulk materials. The mixer is designed for preparing dry bulk mixtures, including multicomponent ones and those with a low concentration of a specific (key) component. The mixer can find application in various branches of the chemical industry, agriculture, construction and coal production, powder paint production and a number of others.

Известно устройство для нанесения оболочек на лекарственные формы, содержащее горизонтальный эластичный корпус, выполненный в виде соединенных между собой ступеней торообразных эластичных камер, установленных коаксиально внутри цилиндрической трубы, привод вращательного движения, патрубки загрузки компонентов и выгрузки материла, (патент РФ №979223, МПК В65В 55/00, опубл. 27.08.2002, БИ №24 от). Данное устройство может быть использовано для смешивания сыпучих материалов. Сыпучие материалы через патрубок загрузки подаются во внутреннюю эластичную емкость, откуда поступают во внешнюю емкость, а затем транспортируются к патрубкам разгрузки. При этом компоненты одновременно пересыпаются, происходит их циркуляция и активное перемешивание.A device for applying coatings to dosage forms is known, containing a horizontal elastic body made in the form of interconnected stages of torus-shaped elastic chambers installed coaxially inside a cylindrical tube, a rotational drive, pipes for loading components and unloading material (RF patent No. 979223, IPC V65V 55/00, published 08/27/2002, BI No. 24 dated). This device can be used for mixing bulk materials. Bulk materials are fed through the loading pipe into the internal elastic container, from where they enter the external container, and then are transported to the unloading pipes. In this case, the components are simultaneously poured, their circulation and active mixing occur.

Однако, в этом устройстве смешивание эффективно лишь для смесей компонентов, близких по физико-механическим свойствам (крупности частиц, их плотностям, форме и т.д.). Поскольку при переработке отсутствует перетасовка смеси, происходит сегрегация компонентов, отличающихся по размерам частиц, их форме и плотности. Также не велика эффективность устройства при переработке многокомпонентных смесей и смесей с малыми добавками, поскольку однородность получаемой смеси падает по мере уменьшения концентрации одного из компонентов.However, in this device, mixing is effective only for mixtures of components that are similar in physical and mechanical properties (particle size, their density, shape, etc.). Since there is no mixing of the mixture during processing, segregation of components that differ in particle size, shape and density occurs. The efficiency of the device is also not great when processing multicomponent mixtures and mixtures with small additives, since the homogeneity of the resulting mixture decreases as the concentration of one of the components decreases.

Известен, также агрегат для смешения сыпучих материалов (патент РФ №2349376, МПК B01F 9/02, опубл. 20.03.2009, БИ №8), который содержит устройства загрузки и выгрузки смеси, приводы вращательного движения, барабан со спиральными направляющими, вал с дисками, на боковой поверхности которых установлены радиальные эластичные элементы, размещенный соосно внутри барабана.A unit for mixing bulk materials is also known (RF patent No. 2349376, IPC B01F 9/02, publ. 03/20/2009, BI No. 8), which contains devices for loading and unloading the mixture, rotational drives, a drum with spiral guides, a shaft with disks, on the side surface of which radial elastic elements are installed, placed coaxially inside the drum.

Сыпучие материалы подаются в барабан из устройства загрузки и движутся по спиральным направляющим. При этом компоненты циркулируют и перемешиваются в режиме переката. В области циркуляции на компоненты воздействуют вращающиеся эластичные элементы, которые переводят часть материала во взвешенное состояние. Приготовленная смесь выгружается через устройство выгрузки. Качество смеси обеспечивается благодаря комбинированному воздействию на смесь: циркуляции материалов внутри барабана и их взаимодействию с эластичными элементами в разреженном состоянии.Bulk materials are fed into the drum from the loading device and move along spiral guides. In this case, the components circulate and mix in the rolling mode. In the circulation area, the components are affected by rotating elastic elements, which transfer part of the material into suspension. The prepared mixture is unloaded through the unloading device. The quality of the mixture is ensured due to the combined effect on the mixture: the circulation of materials inside the drum and their interaction with elastic elements in a rarefied state.

