SU1713631A1 - Смеситель дл сыпучих материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к перемешиванию сыпучих материалов и может примен тьс  в химической, огнеупорной и других отрасл х промышленности. Цель изобретени  - повышение качественных показателей смеси. Смеситель содержит первый барабан 2, второй барабан 3,'третий барабан 4, установленные радиально перфорированные элементы 5, привод 6, электромагниты 7, кольцевой  корь 8, соединенный с вторым барабаном. Второй барабан выполнен перфорированным, первый и третий барабаны соединены между собой упругими элементами 10. Перемешивание осуществл етс  за счет вращени  барабанов и вибрации второго и третьего барабанов в направлении продольной оси смесител . 2 ил.сгЁЛЬСуг\гV///Y///^/V/>&^y///7)^/////////////)/ '^ " 6 фu.^CJOsCJ

Description

Изобретение относитс  к перемешиванию сыпучих материалов и может примен тьс  в химической, огнеупорной отрасл х промышленности, в порошковой металлургии и других област х техники, в которых требуетс  приготовление многокомпонентных смесей.

Известен смеситель дл  сыпучих материалов , содержащий станину, барабан, кинематически св занный с приводом, и перфорированные элементы с барабаном.

В известном смесителе барабан выполнен в виде спаренных вращающихс  конусов . Благодар  наличию перфорированных элементов,  вл ющихс  перемешивающими органами, по вл етс  значительное различие в траектори х отдельных частиц образующейс  смеси, т.е. выполн етс  условие , необходимое дл  качественного перемешивани  компонентов.

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность существенного повышени  качества смеси, что обусловлено тем, что в известном смесителе зоны разделени  образующейс  смеси на отдельные потоки и зоны соединени  отдельных потоков в один общий поток следуют один за другим по пр мой линии, при этом длина траекторий отдельных частиц смеси в зонах разделени  незначтлтельна и, несмотр  на наличие пересекающихс  траекторий, существенного повышени  качества смеси не происходит.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  смеситель дл  сыпучих материалов, содержащий станину , барабан, приводи перфорированные элементы, причем барабан выполнен в виде набора установленных по окружности и жестко соединенных между собой цилиндрических желобов, а перфорированные элементы расположены между желобами радиально.

В известном смесителе происходит многократное разделение образующейс  смеси на отдельные потоки и их объединение в общий поток. Материал перемещаетс  в барабане не по пр мой, а по сложной траектории, причем значительное количество траекторий пересекаетс  между собой. Эти особенности смесител  обеспечивают существенное повышение качества смеси.

Недостатком известного смесител   вл етс  то, что его конструктивные особенности не позвол ют полностью использовать факторы, обеспечивающие получение качественных (однородных) смесей. В смесителе имеетс  вал, проход щий через барабан, что приводит к образованию мертвого пространства вдоль его продольной оси. В смесителе перемешивание обеспечиваетс  преимущественно благодар  перемещению макрообъемов образующейс  смеси и отсутствуют элементы, обеспечивающие перемещение микрообъемной образующей смеси.

Цель изобретени  - повышение качественных показателей смеси.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что

0 смеситель дл  сыпучих материалов, содержащий станину, первый барабан, привод и перфорированные элементы, причем первый барабан выполнен в виде набора установленных по окружности и жестко

5 соединенных между собой цилиндрических желобов, а перфорированные элементы расположены между желобами радиально, снабжен вторым и третьим барабанами, электромагнитами, кольцевым  корем, упругими элементами и опорной системой, причем второй и третий барабаны выполнены цилиндрическими и установлены концентрично с первым барабаном, второй барабан выполнен перфорированным и установлен внутри, а третий - вне первого барабана, третий барабан св зан с приводом , опорной системой и через упругие элементы - с первым барабаном, электромагниты закреплены на станине, а

0 кольцевой  корь - на втором барабане, при этом ширина перфорированных элементов равна половине диаметра второго барабана , а продольные оси желобов удалены от продольной оси барабанов на рассто ние,

5 равное диаметру второго барабана.

На фиг.1 изображена функциональна  схема смесител ; на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1.

Смеситель дл  сыпучих материалов содержит станину 1, первый барабан-2 в виде набора установленных по окружности и жестко соединенных между собой цилиндрических желобов, второй барабан 3, выполненный в виде перфорированного цилиндра, третий барйбан 4, выполненный в виде цилиндра, перфорированные элементы 5, установленные радиально между желобами , привод 6, св занный с третьим барабаном 4, электромагниты 7, кольцб:вой

0  корь 8, установленный на фланце 9, жестко соединенном с вторым барабаном 3, упругие элементы 10, соедин ющие первый барабан 2 с третьим барабаном 4, опорную систему, включащую опорные ролики 11,

5 контактирующие с бандажными кольцами 12, закрепленными на третьем барабане 4. Смеситель оборудован загрузочным 13 и разгрузочным 14 патрубками.

