СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области смешивания, в частности к смесительному оборудованию, а именно к оборудованию для перемешивания сыпучих материалов и может быть использована в строительной индустрии, химической и пищевой промышленности.
Известно устройство смесителя [Pressure-Resistant Mixer, патент №СА 1263376], состоящее из смешиваемого контейнера, вертикального смешиваемого инструмента с закрепленными на нем лопастями. Ось вертикального смешиваемого инструмента смещена относительно оси смешиваемого контейнера. Смешивание происходит за счет противоположно направленного вращения смешиваемого контейнера и инструмента. Недостатком такого смесителя является невысокая степень однородности готового продукта.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является смеситель для перемешивания сыпучих материалов [Mischflügel mit lösbarem Endstück, патент №EP1477218A2 B01F 9/12, день публикации 17.11.2004 патентный лист в 2004/47, авторы: Dörr, Martin и Geri, Stefan Dr.]. Он состоит из цилиндрического смесительного барабана, внутри которого консольно установлен вертикальный вал с закрепленными на нем лопастями и стационарный комбинированный инструмент. Ось вала смещена относительно оси смесительного барабана. Смесительный барабана и вал вращаются навстречу друг другу по средствам индивидуальных приводов. Стационарный комбинированный инструмент предотвращает прилипание материала к стенке барабана и в конце процесса смешивания ускоряет процесс разгрузки.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический барабан, внутри которого консольно установлен вал с закрепленными на нем лопастями. Ось вала смещена относительно оси смесительного барабана.
Недостатком прототипа является недостаточная однородность готового продукта вследствие перемещения компонентов смеси только в горизонтальном направлении.
Указанные недостатки связаны с тем, что лопасти вращающегося ротора движутся в горизонтальной плоскости. А фаски, сделанные на лопастях, не позволяют перемещать материал по всей высоте смесительного барабана.
Сущность полезной модели заключается в том что, на внутренней поверхности смесительного барабана закреплен трехзаходный винтовой шнек, имеющий разрывы в плоскостях вращения лопастей вала. Ось смесительного барабана и лопастного вала имеет наклон к горизонту. В верхнем ряду лопасти, закрепленные на валу, повернуты в обратную сторону относительно лопастей нижних рядов.
Целью полезной модели является создание устройства, которое позволит увеличить степень однородности (гомогенизации) готового продукта и сократит время перемешивания сыпучих материалов за счет перемещения исходных компонентов смеси как горизонтальном, так и в вертикальном направлениях внутри барабана смесителя, создавая вихревые потоки и множественные траектории движения материалов.
Поставленная цель достигается за счет того, что смеситель для перемешивания сыпучих материалов снабжен трехзаходным винтовым шнеком, закрепленным на внутренней поверхности смесительного барабана и имеющим разрывы в плоскостях вращения лопастей вала. Ось лопастного вала и смесительного барабана наклонена к горизонту. На валу верхний ряд лопастей имеет угол установки - обратный, относительной нижних рядов лопастей.
Трехзаходый винтовой шнек с углом подъема, зависящим от свойств смешиваемых компонентов, поднимает смесь с нижней части смесительного барабана в верхнюю часть. При этом разрывы, имеющиеся в нем, создают турбулентные потоки смеси. Лопасти, расположенные в верхнем ряду вала и имеющие обратный угол установки относительно лопастей нижних рядов, срезают смесь на выходе из шнека и направляют вниз, создавая тем самым встречное вертикальное направление движения смеси. Наклоненный смесительный барабан подает смешиваемые компоненты в зону вращения вала, создавая встречные потоки в горизонтальном направлении. Смещение оси вала относительно оси барабана увеличивает интенсивность воздействие лопастей на смешиваемые компоненты, что позволит увеличить скорость движения перемешиваемых компонентов, тем самым сократив время смешивания.
Для пояснения описываемой конструкции смесителя на фигуре 1 изображена схема смесителя с трехзаходным винтовым шнеком; на фигуре 2 изображен горизонтальный разрез барабана и смесительного вала; на фигуре 3 изображена схема траекторий движения перемешиваемых компонентов в горизонтальном направлении; на фигуре 4 изображена схема траекторий движения перемешиваемых компонентов в вертикальном направлении.
Смеситель для перемешивания сыпучих материалов состоит цилиндрического барабана 1, внутри которого консольно установлен лопастной вал 2 и закреплен в подшипниках 9. На этом валу закреплены четыре ряда лопастей. В каждом ряду находится три лопасти, которые повернуты относительно друг друга на 120°. При этом установлены они таким образом, что бы накидывать смешиваемые компоненты на винтовой шнек 4, закрепленный на внутренней стенке барабана. Угол подъема шнека зависит от свойств смешиваемых компонентов. Шнек имеет разрывы в плоскостях вращения лопастей вертикального вала. Барабан смесителя установлен в подшипнике 10, который в свою очередь закреплен на основании 15. Подшипник своим внешним кольцом закрепляется на днище барабана смесителя и имеет проточку для установки клиновидного ремня 14. В верхней части барабана смесителя закреплена неподвижно крышка 3, которая удерживает вертикальный вал и препятствует выходу перемешиваемых компонентов из барабана смесителя.
Смеситель для перемешивания сыпучих материалов работает следующим образом: перемешиваемые компоненты загружаются через патрубок 7 и попадают внутрь барабана 1. Одновременно включаются электродвигатель 11, приводящий во вращение вертикальный вал через клиноременную передачу 13 и электродвигатель 12, приводящий во вращение смесительный барабан 1 через клиноременную передачу 14. При этом лопастной вал 2 вращается в противоположную сторону вращения барабана 1. А направление вращения барабана смесителя выбирается в соответствии с направлением витков шнека 4. В результате вращения вала лопасти 5 поднимают смешиваемые компоненты и набрасывают их на шнек 4, тем самым перемещая и в вертикальном и в горизонтальном направлении. Перемещаясь по поверхности шнека, смесь попадает на второй ряд лопастей и, переместившись как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении попадает на среднюю часть шнека и продвигается вверх. Так смесь достигает верхней части барабана смесителя, где лопасти 6, имеющие обратный угол установки, относительно лопастей нижних рядов, срезают движущуюся смесь со шнека и направляют вниз навстречу основному потоку смеси. После того как смесь перемешалась, она выгружается через нижний люк посредством открывания крышки 8. После разгрузки смесителя процесс повторяется.
Таким образом, предлагаемая конструкция смесителя для перемешивания сыпучих материалов позволяет увеличить степень однородности готового продукта и сократит время перемешивания сыпучих материалов за счет создания движения исходных компонентов смеси как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях внутри барабана смесителя.