ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области смешивания, в частности к смесительному оборудованию, а именно к оборудованию для приготовления смеси компонентов сыпучих дисперсных материалов и может быть использована в пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Известен центробежный смеситель порошкообразных материалов [1], содержащий корпус с размещенным в нем на вертикальном валу полым ротором, внутренняя полость которого в сечении, проходящем через его ось вращения, выполнена в виде параболы, обращенной вершиной книзу и отсеченной плоским основанием, на котором вершиной вверх установлена парабола меньшего размера. Указанная парабола меньшего размера сопряжена с параболой ротора посредством двух расположенных по бокам вершиной вниз таких же парабол, а верхние торцы параболы ротора закруглены посредством неполных парабол, установленных вершиной вверх и имеющих те же размеры, что и параболы на плоском основании. Смеситель также включает устройства для загрузки и выгрузки материалов и привод ротора. Недостатком данного смесителя является низкая степень перемешивания в поперечном сечении и образование застойных зон на днище корпуса аппарата. Кроме того, отсутствие рециркуляции материалопотоков в рабочем объеме и прямоточное движение потоков в аппарате не позволяют сглаживать неравномерности массовых расходов подаваемых в смеситель компонентов, и, как следствие, получать смеси хорошего качества.
Известен центробежный смеситель-диспергатор [2], содержащий вертикальный цилиндрический корпус, эллиптическую крышку и днище, вертикальный вал с размещенными на нем разгрузочными лопастями и ротором в виде диска, на котором концентрично установлен полый тонкостенный усеченный конус с перепускными окнами и направляющими лопастями с отверстиями и вырезами. При эксплуатации данного аппарата выявлены технические недостатки, заключающиеся в накоплении материала и образовании застойных зон за направляющими лопастями на поверхности ротора, что отрицательно сказывается на интенсивности и качестве процесса смешивания.
Техническая задача заключается в устранении указанных недостатков и повышении интенсивности процесса смешивания сыпучих материалов, как следствие, в улучшении качества смеси.
Достижение поставленной задачи обеспечивается тем, что ротор центробежного смесителя выполнен в виде плоского основания и полого усеченного конуса, имеющего четыре диаметрально противоположных углубления, представляющих собой криволинейные поверхности второго порядка. За счет этого на поверхности ротора увеличивается степень поперечного перемешивания. Повышение интенсивности процесса смешивания и исключение образования застойных зон материала достигается путем создания движения рециркулирующих потоков сыпучего материала, сбрасываемых с разгрузочных лопастей на поверхность ротора и последующем наложении и пересечении материалопотоков при сходе с верхней кромки ротора, имеющей криволинейную поверхность.
На фиг.1 изображен в разрезе общий вид центробежного смесителя. На фиг.2 изображен ротор, вид сверху. На фиг.3 изображена аксонометрическая проекция ротора.
Центробежный смеситель состоит из следующих элементов: вертикального цилиндрического корпуса 1, эллиптической крышки 2, на которой имеется загрузочная воронка 3, эллиптического днища 4 с подшипниковым узлом 5, в котором закреплен вал 6. На валу закреплены две разгрузочные лопасти 7, повторяющие форму эллиптического днища, и ротор 8. Ротор выполнен в виде плоского основания 9 и полого усеченного конуса 10, имеющего четыре диаметрально противоположных углубления, представляющих собой криволинейные поверхности второго порядка. Верхняя кромка ротора имеет криволинейную поверхность, представляющую комбинацию четырех выступов и четырех впадин. В эллиптическом днище имеется разгрузочный патрубок 11.
Работа аппарата осуществляется следующим образом. Сыпучие компоненты дозаторами подаются в загрузочную воронку 3 и попадают на плоское основание 9 вращающегося ротора 8. Под действием центробежной силы частицы сыпучего материала равномерно распределяются на плоском основании и перемещаются на поверхность полого усеченного конуса 10. Здесь часть материалопотока, попадающего в углубления на конусе, движется с меньшей скоростью, чем основной поток сыпучего материала. Так как траектория движения частиц материала направлена по касательной к образующей конуса, происходит пересечение и наложение потоков, которые далее сбрасываются с верхней кромки ротора, имеющей криволинейную поверхность. Благодаря наличию выступов и впадин на кромке ротора время схода частиц компонентов будет разным. Все это позволяет значительно увеличить степень поперечного перемешивания на роторе. Далее смесь поступает на днище 4, откуда вращающимися разгрузочными лопастями 7 забрасывается на ротор. Благодаря эллиптической форме днища и крышки исключается образование застойных зон в аппарате. Многократная циркуляция материалопотоков в объеме аппарата позволяет повысить интенсивность процесса смешивания и сгладить неравномерности массовых расходов исходных компонентов. После завершения процесса готовая смесь выводится из корпуса аппарата разгрузочными лопастями через разгрузочный патрубок 11.
Источники информации:
1. Патент РФ №2149681 B01F 7/28, опубл. 27.05.2000
2. Патент РФ №2311951 B01F 7/26, опубл. 10.12.2007.