SU1098558A1 - Устройство дл смешени порошков - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ ПОРОШКОВ, содержащее вращающийс  цилиндрический корпус и установленный в нем трубчатый элемент с выполненными в нем окнами, отличающеес  тем, что, с целью интенсификации процесса путем пересыпани  материалов через трубчатый элемент, последний установлен по диагонали корпуса, а окна расположены зеркально на противоположных торцах трубчатого элемента. 2.Устройство по П.1, о т л и ч ай щ е е с   тем, что наружный дианетр трубчатого элемента равен 1/41/3 диаметра корпуса, а угол раскрыти  окон равен 130-135. 3.Устройство по П.1 и 2, о т g ли чающеес  тем, что корпус установлен наклонно по отношению к его продольной оси. ;о оо ел сд 00

Description

1 1 Изобретение относитс  к устройствам дл  перемешивани  материалов,, преимущественно смесей, используемых дл  получени  прецизионных сплавов и композиционных материалов. Известен смеситель, содержащий,ци линдрический конус, вращающийс  относительно оси корпуса под заданным углом, в котором расположена мешалка с приводом Lllf. Однако наличие мешалки с приводом во вращающемс  конусе усложн ет конструкцию смесител  и ограничивает возможности его использовани , а неравномерное распределение компонентов смеси после перемешивани  не удо летвор ет требовани м, предъ вл емым к смес м. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  уст- 20 ройство дл  смешени  порошков, содер жащее вращающийс  цилиндрический кор пус и установленный в нем трубчатый элеме 1т с выполненными в нем окнами 2. Недостатками известного устройства  вл ютс  неравномерное перемешива ние материала в объеме корпуса, а именно интенсивное перемешивание у торцевых стенок и образование застой ной зоны в центре, недостаточна  высота подъема материала, обусловленна  вращением корпуса в вертикальном положении и, как следствие, низкие интенсивность перемешивани  и производительность устройства, наравне со сложностью конструкции, увеличивают количество примесей от истирани  вну ри сосуда трубчатого элемента о смешиваемый материал. Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  процесса путем пересыпани  материалов через трубчатый элемент. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  смешени  порошков, содержащем вращающийс  цилиндрический корпус и установленный в нем трубчатый элемент с выполненными в нем окнами, последний установлен по диагонали корпуса, а окна расположены зеркально на противоположных торцах трубчатого элемента. Кроме того, наружный диаметр трубчатого элемента равен 1/4-1/3 диаметра корпуса, а угол раскрыти  окон 130-135 . При этом корпус установлен наклонно по отношению к продольной оси устройства. 8 На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Устройство дл  смешени  порошков содержит вращающийс  цилиндрический корпус 1 и установленный в нем трубчатый элемент 2 с выполненными в нем окнами 3 и А. Трубчатый элемент установлен по диагонали корпуса 1, а окна 3 и 4 расположены зеркально на противоположных торцах трубчатого элемента 2. Наружный диаметр трубчатого элемента 2 равен 1/4-1/3 диаметра корпуса 1, а угол раскрыти  окон 4 равен 130-135 . Корпус 1 уста3 и новлен наклонно по отношению к продольной оси устройства. Экспериментально установлено, что наилучшие услови  дл  перемешивани  возникают в результате максимальной свободной поверхности в объеме корпуса 1 при загрузке его со смешиваемым материалом наполовину. Этому же условию отвечает диаметр трубчатого элемента 2, равный 1/4-1/3 диаметра корпус 1. Дл  достижени  качественного перемешивани  и максимального повышени  производительности объем захватываемого через окна 3 и 4 трубчатого элемента 2 может быть равен объему материала, попадающего в застойную зону перемешивани  в известных устройствах. Этим определ етс  ширина окон 3 и 4, а угол раствора их по образующей элемента 2 должен обеспечивать захват и удержание части перемешиваемого материала при подъеме ее трубчать1м .элементом 2 в процессе вращени  корпуса 1 до скатывани  по его внутренней поверхности . Этому условию соответствует угол 130-135°. Скорость вращени  корпуса 1 может быть равной 15 об/мин. Процесс перемешивани  состоит из двух стадий. Перва  заключаетс  в том, что смешиваемый материал, увлекаемый стенками вращающегос  в наклонном положении корпуса, за счет силы трени  поднимаетс  на определенную высоту, а втора  стади  заключаетс  в перемешивании материала при скатывании (стекании ) его с высоты по диагонали корпуса вниз за счет текучести. Наличие трубчатого элемента 2 существенно измен ет схему перемешивани  массы. Жесткое крепление элемента 2 устран ет вли ние застойной зоны на перенос частиц материала от одной стенки корпуса к другой, за счет этого также уменьшаетс  количество примесей от истирани  стенок элемента 2 о смешиваемый материал. К преимущественному центробежному перемешиванию добавл етс  перемешивание массы наружной поверхностью элемента 2 и быстрое пересыпание захватываемой через ркна 3 и 4 части материала, подм того на максимальную высоту по внут ренней .поверхности элемента 2. Больша  скорость пересыпаемой массы по внутренней поверхности элемента 2 обусловлена установкой его по диагонали максимального сечени  корпуса , причем его сечение проходит через ось вращени , но не совпадает с этой осью, в этом случае угол наклона элемента 2 равен двойному углу наклона корпуса. При Ъысыпании из противоположного окна 3 или 4 смесь ровным слоем стекает по внутренней поверхности корпуса и оказываетс  расположенной между двум  сло ми, на которые рассекаетс  вс  перемешиваема  масса наружной поверхностью труб чатого элемента 2 у торцевой стенки корпуса. Скопление у этой торцевой стенки большего объема перемешиваемой массы приводит к принудительному перемещению массы в объеме корпуса от одной торцевой стенки к другой в направлении, обратном пересыпаемой по внутренней поверхности элемента 2 ликвидиру  застойную зону. Таким образом обуславливаетс  высока  интенсивность перемешивани .