Этот агрегат также эффективен лишь при переработке компонентов, близких по своим физико-механическим свойствам. Если физико-механические свойства смешиваемых материалов различны, то более мелкие и (или) менее плотные частицы вырываются эластичными элементами диска из смеси, что ведет к ее сегрегации. Следует отметить также, что время пребывания частиц в агрегате невелико, поскольку ограничено длиной барабана, что не позволяет получать качественную смесь. Кроме того, эластичные элементы недолговечны в силу высоких знакопеременных нагрузок, возникающих в местах крепления эластичных элементов к дискам. И, наконец, двухприводная конструкция агрегата сложна и энергоемка.This unit is also effective only when processing components that are similar in their physical and mechanical properties. If the physical and mechanical properties of the mixed materials are different, then smaller and (or) less dense particles are pulled out of the mixture by the elastic elements of the disk, which leads to its segregation. It should also be noted that the residence time of the particles in the unit is short, since it is limited by the length of the drum, which does not allow obtaining a high-quality mixture. In addition, elastic elements are short-lived due to high alternating loads that arise in the places where the elastic elements are attached to the disks. And finally, the two-drive design of the unit is complex and energy-intensive.

Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому изобретению является смеситель сыпучих материалов, содержащий размещенный в горизонтальной трубе корпус с приводом вращения и выполненный в виде сообщающихся "торообразных эластичных камер с лопастями, изготовленными из элементов бортов камер, а также патрубки загрузки компонентов и выгрузки смеси (№2626203, МПК B01F 9/02, опубл. 24.07.2017, БИ №21).The closest in design features to the proposed invention is a mixer of bulk materials, containing a housing placed in a horizontal pipe with a rotation drive and made in the form of communicating “torus-shaped elastic chambers with blades made from elements of the chamber sides, as well as nozzles for loading components and unloading the mixture (No. 2626203, IPC B01F 9/02, published 07/24/2017, BI No. 21).

После включения привода цилиндрическая труба вместе с эластичными камерами начинает вращаться. Смешиваемые компоненты из патрубка загрузки поступают в первую торообразную камеру. Компоненты, находящиеся внутри камеры, начинают пересыпаться (движутся в режиме переката). Перемешивание компонентов происходит в потоке обрушения материала, а также при перетасовке смеси разнонаправленными лопастями. Затем компоненты поступают в следующую камеру, где процесс смешивания продолжается. Готовая смесь выгружается из последней камеры через патрубок выгрузки.After turning on the drive, the cylindrical pipe together with the elastic chambers begins to rotate. The mixed components from the loading pipe enter the first torus-shaped chamber. The components inside the chamber begin to spill over (move in rolling mode). Mixing of the components occurs in the flow of material collapse, as well as when the mixture is shuffled by multidirectional blades. The components then enter the next chamber, where the mixing process continues. The finished mixture is unloaded from the last chamber through the unloading pipe.

К недостаткам смесителя можно отнести следующее. Для получения однородных смесей необходимо увеличивать время пребывания частиц материала в рабочем объеме смесителя. Без увеличения длины корпуса смесителя это требует снижения производительности. С другой стороны, увеличение длины корпуса приводит к росту его габаритных размеров и материалоемкости. Во-вторых, при переработке смесей с малой концентрацией одного (ключевого) компонента, падает качество получаемой смеси, поскольку ухудшаются условия смешивания. Наилучшими они являются при соотношении компонентов 1:1.The disadvantages of the mixer include the following. To obtain homogeneous mixtures, it is necessary to increase the residence time of the material particles in the working volume of the mixer. Without increasing the length of the mixer body, this requires a reduction in productivity. On the other hand, an increase in the length of the body leads to an increase in its overall dimensions and material consumption. Secondly, when processing mixtures with a low concentration of one (key) component, the quality of the resulting mixture decreases as the mixing conditions deteriorate. They are best when the component ratio is 1:1.

Техническим результатом предлагаемого изобретения, является повышение эффективности процесса смешивания сыпучих материалов с малой концентрацией компонентов и многокомпонентных смесей за счет увеличения времени пребывания компонентов в смесителе, уменьшения его габаритных размеров.The technical result of the proposed invention is to increase the efficiency of the process of mixing bulk materials with low concentrations of components and multicomponent mixtures by increasing the residence time of the components in the mixer and reducing its overall dimensions.

