RU97935U1

RU97935U1 - CENTRIFUGAL WOLF MIXER

Info

Publication number: RU97935U1
Application number: RU2010114959/05U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Яковлевич Борщев
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2010-09-27

Abstract

Центробежный волчковый смеситель, содержащий цилиндроконический корпус, крышку с загрузочными патрубками, вертикальный вал с размещенным на нем ротором в виде усеченного конуса с перепускными окнами, и спиралевидно установленные на внутренней поверхности конуса направляющие лопасти, отличающийся тем, что одни направляющие лопасти установлены с зазором относительно поверхности конуса, а другие, чередующиеся с ними, установлены на поверхности конуса и имеют в средней части по всей длине щелевидное отверстие. A centrifugal spinning top mixer comprising a cylinder-conical housing, a cover with loading nozzles, a vertical shaft with a rotor in the form of a truncated cone with bypass windows, and guide vanes mounted on the inner surface of the cone, characterized in that one guide vanes are installed with a gap relative to the surface cone, and others, alternating with them, are mounted on the surface of the cone and have a slit-like opening in the middle part along the entire length.

Description

Полезная модель относится к устройствам для приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использована в химической, пищевой и других отраслях промышленности.The utility model relates to devices for preparing mixtures of bulk materials and can be used in chemical, food and other industries.

Известен смеситель (Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания материалов. - М.: Машиностроение, 1973), содержащий цилиндроконический корпус, крышку с загрузочными патрубками, вертикальный вал с размещенным на нем ротором в виде усеченного конуса с перепускными окнами.A known mixer (Makarov Yu.I. Devices for mixing materials. - M .: Mashinostroenie, 1973), containing a cylindrical housing, a cover with loading nozzles, a vertical shaft with a rotor placed in it in the form of a truncated cone with bypass windows.

Смешивание компонентов в смесителе происходит вследствие циркуляции частиц материала по замкнутому контуру «конус - кольцевое пространство между конусом и корпусом». Однако недостаточно эффективная циркуляция материала и наличие застойных зон в корпусе смесителя не позволяют получать смеси высокого качества.The mixing of components in the mixer occurs due to the circulation of material particles in a closed loop "cone - the annular space between the cone and the housing." However, insufficiently effective circulation of the material and the presence of stagnant zones in the mixer body do not allow to obtain high quality mixtures.

Наиболее близким к предлагаемому является центробежный смеситель (Патент РФ №2246343 С1, 2003 г.), содержащий цилиндроконический корпус, крышку с загрузочными патрубками, вертикальный вал с размещенным на нем ротором в виде усеченного конуса с перепускными окнами, и спиралевидно установленные на внутренней поверхности конуса направляющие лопасти.Closest to the proposed one is a centrifugal mixer (RF Patent No. 2246343 C1, 2003), comprising a cylindrical housing, a cover with loading nozzles, a vertical shaft with a rotor in the form of a truncated cone with bypass windows, and spiral-shaped on the inner surface of the cone guide vanes.

Однако в данной конструкции не обеспечивается высокое качество получаемой смеси вследствие низкой интенсивности перераспределения крупных и мелких частиц в движущемся слое материала на внутренней поверхности конуса.However, this design does not provide high quality of the resulting mixture due to the low intensity of the redistribution of large and small particles in a moving layer of material on the inner surface of the cone.

Технической задачей полезной модели является интенсификация процесса смешивания сыпучих материалов, различающихся по размеру частиц и, как следствие, повышение качества получаемой смеси.The technical task of the utility model is to intensify the process of mixing bulk materials that vary in particle size and, as a result, improve the quality of the resulting mixture.

Известно, что при вращении усеченного конуса происходит разделение полидисперсного материала на его внутренней поверхности: крупные частицы «всплывают» на поверхность слоя, а мелкие погружаются внутрь него. Вследствие этого имеется возможность поочередно воздействовать направляющими лопастями на частицы различных размеров, перераспределять их в движущемся слое материала, увеличивать взаимопроникновение компонентов смеси и интенсифицировать процесс смешивания.It is known that when a truncated cone rotates, a polydisperse material is separated on its inner surface: large particles “float” to the surface of the layer, while small particles sink into it. As a result of this, it is possible to alternately act with guide vanes on particles of various sizes, redistribute them in a moving layer of material, increase the interpenetration of the components of the mixture and intensify the mixing process.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в центробежном волчковом смесителе, содержащем цилиндроконический корпус, крышку с загрузочными патрубками, вертикальный вал с размещенным на нем ротором в виде усеченного конуса с перепускными окнами, и спиралевидно установленные на внутренней поверхности конуса направляющие лопасти,The solution to this problem is ensured by the fact that in a centrifugal spinning top mixer containing a cylindrical conical housing, a cover with loading nozzles, a vertical shaft with a rotor placed in it in the form of a truncated cone with bypass windows, and guide vanes spiral-mounted on the inner surface of the cone,

- одни направляющие лопасти установлены с зазором относительно внутренней поверхности конуса;- some guide vanes are installed with a gap relative to the inner surface of the cone;

- две другие лопасти, чередующиеся с ними, установлены на внутренней поверхности конуса и имеют в средней части по всей длине щелевидное отверстие.- two other blades, alternating with them, are installed on the inner surface of the cone and have a slit-like opening in the middle part along the entire length.

