Усреднитель сыпучих материалов

Полезная модель относится к переработке зернистых материалов, а именно к устройствам для усреднения сыпучих материалов и может быть использована в химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен усреднитель сыпучих материалов, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, закрепленные осесимметрично корпусу пересыпные воронки в виде усеченных конусов, патрубки для загрузки неусредненного и выгрузки усредненного материала (АС СССР №1089262, Кл. Е21С 41/00, 1982).
Недостатком данного устройства является то, что движение сыпучего материала в плотном слое характеризуется низкой интенсивностью взаимного перемещения частиц и недостаточной равномерностью распределения смешиваемых компонентов в поперечном и продольном сечениях усреднителя. Вследствие этого высокое качество усреднения сыпучих материалов в данном устройстве не достигается.
Наиболее близким к предлагаемому является усреднитель сыпучих материалов (патент РФ №2624477, Кл. Е21С 41/00, 2017), содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, пересыпные воронки в виде усеченных конусов, закрепленные с зазором относительно корпуса и с зазором относительно друг друга в проекции на вертикальную плоскость, с помощью кронштейнов в виде наклонных пластин, имеющих противоположный наклон на смежных воронках, неподвижную тарель, закрепленную осесимметрично корпусу под нижней пересыпной воронкой, разрыхлители потока материала в виде лопастей, установленные под каждой пересыпной воронкой и закрепленные на вертикальном осесимметричном корпусу валу, патрубки для загрузки неусредненного и выгрузки усредненного материала.
Недостаток данной конструкции заключается в низкой равномерности распределения частиц усредняемых материалов по поперечному сечению вследствие проскока части материала в пространстве между корпусом усреднителя и пересыпными воронками без перемешивания с основным потоком материала. В результате снижается эффективность поперечного перемешивания частиц материала и, как следствие, качество усреднения.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности усреднения за счет равномерного распределения смешиваемых компонентов в поперечном и продольном сечениях усреднителя.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в усреднителе сыпучих материалов, содержащем цилиндрический корпус с коническим днищем, пересыпные воронки в виде усеченных конусов, закрепленные с зазором относительно корпуса и с зазором относительно друг друга в проекции на вертикальную плоскость, с помощью кронштейнов в виде наклонных пластин, имеющих противоположный наклон на смежных воронках, неподвижную тарель, закрепленную осесимметрично корпусу под нижней пересыпной воронкой, разрыхлители потока материала в виде лопастей, установленные под каждой пересыпной воронкой и закрепленные на вертикальном осесимметричном корпусу валу, патрубки для загрузки неусредненного и выгрузки усредненного материала, на корпусе между пересыпными воронками и разрыхлителями с зазором относительно них в проекции на вертикальную плоскость закреплены направляющие воронки в виде перевернутых усеченных конусов, на внутренней поверхности направляющих воронок смонтированы изогнутые лопасти, имеющие противоположный наклон на смежных воронках, а диаметр их нижнего основания равен или меньше диаметра верхнего основания пересыпных воронок.
На фиг. 1 изображен усреднитель сыпучих материалов, а на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Усреднитель (фиг. 1) состоит из цилиндрического корпуса 1, конического днища 2, закрепленных осесимметрично корпусу пересыпных воронок 3 в виде усеченных конусов, патрубков 4 и 5 для загрузки неусредненного и выгрузки усредненного материала соответственно. При этом пересыпные воронки 3 закреплены с зазором относительно цилиндрического корпуса 1 и с зазором относительно друг друга в проекции на вертикальную плоскость с помощью кронштейнов 6 в виде наклонных пластин, имеющих противоположный наклон на смежных воронках. Под каждой пересыпной воронкой установлены разрыхлители потока материала, выполненные в виде лопастей 7. Лопасти закреплены на вертикальном валу 8, установленном осесимметрично корпусу 1 и вращающемся от привода 9.