Технический результат достигается тем, что предлагается смеситель сыпучих материалов, содержащий размещенный в горизонтальной трубе корпус с приводом вращения и выполненный в виде сообщающихся торообразных эластичных камер с лопастями, изготовленными из элементов бортов камер, а также патрубки загрузки компонентов и выгрузки смеси.The technical result is achieved by the fact that a mixer of bulk materials is proposed, containing a housing placed in a horizontal pipe with a rotation drive and made in the form of communicating torus-shaped elastic chambers with blades made from elements of the chamber sides, as well as nozzles for loading components and unloading the mixture.

Отличительными конструктивными особенностями предлагаемого смесителя сыпучих материалов является то, что эластичные камеры соединены с образованием трех ступеней винтовых желобов, установленных коаксиально, при этом первая ступень винтового желоба сообщена с патрубком загрузки компонентов, а вторая и третья ступени сообщены с установленными между ними дополнительными патрубками подачи смешиваемых компонентов, причем третья ступень сообщена также с патрубком выгрузки смеси в виде приемного бункера, кроме того в процессе перегрузки смеси с одной ступени на другую смешиваемые компоненты из дополнительных патрубков дозируются в соотношении 1:1 к объему смеси, полученной на предыдущей стадии.Distinctive design features of the proposed bulk materials mixer are that the elastic chambers are connected to form three stages of screw chutes installed coaxially, with the first stage of the screw chute communicating with the component loading pipe, and the second and third stages communicating with additional mixing pipes installed between them components, and the third stage is also connected to the mixture unloading pipe in the form of a receiving hopper; in addition, during the process of transferring the mixture from one stage to another, the mixed components from additional pipes are dosed in a 1:1 ratio to the volume of the mixture obtained at the previous stage.

На фиг.1 показан общий вид смесителя сыпучих материалов.Figure 1 shows a general view of the bulk materials mixer.

Смеситель сыпучих материалов содержит корпус, выполненный в виде сообщающихся торообразных эластичных камер, которые соединены с образованием трех ступеней 1, 2, 3 винтовых желобов, установленных коаксиально в цилиндрической трубе 4. Внутри камер установлены лопасти 5, изготовленные из элементов их бортов. Ступень 1 корпуса сообщается с патрубком загрузки 6, а ступени 2 и 3 соединены с патрубками 7 и 8 (соответственно) дополнительной загрузки материала. Ступень 3 корпуса смесителя соединена также с патрубком выгрузки смеси и приемным бункером 9. Цилиндрическая труба 4 с крышками 10 и 11 установлена на роликах 12, связанных с приводом вращательного движения (не показан).The bulk materials mixer contains a body made in the form of communicating torus-shaped elastic chambers, which are connected to form three stages 1, 2, 3 of screw chutes installed coaxially in a cylindrical pipe 4. Blades 5 made from elements of their sides are installed inside the chambers. Stage 1 of the housing communicates with loading nozzle 6, and stages 2 and 3 are connected to nozzles 7 and 8 (respectively) for additional loading of material. Stage 3 of the mixer body is also connected to the mixture unloading pipe and the receiving hopper 9. The cylindrical pipe 4 with covers 10 and 11 is installed on rollers 12 connected to a rotary motion drive (not shown).

Смеситель сыпучих материалов работает следующим образом.The bulk materials mixer works as follows.