На фиг.1 представлен общий вид центробежного волчкового смесителя, на фиг.2 - вид сверху на ротор смесителя.Figure 1 presents a General view of a centrifugal spinning top mixer, figure 2 is a top view of the rotor of the mixer.

Центробежный волчковый смеситель состоит из цилиндроконического корпуса 1, крышки 2 с загрузочным патрубком 3, приводного вертикального вала 4 с ротором 5, выполненного в виде диска 6, прикрепленного к нему полого усеченного конуса 7 и радиальной мешалки 8. В нижней части рабочей поверхности конуса имеются четыре окна 9. На внутренней поверхности конуса спиралевидно установлены четыре направляющие лопасти. При этом две лопасти 10 установлены с зазором относительно внутренней поверхности усеченного конуса, а две лопасти 11, чередующиеся с лопастями 10, установлены на внутренней поверхности конуса и имеют в средней части по всей длине щелевидное отверстие 12. Направляющие лопасти установлены на поверхности ротора между окнами 9. Ротор смесителя приводится во вращение от электродвигателя 13 через клиноременную передачу 14. Выгрузка готовой смеси осуществляется через разгрузочный патрубок 15 в днище корпуса 1.The centrifugal spinning top mixer consists of a cylinder-conical body 1, a cover 2 with a loading nozzle 3, a vertical drive shaft 4 with a rotor 5, made in the form of a disk 6, a hollow truncated cone 7 and a radial mixer 8 attached to it. There are four in the lower part of the working surface of the cone windows 9. Four guide vanes are helically mounted on the inner surface of the cone. In this case, two blades 10 are installed with a gap relative to the inner surface of the truncated cone, and two blades 11, alternating with the blades 10, are installed on the inner surface of the cone and have a slit-like opening 12 in the middle part along the entire length 12. The guide blades are mounted on the rotor surface between the windows 9 The rotor of the mixer is driven from the electric motor 13 through a V-belt transmission 14. The finished mixture is unloaded through the discharge pipe 15 in the bottom of the housing 1.

Центробежный волчковый смеситель работает следующим образом.Centrifugal spinning top mixer works as follows.

Загрузка компонентов смеси осуществляется через патрубок 3 в крышке корпуса, которые попадают на диск 6 вращающегося ротора 5. При вращении сыпучий материал под действием центробежной силы движется от центра к периферии и равномерно распределяется по внутренней поверхности конуса 7. При этом материал начинает циркулировать вверх по внутренней поверхности вращающегося конуса и сбрасывается с него в кольцевое пространство между конусом и корпусом 1 смесителя. Там материал опускается вниз и через окна 9 поступает внутрь конуса. Жестко прикрепленная к диску 6 радиальная мешалка 8 увеличивает подвижность сыпучего материала в нижней части корпуса, способствуя процессу смешивания. В процессе движения по внутренней поверхности конуса поток материала поочередно взаимодействует с направляющими лопастями. При этом лопасти 10, установленные с зазором, воздействуют, в основном, на мелкие частицы материала, скапливающиеся в центральной части слоя, а лопасти 11 со щелевидными отверстиями взаимодействуют с крупными частицами, располагающимися в верхней и нижней частях слоя. Вследствие такого взаимодействия происходит перераспределение частиц материала, что приводит к интенсификации их взаимопроникновения и процесса смешивания и повышению качества смеси. После завершения процесса смешивания готовая смесь выводится из корпуса через патрубок 15.The loading of the mixture components is carried out through the pipe 3 in the housing cover, which fall on the disk 6 of the rotating rotor 5. During rotation, the bulk material under the action of centrifugal force moves from the center to the periphery and is evenly distributed on the inner surface of the cone 7. In this case, the material begins to circulate upward along the inner surface of the rotating cone and is discharged from it into the annular space between the cone and the housing 1 of the mixer. There, the material goes down and through the windows 9 enters the cone. A radial mixer 8, rigidly attached to the disk 6, increases the mobility of the bulk material in the lower part of the housing, facilitating the mixing process. In the process of moving along the inner surface of the cone, the material flow alternately interacts with the guide vanes. In this case, the blades 10, installed with a gap, affect mainly small particles of material that accumulate in the central part of the layer, and the blades 11 with slit-like openings interact with large particles located in the upper and lower parts of the layer. Due to this interaction, a redistribution of material particles occurs, which leads to the intensification of their interpenetration and the mixing process and to improve the quality of the mixture. After completion of the mixing process, the finished mixture is discharged from the housing through the pipe 15.