На фиг.1 и 2 прин ты обозначени : а угол наклона смесител ; d - диаметр второго барабана 3; а - ширина перфорированных элементов 5; b - расстб ние между продольной осью желобов и продольной осью барабанов.

Смеситель дл  сыпучих материалов работает следующим образом.

Привод 6 (фиг. 1) подключают к источнику питани  (не показан). Через передачу вращательное движение, создаваемое приводом 6, передаетс  третьему барабану 4, выполненному в виде полого цилиндра.

От третьего барабана 4 через упругие элементы 10, установленные таким образом , что их жесткость в плоскости, перпендикул рной продольной оси смесител , существенно больше жесткости в направлении продольной оси, вращательное движение передаетс  к первому барабану 2, выполненному в виде набора установленных по окружности и жестко соединенных между собой цилиндрических желобов.

От первого барабана 2 через перфорированные элементы 5, жестко св зывающие первый 2 и второй 3 барабаны, вращательное движение передаетс  к второму барабану 3, выполненному в виде перфорированного цилиндра.

Таким образом, все три барабана совершают синхронно-синфазное движение с заданной частотой вращени . Дл  обеспечени  устойчивого положени  барабанов в пространстве при их вращении третий барабан 5 установлен на опорной системе, включающей опорные ролики 11 и контактирующие с ними бандажные кольца 12.

Во вращающийс  второй барабан 3 через загрузочный патрубок 13 подают компоненты смеси, которые через отверсти  в барабане отдельными потоками ссыпаютс  в желоба первого барабана 2. Дальнейшее движение образующейс  смеси обусловлено конструктивными особенност ми смесител .

При вращении первого барабана 2 происходит переток образующейс  смеси внутри барабана, поскольку в процессе его вращени  один из желобов, образующих барабан , переходит в положение, при котором образующа с  смесь начинает ссыпатьс  из желоба. Ссыпающа с  смесь попадает на перфорированные элементы 5, которые расположены за желобом. Размера отверстий в перфорированных элементах 5, как и размеры отверстий во втором барабане 3, выбраны так, чтобы материал просыпалс  через них отдельными потоками. 3 перфорированными элементами 5 материал ссыпаетс  в расположенный р дом желоб, в котором происходит соединение отдельных потоков материала в один общий поток. По мере

вращени  первого барабана 2 материал вновь ссыпаетс  из желоба, просыпаетс  через следующие перфорированные злементы , т.е. происходит многократное

разделение материала на отдельные потоки и их соединение в общий поток. Такое движение компонентов смеси приводит к их перемешиванию. Поскольку барабаны уст:ановлены с наклоном,

0 равным углу а (фиг. 1),образующа с  смесь перемещаетс  от загрузочного патрубка 13 к разгрузочному патрубку 14.,

Качественное перемешивание компонентов обеспечиваетс  в смесителе его осо5 бенност ми.

Благодар  тому, что первый барабан 2 выполнен в виде набора установленных по окружности и жестко соединенных между собой желобов, материал ссыпаетс  из же0 Лобов на перфорированные элементы 5 постепенно , по мере подъема желобов. Это приводит к значительному различию в траектори х отдельных частиц материала, прошедшего через перфорированные элементы

5 5, и их усложнению. Одновременно увеличиваетс  количество пересекающихс  траекторий .

Благодар  тому, что перфорированные элементы 5 установлены между расположенными р дом желобами радиально, при вращении первого барабана 2 материал перемещаетс  из одного желоба в другой не по пр мой, а по извилистой траектории, что эквивалентно удлинению траекторий.

5 Таким образом, конструктивные особенности смесител  обеспечивают различие в траектори х отдельных частиц материала, их одновременное усложнение, удлинение и пересечение. Эти факторы способствуют повышению однородности смеси .

Характерной особенностью смесител   вл етс  такое его построение, при котором факторы, способствующие повышению ка5 чества (однородности) смеси, более эффективно вли ют на качество.

Установка в смесителе второго барабана 3, выполненного в виде перфорированного цилиндра ,и расположенного внутри

0 -первого барабана 2, приводит к тому, что материал, ссыпавшийс  при вращении первого барабана 2 в его центральную зону, получает возможность дальнейшего пере-. мещени  не только через близлежащий перфорированный элемент 5, но и через центральную часть первого барабана 2. Это приводит к дальнейшему усложнению и удлинению траекторий частиц образующейс  смеси. Проход  через центральную зону первого барабана.2, часть об,щего потока

материала распредел етс  по нескольким желобам, что эквивалентно увеличению различи  в траектори х отдельных частиц материала . Увеличиваетс  количество пересечений траекторий, поскольку практически весь объем первого барабана 2  вл етс  зоной перемешивани . Выполнение второго барабана 3 в виде перфорированного цилиндра по сравнению с двум  другими возможны1у1и техническими решени ми выполнение второго барабана 3 сплошным (этот вариант соотйетствует, например, наличию вала в первом барабане 2) и выполнение второго барабана 3 в виде рамной конструкции (этот вариант применительно к процессам перемешивани  соответствует случаю, когда второй барабан 3 отсутствует ), как показывает экспериментальна  проверка ,  вл етс  оптимальным техническим решением, так как в наибольшей мере способствует повышению качества смеси,

