ЛОПАСТНОЙ СМЕСИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к устройствам для смешивания материалов, различающихся по плотности, вязкости, текучести, сыпучести и другим физико-механическим свойствам.
Известен смеситель (RU 2325097, кл. A23N 17/00, 27.05.2008), включающий кожух с размещенным в нем горизонтальным шнеком с чередующимися разрывами навивки. На концах витков шнека параллельно его оси и симметрично относительно нее установлены стержни. Внутри кожуха, вдоль наружной поверхности шнека, установлен спиральный винт, причем шнек и спиральный винт снабжены отдельными приводами, с регулируемыми частотами вращения.
Недостатком этого смесителя является сложность конструкции и невозможность смятия крупных торфяных частиц с одновременным внедрением в них жидкой фазы (воды).
Известно устройство для смешивания древесных частиц со связующим (SU 1214423, кл. B27N 1/02, 28.02.86), включающее цилиндрический корпус с приводным валом, в котором установлены механизмы для смятия древесных частиц подвижными шарами.
Недостатком этого устройства является то, что частицы разминаются только в нижней части корпуса с относительно малой площадью смятия и сдвига.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, принятый авторами за прототип, является лопастной смеситель (RU 2299759, кл. В01Е 7/02, B01F 7/04, 27.05.2007), включающий опорную раму, корытообразный полуцилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным окнами, вал с лопастями в виде пластин с разрушителями в виде стержней круглого сечения.
Недостатком этого смесителя является недостаточное воздействие разрушителей и лопастей на разминание отдельных крупных агрегатов смеси, например, фрезерных торфяных частиц перемешиваемой массы, что сказывается на низкой эффективности устройства и невысоком качестве смешиваемой массы, из-за наличия в ней нераздробленных частиц и вследствие чего получение после смешивания неоднородной массы.
Задачей полезной модели является разработка устройства, позволяющего осуществление более тонкого и равномерного измельчения твердых компонентов и обеспечение получения гомогенной массы после смешения компонентов.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества смешивания сыпучих компонентов с жидкими.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в лопастном смесителе, содержащем корпус с полуцилиндрическим днищем и с отверстиями загрузки и разгрузки продукта, а также вал с лопастями в виде пластин, согласно полезной модели на конце каждой второй пластины закреплены гребки, концы которых загнуты и скруглены в сторону противоположную перемещению смеси. Кроме того, перед выгрузным отверстием расположен конический отражатель, а гребки выполнены съемными для удобства их замены при возможной поломке. Зазор между гребками и днищем корпуса целесообразно выполнять от 3 до 5 мм.
Гребки, расположенные на каждой второй пластине лопастей для разрушения крупных частиц. При этом скругленная форма гребков обеспечивает более плотное прижатие материала к стенкам корпуса, создавая наилучшие условия механического воздействия на смесь, разрушая крупные включения. Расстояние между полуцилиндрическим днищем корпуса и гребками подобрано опытным путем, при этом при уменьшении расстояния будет происходить заклинивание лопастей при попадании в нее очень крупных включений, а увеличение зазора, свыше 5 мм, не обеспечит необходимого измельчения и истирания частиц материала, а также перемешивания его с водой.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид смесителя; на фиг.2 - поперечный разрез смесителя по А-А (а) и развертка дна корпуса с лопастями; на фиг.3 - схема распределения массы смеси по зонам (I, II, III) цилиндрического дна корпуса смесителя; на фиг.4 - схема крепления изогнутого гребка к лопасти.
Лопастной смеситель включает (фиг.1 и фиг.2) корпус 1 с полуцилиндрическим днищем 2 и с отверстиями 3 загрузки и отверстием 4 разгрузки продукта. Внутри корпуса 1 смонтирован вал 5 с лопастями в виде прямолинейных пластин 6 и пластин 7, на которых закреплены съемные гребки 8, загнутые в сторону противоположную перемещению смеси. Гребки 8 образуют на конце скругленную форму. Зазор между гребками 8 и днищем 2 корпуса 1 выдерживается в пределах от 3 до 5 мм. Перед отверстием 4 разгрузки расположен конический отражатель 9.
Работа смесителя происходит следующим образом. Исходный фрезерный торф вместе с водой, добавляемой для доведения массы до рациональной влажности, равномерно поступает через отверстие 3 загрузки на вращающийся вал 5 с лопастями в виде прямолинейных пластин 6 и пластин 7 с гребками 8 на конце и далее в пространство между лопастями. В цилиндрическом днище 2 корпуса 1 на смесь действует ряд сил, прижимающих массу к стенкам пластин 6 и 7 и корпусу 1. Перед пластинами 6 и 7 образуются потоки частиц торфа и воды (фиг.3), равномерно распределяющиеся из зоны движения пластин 6 и 7 в соседние с ним зоны. За пластинами 6 и 7 возникают пустоты III, в которые конструкцией смесителя предусмотрен сдвиг потока частиц из зоны I предыдущего ротора в зону III следующего ротора.
В призматической части смесителя на потоки частиц преимущественное влияние оказывают силы тяжести, под действием которых масса перемещается вниз и вновь перемешивается пластинами 6 и 7. В результате смешивания сыпучей массы многократно складывается из элементарных перемещений группы смежных частиц из одного места смеси в другое внедрением и скольжением (процесс конвективного смешения - зона I) и постепенное перераспределение частиц различных компонентов через свежеобразованную границу их раздела (процессы диффузионного и гравитационного смешения - зона II).
Для разрушения крупных слабосвязанных между собой частиц фрезерного торфа предусматривается чередование прямого профиля пластины 6 и пластины 7 с прикрепленными к ним гребками 8, изогнутыми в сторону противоположную перемещению смеси. Между днищем 2 корпуса 1 имеется зазор не более 5 мм (фиг.3 и 4). Нагружение торфяной массы сжатием и сдвигом позволяет разрушить крупные конгломераты (частицы) с их разделением на волокна и тонкодисперсные гумусосодержащие фракции. Интенсивное перемешивание массы обеспечивает равномерное их распределение в объеме смеси. Благодаря организации сочетания конвективного, диффузионного и гравитационного процессов смешения компонентов достигается улучшение качества приготовления смеси. Для оптимизации конструкторско-технологических параметров (продолжительность перемешивания и металлоемкость) смесителя используется конический отражатель 9. В смесителе непрерывного действия конический отражатель позволяет уменьшить скорость продвижения и увеличить время воздействия перемешивающего органа на смесь, тем самым позволяет уменьшить длину рабочей части смесителя.
Полезная модель проста в изготовлении и может найти применение в смесителях при изготовлении торфяных смесей, удобрений, комбикормов и т.п. В настоящее время полезная модель находится на стадии технического предложения.