В предлагаемом устройстве реализуется эффект разделения полидисперсных частиц по размерам в слое материала при вращении усеченного конуса, который заключается в том, что при вращении конуса крупные частицы «всплывают» на поверхность слоя, а мелкие погружаются внутрь него. Использование этого эффекта позволяет организовать поочередное избирательное взаимодействие направляющих лопастей с мелкими и крупными частицами, перераспределять их по толщине слоя материала. Интенсификация процесса смешивания достигается тем, что одни лопасти закреплены на внутренней поверхности конуса и имеют по всей длине щелевидное отверстие, а другие лопасти закреплены на конусе с зазором. Благодаря этому на поверхности ротора организуется интенсивное движение крупных и мелких частиц с многократным их пересечением и перераспределением, что обеспечивает усреднение компонентов смеси и приводит к повышению ее качества.In the proposed device, the effect of the separation of polydisperse particles by size in the material layer during the rotation of the truncated cone is realized, which consists in the fact that when the cone is rotated, large particles “float” to the surface of the layer, while small particles sink into it. Using this effect allows you to organize alternate selective interaction of the guide vanes with small and large particles, redistribute them over the thickness of the material layer. The intensification of the mixing process is achieved by the fact that some of the blades are fixed on the inner surface of the cone and have a slit-like hole along the entire length, while the other blades are fixed on the cone with a gap. Due to this, intensive movement of large and small particles with their multiple intersection and redistribution is organized on the surface of the rotor, which ensures averaging of the mixture components and leads to an increase in its quality.

Для выполнения своего функционального назначения элементы конструкции предлагаемого устройства должны иметь следующие геометрические параметры.To perform its functional purpose, the structural elements of the proposed device must have the following geometric parameters.

В связи со своим функциональным назначением - воздействовать, в основном, на мелкие частицы в центральной части движущегося слоя материала на внутренней поверхности конуса - ширина лопастей 10, устанавливаемых с зазором относительно конуса, должна соответствовать толщине центральной части движущегося слоя материала. Лопасти 11, имеющие в средней части щелевидное отверстие, должны воздействовать, в основном, на крупные частицы, находящиеся в верхней и нижней частях движущегося слоя материала на конусе. Поэтому ширина щелевидного отверстия на этих лопастях должна выбираться из условия, чтобы через нее свободно проходили мелкие частицы, расположенные в центральной части слоя материала на внутренней поверхности конуса, а верхние и нижние части лопастей 11 воздействовали, в основном, на крупные частицы, При этом ширина лопастей 10 должна быть равна ширине щелевидного отверстия 12 на лопастях 11.Due to its functional purpose - to act mainly on small particles in the central part of the moving layer of material on the inner surface of the cone - the width of the blades 10 installed with a gap relative to the cone should correspond to the thickness of the central part of the moving layer of material. The blades 11, having in the middle part a slit-like opening, should mainly affect large particles located in the cone in the upper and lower parts of the moving layer of material. Therefore, the width of the slit-like hole on these blades should be chosen so that small particles located in the central part of the material layer on the inner surface of the cone freely pass through it, and the upper and lower parts of the blades 11 act mainly on large particles. the blades 10 should be equal to the width of the slit-like holes 12 on the blades 11.

Как показали экспериментальные исследования, в предлагаемой конструкции смесителя за счет избирательного воздействия направляющих лопастей на крупные и мелкие частицы в движущемся слое материала на внутренней поверхности конуса значительно увеличивается подвижность частиц, что приводит к интенсификации их взаимопроникновения и процесса смешивания и, как следствие, повышению качества получаемой смеси.As shown by experimental studies, in the proposed design of the mixer due to the selective action of the guide vanes on large and small particles in the moving layer of material on the inner surface of the cone, the mobility of the particles significantly increases, which leads to an intensification of their interpenetration and the mixing process and, as a result, an increase in the quality of mixtures.

Claims

A centrifugal spinning top mixer comprising a cylindrical-conical housing, a cover with loading nozzles, a vertical shaft with a rotor in the form of a truncated cone with bypass windows, and guide vanes spiral-mounted on the inner surface of the cone, characterized in that one guide vanes are installed with a gap relative to the surface cone, and others, alternating with them, are mounted on the surface of the cone and have a slit-like opening in the middle part along the entire length.