В зазорах между пересыпными воронками 3 и разрыхлителями 7 с зазором относительно них в проекции на вертикальную плоскость на корпусе усреднителя закреплены направляющие воронки 10 в виде перевернутых усеченных конусов. На их внутренней поверхности смонтированы изогнутые лопасти 11, имеющие противоположный наклон на смежных воронках.
Под нижней направляющей воронкой в корпусе неподвижно закреплена тарель 12.
Усреднитель сыпучих материалов (фиг. 1) работает следующим образом.
Сначала сыпучий материал подают через загрузочный штуцер 4 и пересыпные воронки 3 на тарель 12 до полного заполнения внутреннего пространства каскада пересыпных воронок. При этом под каждой из пересыпных воронок образуются насыпки материала с углами естественного откоса. После заполнения пересыпных воронок подачу материала продолжают и приводят в действие лопасти 7, расположенные в насыпках материала под воронками.
Под действием лопастей 7 часть материала параллельными разрыхленными потоками падающих частиц перемещается в пространстве между пересыпными воронками и корпусом. Падающие частицы параллельных потоков контактируют с кронштейнами 6, выполненными в виде наклонных пластин. При контакте с кронштейнами падающие частицы изменяют траекторию движения и перемешиваются.
Далее частицы, падающие в пространстве между пересыпными воронками 3 и корпусом усреднителя 1, попадают в направляющие воронки 10. В них с помощью изогнутых лопаток 11 сыпучий материал, падающий в пространстве между пересыпными воронками и корпусом, дополнительно перемешивается и затем через нижнее основание направляющих воронок вновь подается в пересыпные воронки 3.
Дополнительный эффект перемешивания частиц сыпучего материала организуется при самотечном движении материала в пересыпной воронке вдоль корпуса усреднителя 1. Вследствие неравномерного движения вдоль корпуса усреднителя в конических пересыпных воронках частицы материала подвергаются продольному перемешиванию, а также вовлекаются в радиальные перемещения. Это приводит к определенному продольному и поперечному перемешиванию частиц, что способствует дополнительному усреднению сыпучих материалов.
Далее сыпучий материал подается в следующую пересыпную воронку, где процесс усреднения повторяется в последовательности, аналогичной рассмотренной. В результате многократного повторения процесса перемешивания на последующих воронках достигается достаточно высокое качество усреднения сыпучих материалов.
Усредненный материал выгружается из усреднителя через патрубок 5 в коническом днище 2.
Для выполнения своего функционального назначения элементы конструкции предлагаемого устройства должны иметь следующие геометрические параметры.
В связи со своим функциональным назначением - направлять частицы сыпучего материала, движущиеся в пространстве между корпусом и пересыпными воронками, в зону активного перемешивания - направляющие воронки должны быть выполнены в виде перевернутого усеченного конуса и закреплены на корпусе усреднителя в зазоре между пересыпными воронками и лопастями разрыхлителей.
При этом диаметр их нижнего основания должен быть равен или меньше диаметра верхнего основания пересыпных воронок. При большем значении диаметра нижнего основания направляющие воронки не будут выполнять свою функцию, т.е. направлять частицы сыпучего материала в зону активного перемешивания.
Для обеспечения дополнительного перемешивания частиц сыпучих материалов на внутренней поверхности направляющих воронок смонтированы изогнутые лопасти, которые имеют противоположный наклон на смежных воронках. Вследствие этого частицы при контакте с изогнутыми лопатками изменяют траекторию движения и дополнительно перемешиваются в поперечном сечении.
В отсутствие отличительных признаков предложенного устройства не обеспечивается высокое качество усреднения, вследствие относительно малой эффективности поперечного перемешивания частиц материала.
Предлагаемое устройство позволяет значительно интенсифицировать поперечное перемешивание частиц сыпучих материалов в результате их активного взаимодействия в зонах контакта по высоте аппарата. По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает высокое качество усреднения, что улучшает технико-экономические показатели производства.