Смешиваемые компоненты из патрубка загрузки 6 через отверстие в крышке 10 поступают во внутреннюю торообразную эластичную камеру - на ступень 1. При включении привода цилиндрическая труба 4 со ступенями 1, 2, 3 начинают вращаться. Компоненты, находящиеся внутри нее, движутся в режиме переката, то есть поднимаются вверх и, достигнув некоторого уровня, обрушиваются. Перемешивание компонентов происходит преимущественно в потоке обрушения материала. Лопасти 5, проходя через смесь, оказывают на нее дополнительное перемешивающее (конвективное) воздействие. Компоненты смеси перемешиваются и, одновременно, перемещаются вдоль оси корпуса, внутри ступени 1, образующей винтовой желоб и пересыпается на ступень 2. Одновременно на поверхность смеси из патрубка 7 осуществляется дополнительная загрузка одного (или нескольких) компонентов. При перегрузке происходит предварительное перемешивание смеси, полученной на участке ступени 1 и компонента (транспортирующего), поступающего из патрубка 7. Транспортирующий компонент, поступающий из патрубка 7, дозируется в соотношении 1:1 со смесью, полученной на участке ступени 1. Этим достигаются наилучшие условия смешивания на участке ступени 2, механизм которого аналогичен механизму смешивания на участке ступени 1. На участке 2 компоненты перемещаются вдоль оси корпуса влево и пересыпаются в винтовой желоб участка 3. При этом из патрубка 8 вновь добавляется транспортирующий компонент в соотношении 1:1 со смесью, полученной на участке ступени 2. Затем процесс смешивания повторяется на ступени 3. Из винтового желоба участка 3 готовая смесь выгружается в приемный бункер 9.The mixed components from the loading pipe 6 through the hole in the cover 10 enter the internal torus-shaped elastic chamber - stage 1. When the drive is turned on, the cylindrical pipe 4 with stages 1, 2, 3 begins to rotate. The components located inside it move in a rolling mode, that is, they rise up and, having reached a certain level, collapse. Mixing of components occurs mainly in the flow of material collapse. The blades 5, passing through the mixture, have an additional mixing (convective) effect on it. The components of the mixture are mixed and, at the same time, moved along the axis of the housing, inside stage 1, which forms a screw chute and is poured onto stage 2. At the same time, an additional loading of one (or several) components is carried out onto the surface of the mixture from pipe 7. During overloading, preliminary mixing of the mixture obtained in the section of stage 1 and the component (transporting) coming from pipe 7 occurs. The transporting component coming from pipe 7 is dosed in a 1: 1 ratio with the mixture obtained in section of stage 1. This achieves the best conditions mixing in the section of stage 2, the mechanism of which is similar to the mixing mechanism in the section of stage 1. In section 2, the components move along the axis of the housing to the left and are poured into the screw chute of section 3. At the same time, the transporting component is again added from pipe 8 in a 1:1 ratio with the mixture, obtained at stage 2. Then the mixing process is repeated at stage 3. From the screw chute at stage 3, the finished mixture is unloaded into receiving hopper 9.

Использование в смесителе сыпучих материалов нового сочетания конструктивных элементов обеспечивает повышение эффективности процесса смешивания при переработке компонентов с малыми концентрациями и многокомпонентных смесей.The use of a new combination of structural elements in the bulk materials mixer ensures increased efficiency of the mixing process when processing components with low concentrations and multicomponent mixtures.

Последовательное соединение эластичных камер корпуса смесителя сыпучих материалов с образованием трех ступеней эластичных винтовых желобов с перемешивающими лопастями позволяет повысить скорость смешивания за счет комбинированного воздействия на компоненты смеси. Смешивание происходит в режиме переката (пересыпания компонентов) с выраженным осевым воздействием за счет наклона винтовых желобов камеры. При этом на смесь воздействуют лопасти, производя перетасовку ее слоев (конвективное смешивание). С другой стороны, ступенчатое коаксиальное расположение рабочих камер корпуса в сочетании установкой дополнительных патрубков подачи компонентов между ступенями позволяет улучшить условия смешивания при получении смесей с малыми добавками (с малой концентрацией одного из компонентов). В этом случае, между ступенями в смесь добавляется компонент (транспортирующий) в соотношении 1:1 к объему смеси, полученной на предыдущей ступени. И, наконец, коаксиальное расположение ступеней корпуса смесителя сыпучих материалов в сочетании с другими конструктивными элементами, позволяет уменьшить его габаритные размеры, обеспечить экономию производственных площадей.The sequential connection of the elastic chambers of the body of the mixer of bulk materials with the formation of three stages of elastic screw chutes with mixing blades allows you to increase the mixing speed due to the combined effect on the components of the mixture. Mixing occurs in the rolling mode (pour in components) with a pronounced axial effect due to the inclination of the chamber's screw chutes. In this case, the blades act on the mixture, shuffling its layers (convective mixing). On the other hand, the stepped coaxial arrangement of the working chambers of the housing, combined with the installation of additional pipes for supplying components between the stages, makes it possible to improve mixing conditions when obtaining mixtures with small additives (with a low concentration of one of the components). In this case, between stages a component (transporting) is added to the mixture in a 1:1 ratio to the volume of the mixture obtained at the previous stage. And finally, the coaxial arrangement of the stages of the body of the bulk materials mixer in combination with other structural elements makes it possible to reduce its overall dimensions and ensure savings in production space.

