ВИБРАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ
VIBRATION MIXER

Изобретение относится к аппаратам непрерывного действия для смешения сыпучих материалов.
Известен вибрационный смеситель [1], состоящий из вертикального цилиндрического загрузочного бункера с верхним и нижним отверстиями в стенке, между которыми на его внешней поверхности с подъемом в сторону движения сыпучего материала закреплен основной спиральный желоб (винтовой лоток) с перфорированными витками, кроме нижнего. На конце желоба (лотка) у верхнего отверстия установлены выгрузочный патрубок и подвижная заслонка (делитель потока). На дне загрузочного бункера, расположенного на уровне нижнего отверстия, соосно с ним, установлена вставка по форме тела вращения, на которой закреплена дополнительная спиральная лопасть с наклоном в сторону движения материала. Независимо от количества ее витков, нижний виток сплошной, остальные - перфорированные.
К недостатку смесителя следует отнести наличие снизу у перфорированного внешнего винтового лотка сплошного витка, который является днищем этой части рабочего органа. На нем образуется более плотный слой сыпучего материала по сравнению с перфорированными, что снижает качество смеси и повышает энергопотребление.
Наиболее близким по сути является вибрационный смеситель [2], содержащий вертикальный цилиндрический загрузочный бункер, на внешней поверхности которого зафиксирован с подъемом в сторону движения сыпучего материала перфорированный многовитковый винтовой лоток, заканчивающийся вверху выгрузочным патрубком, а снизу - сплошным горизонтальным кольцевым лотком. В стенке бункера над концами винтового лотка выполнены два сквозных отверстия. У верхнего, предназначенного для возврата части готовой композиции, установлен делитель потока, а у нижнего, на дне загрузочного бункера, размещен с противоположным наклоном внешнему другой винтовой лоток, который осуществляет предварительное смешивание ингредиентов.
Известно, что получение качественных смесей усложняется с ростом соотношений ингредиентов. Поэтому для облегчения задачи ингредиенты с наименьшим расходом, например, предварительно смешивают между собой, а затем этот полуфабрикат с оставшимся компонентом. Можно также последовательно смешивать ингредиенты, начиная с «малого». Существуют и другие варианты. В случае бинарных композиций - «малый» (М) сначала смешивают с частью «большого» (Б), а затем со всей оставшейся. Или в «малый» частями добавляют «большой», т.е. реализуют метод «последовательного разбавления». Этого невозможно добиться в вибрационном смесителе, выбранного в качестве прототипа.
Техническим результатом является расширение диапазона соотношений смешиваемых ингредиентов. Это достигается за счет применения в предлагаемом техническом решении метода «последовательного разбавления» путем установки в загрузочном бункере патрубков, по которым ингредиенты или их части подаются через дополнительные окна, выполненные в стенке бункера, на витки «внешнего» рабочего органа.
На фиг. 1 показан общий вид смесителя; на фиг. 2 - его упрощенная аксонометрическая проекция.
Вибрационный смеситель содержит вертикальный цилиндрический загрузочный бункер 1 с установленными в его верхней части патрубками ввода сыпучих ингредиентов 2, 3 и 4, а на дне 5 - винтовым лотком 6, наклоненным в сторону движения материала. Сквозное отверстие 7 в стенке бункера предназначено для выхода материала на нижний виток закрепленного на его внешней поверхности винтового перфорированного лотка 8, имеющего противоположный наклон. Вверху он заканчивается выгрузочным патрубком 9, а снизу под ним, с примыканием к нижней его кромке, горизонтально расположен сплошной кольцевой лоток 10. В стенке бункера дополнительно выполнены отверстия, через которые патрубки ввода 3 и 4 подают отдельные ингредиенты сразу на внешний винтовой лоток, расширяющийся в этих местах пропорционально количеству поступающего материала.
С целью упрощения понимания рассмотрим работу устройства, в котором реализован принцип «последовательного разбавления» в три этапа, на примере получения бинарной композиции. В целом, решение о количестве разбавлений принимают проектировщики исходя из свойств компонентов, их числа, соотношений и требований к качеству готового продукта.
Ингредиент с малым М расходом и часть «большого» Б1 подают в загрузочный бункер 1 через патрубок 2 на винтовой лоток 6. Здесь они смешиваются под воздействием винтовых колебаний, создаваемых виброприводом, движутся под уклон и через сквозное отверстие 7 в стенке бункера поступают на «внешний» винтовой перфорированный лоток 8. Перфорация предназначена для просеивания частиц с верхних витков на нижние, а также для поступления воздуха под слой, что способствует их более легкому перераспределению в нем. Поскольку угол подъема колебаний больше угла подъема винтовой линии лотка 8, они, помимо смешивающего эффекта, заставляют сыпучий материал подниматься по нему вверх. Вторую долю «большого» ингредиента Б2 подают через патрубок 3 на лоток 8, который в этом месте расширяется пропорционально количеству поступающего материала. Это также относится и месту вывода оставшейся доли Б3 через патрубок 4. Если ширину лотка не увеличивать, то это ведет к росту высоты слоя. В свою очередь, это уменьшит скорость транспортирования сыпучего материала и интенсивность его виброкипения вследствие повышения демпфирования слоем силовых импульсов.
Готовый продукт выводится из аппарата через патрубок 9, а сплошной кольцевой лоток 10 играет роль дна перфорированного лотка 8. Последний является основным рабочим органом вибрационного смесителя.
Литература
7
1. Пат. 2286203 Российская Федерация, МПК и B01F 11/00, B01F 3/18 / Вибрационный смеситель / Шушпанников А.Б., Иванец Г.Е., Золин А.Г., Чистюхин В.Н., Капранков Е.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО КемТИПП. - №2005114076/15; заявл. 11.05.2005; опубл. 27.10.2006, бюл. №30.
7
2. Пат. 2547486 Российская Федерация, МПК и B01F 11/00 / Вибрационный смеситель / Шушпанников А.Б., Шушпанников Е.А., Крохалёв А.А., Федосенков Б.А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО КемТИПП. - №2014102385/05; заявл. 24.01.2014; опубл. 10.04.2015, бюл. №10.