СМЕСИТЕЛЬ
MIXER

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях техники для приготовления смесей.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является смеситель, выполненный в виде емкости, внутри которой расположен рабочий орган в виде тарелки с лопатками, соединенной с помощью вертикально установленного вала с электроприводом (см. патент RU №2245787 опубл. 10.07.2005).
Недостатком его являются высокие энергозатраты, низкое качество смеси из-за недостаточного перемешивания потоков компонентов, невозможность перемешивания высоковязких компонентов, низкая производительность.
Технической задачей предлагаемого устройства является повышение качества смешения компонентов, снижение энергозатрат, повышение производительности и расширение его возможностей.
Для этого смеситель выполнен в виде емкости, внутри которой расположен рабочий орган в виде тарелки с лопатками, соединенной с помощью вертикально установленного вала с электроприводом, при этом емкость выполнена в виде симметричного восьмигранника с вертикальными гранями, причем нижняя часть емкости выполнена в виде конического восьмигранника, сужающегося к днищу емкости с углом крутизны 40÷25 градусов, при этом диаметр вписанной окружности днища конического восьмигранника равен половине диаметра вписанной окружности в верхний восьмигранник, рабочий орган выполнен в виде двух тарелок с лопатками, причем нижняя тарелка выполнена диаметром 0,25÷0,85 диаметра вписанной окружности в восьмигранник днища емкости, а верхняя тарелка выполнена диаметром 0,95÷1,8 диаметра той же окружности, при этом расстояние от лопатки нижней тарелки до днища составляет 0,01÷0,25 диаметра нижней тарелки, а верхняя тарелка установлена так, что нижние кромки ее лопаток расположены в плоскости соединения восьмигранников.
Отличительной особенностью предлагаемого технического решения от известного является то, что емкость выполнена в виде симметричного восьмигранника с вертикальными гранями, причем нижняя часть емкости выполнена в виде конического восьмигранника, сужающегося к днищу емкости с углом крутизны 40÷25 градусов, при этом диаметр вписанной окружности днища конического восьмигранника равен половине диаметра вписанной окружности в верхний восьмигранник, рабочий орган выполнен в виде двух тарелок с лопатками, причем нижняя тарелка выполнена диаметром 0,25÷0,85 диаметра вписанной окружности в восьмигранник днища емкости, а верхняя тарелка выполнена диаметром 0,95÷1,8 диаметра той же окружности, при этом расстояние от лопатки нижней тарелки до днища составляет 0,01÷0,25 диаметра нижней тарелки, а верхняя тарелка установлена так, что нижние кромки ее лопаток расположены в плоскости соединения восьмигранников.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен смеситель в разрезе, на фиг.2 - вид на емкость сверху и на фиг.3 - вид на рабочий орган сверху. Смеситель, выполнен в виде емкости, внутри которой расположен рабочий орган в виде двух тарелок 1, 2 с лопатками 3, 4, соединенными с помощью вертикально установленного вала 5 с электроприводом (на чертеже не показано). Емкость выполнена в виде симметричного восьмигранника с вертикальными гранями 6. Нижняя часть емкости выполнена в виде конического восьмигранника 7, сужающегося к днищу 8 емкости с углом крутизны α=40÷25 градусов. Диаметр вписанной окружности днища d конического восьмигранника 7 равен половине диаметра D вписанной окружности в верхний восьмигранник. Нижняя тарелка 2 выполнена диаметром 0,25÷0,85 диаметра d вписанной окружности в восьмигранник днища емкости, а верхняя тарелка 1 выполнена диаметром 0,95÷1,8 диаметра d той же окружности. Расстояние от лопатки нижней тарелки 2 до днища 8 составляет 0,01÷0,25 диаметра нижней тарелки, а верхняя тарелка 1 установлена так, что нижние кромки 9 ее лопаток 3 расположены в плоскости соединения восьмигранников.
Предлагаемый смеситель работает следующим образом.
Включается привод рабочего органа и устанавливают обороты 270-280 об/мин. В емкость производят загрузку жидкости входящую в рецептуру подготавливаемой смеси. При этом жидкость под воздействием лопаток 3, 4 приводится во вращение относительно оси емкости и перемещается по эллиптической кривой в вертикальной плоскости, расположенной радиально от оси емкости. При этом жидкость получает завихрения от взаимодействия с жидкостью, расположенной в углах емкости, примыкающих к граням емкости с образованием турбулентных зон. Затем загружаются сыпучие компоненты (песок, цемент, зола и т.д.) и перемешиваются в течение 2-3 минут. Далее увеличиваются обороты рабочего органа до 540-560 об/мин. После чего вводятся нанокомпоненты. Время перемешивания устанавливается от 2 до 4 минут.
Выполнение емкости восьмигранной обеспечивает завихрение потоков перемешиваемой жидкой смеси при обтекании ребер восьмигранника, что позволяет интенсифицировать процесс смешения при меньших энергозатратах на привод смесителя и создает возможность перемешивания высоковязких компонентов.
Выполнение нижней части емкости в виде конического восьмигранника исключает образование застойных зон, в которых материал не перемешивается, что приводит к повышению качества получаемого продукта.
Размеры и расположение верхней тарелки обеспечивает оптимальную скорость циркуляции смеси по вертикали смесителя.
Расположение и размеры нижней тарелки исключает образование застойных зон и обеспечивает повышение скорости выгрузки готового продукта.
После наступления готовности рабочей смеси производят реверс привода, что приводит к интенсивной выгрузке смеси.
Испытания опытного образца предлагаемого смесителя показали, что предлагаемая конструкция обеспечивает снижение энергозатрат в 1,5 раза по сравнению с известными конструкциями смесителя. При этом время смешения компонентов сокращается на 80%. Кроме того, устройство позволяет работать со смесями при соотношении жидкость/твердые составляющие менее 0,3 и обеспечивает повышение прочности готового продукта (бетона) на величину не менее 25%.