Claims (1)

Смеситель сыпучих материалов, содержащий размещенный в горизонтальной трубе корпус с приводом вращения и выполненный в виде сообщающихся торообразных эластичных камер с лопастями, изготовленными из элементов бортов камер, а также патрубки загрузки компонентов и выгрузки смеси, отличающийся тем, что эластичные камеры соединены с образованием трех ступеней винтовых желобов, установленных коаксиально, при этом первая ступень винтового желоба сообщена с патрубком загрузки компонентов, а вторая и третья ступени сообщены с установленными между ними дополнительными патрубками подачи смешиваемых компонентов, причем третья ступень сообщена также с патрубком выгрузки смеси в виде приемного бункера, кроме того, в процессе перегрузки смеси с одной ступени на другую смешиваемые компоненты из дополнительных патрубков дозируются в соотношении 1:1 к объему смеси, полученной на предыдущей стадии.A mixer of bulk materials containing a housing with a rotation drive placed in a horizontal pipe and made in the form of communicating torus-shaped elastic chambers with blades made from elements of the chamber sides, as well as pipes for loading components and unloading the mixture, characterized in that the elastic chambers are connected to form three stages screw chutes installed coaxially, with the first stage of the screw chute communicating with the component loading pipe, and the second and third stages communicating with additional supply pipes for mixed components installed between them, and the third stage also communicating with the mixture unloading pipe in the form of a receiving hopper, in addition , during the process of transferring the mixture from one stage to another, the mixed components from additional pipes are dosed in a 1:1 ratio to the volume of the mixture obtained at the previous stage.
RU2023114105A 2023-05-29 Bulk materials mixer RU2812190C9 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2812190C1 true RU2812190C1 (en) 2024-01-24
RU2812190C9 RU2812190C9 (en) 2024-02-26

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU979223A1 (en) * 1981-06-08 1982-12-07 Ярославский политехнический институт Apparatus for applying enclosures onto medicines
US4522499A (en) * 1982-08-03 1985-06-11 Ingrid Hudelmaier Concrete mixer
RU2504435C1 (en) * 2012-06-27 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Multichamber mill
RU2626203C1 (en) * 2016-07-04 2017-07-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВО "ЯГТУ") Mixer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU979223A1 (en) * 1981-06-08 1982-12-07 Ярославский политехнический институт Apparatus for applying enclosures onto medicines
US4522499A (en) * 1982-08-03 1985-06-11 Ingrid Hudelmaier Concrete mixer
RU2504435C1 (en) * 2012-06-27 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" Multichamber mill
RU2626203C1 (en) * 2016-07-04 2017-07-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВО "ЯГТУ") Mixer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2503779C (en) Concrete batching facility and method
US3638920A (en) Material-mixing apparatus
Ivanets et al. Intensification of bulk material mixing in new designs of drum, vibratory and centrifugal mixers
US1781965A (en) Concrete mixer and agitator
RU2812190C1 (en) Bulk materials mixer
RU2812190C9 (en) Bulk materials mixer
CN107020046A (en) A kind of solids mix device suitable for centrifugal screening
RU2005131604A (en) DEVICE AND METHOD FOR CONTINUOUS MIXING OF LIGHT CONCRETE AND USE OF COMBINED TRANSPORT-MIXING AUGER IN SUCH DEVICE
RU2188064C1 (en) Mixer
RU2622131C1 (en) Double-shaft mixer
US2100599A (en) Mixing and grinding mill
US2303902A (en) Mixing concrete
CN107243385A (en) A kind of dry powder paint agitation grinding system
RU2466778C1 (en) Mixer of bulk materials
US1048763A (en) Mixing-machine.
CN214002807U (en) Blanking mechanism for dry powder mortar storage tank
US4973167A (en) Continuous concrete mixing apparatus
US2899181A (en) weydanz
RU2626203C1 (en) Mixer
RU2618065C1 (en) Granular material mixer
RU2411988C2 (en) Loose product mixer
CN110339761A (en) A kind of two-dimensional motion mixer
KR101000969B1 (en) pulverulent body and paste agitator
RU2254907C1 (en) Method of preparation of mixture from loose materials
CN109079986A (en) A kind of wetting stirrer