Пример. В корпусе диаметром 130 мм и длиной 350 мм, установленном с углом наклона к оси вращени  20 , поочередно испытывают установленные по диагонали плоскости максимального сечени , проход щего через ось вращений и не совпадающего с этой осью, трубчатые элементы диаметром 30, 32, 35, 40, 43 и 45 мм. У торцов испытываемых элементов выполнены два окна шириной 85 мм с углом oL раствора по образующей 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135 и 136 Корпус наполовину загружают смесью порошков титана и углерода, вз тых в соотношении 68-17 (по массе), что составл ет 2,3 л. Корпус герметично закрывают и привод т во вращение посредством привода со скоростью 15 об/мин. При вращении через окно 3 или 4 трубЗахватываема  масса удерживаетс  до скатывани  после подъема на максимальную высоту чатого элемента 2 захватываетс  около 0,314 л перемешиваемого материала, который после подъема на максимальную высоту скатьшаетс  по трубчатому элементу 2 со скоростью 10 см/с. Весь объем перемепшваемого материала пропускают через трубчатый элемент 2 за 1,5 мин при интенсивном перемешивании у торцов корпуса, включа  перемешивание наружной поверхностью трубчатого элемента 2 и смешивание путем принудительного перемещени  материала от одной торцевой стенки корпуса к дру1;ой в направлении, обратном пересыпаемой массе по внутренней поверхности трубчатого элемента 2, ликвидиру  застойную зону. 2 представлены резульВ табл. 1 и таты испытаний. Таблица 1 130 30 Образование застойной зоны 32 Нормальное перемешивание , устранение застойной зоны Продолжение табл. 2 захватываемой массы , снижение произ водительности Анализ результатов показывает,что наилучшее качество перемешивани  и наибольша  производительность достиг гаетс  при диаметре элемента 2,равном 1/4-1/3 диаметра корпуса и угле раст вора окон по образующей элемента 130 135°. О качестве перемешивани  суд т по степени распределени  компонентов в смеси, котора  характеризуетс  величиной коэффициента f| (степень от .клонени  от идеального смешени ) и определ етс  из уравнени  -количество титана в отобранной пробе; -количество титана при теор идеальном перемешивани Величину 1п-|Чфс,т ° Р Я - ° ° совой методике. Пробу взвешивают и сжигают в токе кислорода до посто вного веса при . При этом угле/гж .slu род выгорает с образованием СО, а титан окисл етс  до окисла ТЮ . Смесь считаетс  готовой, если испытани  показывают,, что необходимое качество перемешивани  достигаетс  в предлагаемом устройство при перемешивании смеси в течение 1 ч. При перемешивании аналогичной смеси в барабанном смесителе типа пь на  бочка, прин том за базовый объект, врем  перемешивани  составл ет 24 ч. Таким образом, эффективность смешивани  в предлагаемом устройстве в 24 раза выше. Предлагаема  конструкци  устройства дл  обработки порошковых смесей по сравнению с известными имеет следующие преимущества. За счет изменени  перемешивани  при установке в сосуде трубчатого элемента происходит значительна  интенсификаци  . процесса перемешивани , обеспечивающа  высокое качество перемешивани  и сокращение времени перемешивани . При этом устран етс  застойна  зона, снижаетс  намол, упрощаетс  конструкци  устройства и снижаетс  себестоимость его изготовлени . За базовый вариант прин т двухконусный смеситель типа пь на  бочка, в котором производ т перемешивание аналогичных смесей. Использование устройства дл  перемешивани  стихеометЬических смесей, например титана с /глёродом, в течение 24 ч не обеспечивает требуемого качества перемешивани  (у торцевых стенок происходит скапливание частиц углерода). По сравнению с базовым вариантом предлагаемое устройство обеспечивает высокое качество перемешивани -в течение 1 ч.

Vi

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ ПОРОШКОВ, содержащее вращающийся цилиндрический корпус и установленный чатого элемента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружный диаметр трубчатого элемента равен 1/41/3 диаметра корпуса, а угол раскрытия окон равен 130-135°.

3. Устройство по п.1 и 2, отличающееся тем, что корпус § установлен наклонно по отношению к его продольной оси.

1 ' 1098558