Установка в смесителе третьего барабана 4, электромагнитов 7, кольцевого  кор  8, фланца 9 и упругих элементов 10 позвол ет сообщить первому 2 и второму 3 барабанам и перфорированным элементам 5 колебани  (вибрацию) в направлении продольной оси смесител . ,

При подаче к электромагнитам 7 последовательности однопол рных импульсов напр жени  от генератора импульсов (не показан) возникают импульсы т гового усилител , которые смещают кольцевой  корь 8 в сторону уменьшени  зазора между электромагнитами 7 и  корем 8. Вместе с  корем В в сторону уменьшени  зазора смещаютс  фланец 9, второй барабан 3, перфорированные элементы 5 и первый барабан 2, которые жестко св заны между собой и подвешены на упругих элементах 10. Во врем  пауз между импульсами напр жени  под действием упругих сил, вoзниkaющиx в элементах 10, кольцевой  корь 8, фланец 9, второй барабан 3, перфорированные элементы 5 и первый барабан 2 смещаютс  в сторону увеличени  зазора между электромагнитами 7 и кольцевым  корем 8. Возникает возвратно-поступательное движение первого и второго барабанов 2 и 3 относительно третьего барабана 4, который в направлении продольной оси смесител  неподвижен, так как одно из бандажных колец 12 (фиг.1) заведено в выточку, выполненную в опорном ролике 11.

Вибраци  первого 2 и второго 3 барабанов , передаваема  образующейс  смеси, дополнительно способствует повышению ее однородности, Благод ар  вибрации образующа с  смесь переходит в псевдоожиженное состо ние, при котором более

эффективно осуществл етс  процесс перемещени  локальных объемов образующейс  смеси один относительно другого. Вибраци  способствует смещению частиц, наход щихс  на перемычках между отверсти ми во втором барабане 3 и в перфорированных элементах 5, непосредственно в отверсти , что дополнительно увеличивает количество пересекающихс  траекторий и различие

10 между ними. Вибраци  преп тствует комкованию материала, которое отрицательно вли ет на процесс образовани  однородной смеси.

Таким образом, в смесителе одновременно происход т перемещение макрообъемов материала за счет вращени  первого 2 и второго 3 барабанов и перемещение микрообъемов материала за счет вибрации этих барабанов. Такое сочетание создает усло0 ВИЯ дл  образовани  высококачественной смеси.

Экспериментальна  проверка показывает , что в смесителе на качество перемешивани  также соотношени 

5 геометрических размеров отдельных элементов устройства. Экстремальные значени  коэффициента неоднородности смеси достигаютс  при ширине перфорированных элементов 5, равной половине диаметра

0 второго барабана 3, и удалении продольных осей желобов от продольной оси барабанов на рассто ние, равное диаметру второго ба .рабана 3. Необходимость соблюдени  геометрических соотношений св зана со

5 спецификой процесса перемешивани  в предлагаемом смесителе. Как при малой, так и при большой ширине перфорированных элементов 5 измен ютс  все факторы, вли ющие на качество смеси - сложность

0 траекторий частиц образующейс  смеси, длина траекторий, количество пересечений траекторий, разнообразие траекторий. Аналогична  ситуаци  возникает при изменении кривизны желобов и их размеров в

5 поперечном сечении,

С учетом того, что первый барабан 2 выполнен в виде совокупности расположенных по окружности цилиндрических желобов , приведенные соотношени 

0 геометрических размеров позвол ют выполнить такой выбор геометрических размеров смесител , при которых достигаетс  наилучшее качество смеси.

Экспериментальна  проверка эффективности смесител , проведенна  при получении смесей, примен емых в огнеупорной и химической промышленности, показала, что, благодар  особенност м смесител  коэффициент неоднородности снижаетс  в среднем на 38%.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Смеситель для сыпучих материалов, содержащий станину, барабан, выполненный в виде набора установленных по окружно- 5 сти и жестко соединенных между собой цилиндрических желобов, привод и перфорированные элементы, расположенные радиально между желобами, отличающийся тем, что, с целью повышения 10 качественных показателей смеси, он снабжен дополнительными вторым и третьим барабанами, электромагнитами, закреплен ными на станине, кольцевым якорем, установленным на втором барабане; упругими элементами и опорной системой, причем первый и второй барабаны размещены концентрично внутри третьего барабана, который соединен с приводом, опорной системой и через упругие.элементы - с первым барабаном, при этом второй барабан выполнен перфорированным, и его радиус равен ширине перфорированных элементов, а продольные оси желобов удалены от центральной оси на расстояние, равное его диаметру.