Смеситель сыпучих материалов
MIXER OF BULK MATERIALS

Предлагаемое изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.
Известен агрегат для смешения сыпучих материалов, содержащий патрубки загрузки сыпучих материалов и выгрузки готового продукта, цилиндрический корпус, выполненный в виде кольцевой камеры, вертикальный вал, к которому присоединены рабочие органы. Рабочие органы имеют эластичные элементы, выполненные в виде щеток, контактирующие с днищем рабочей камеры волнообразной формы. Днище имеет выступ и вертикальные стенки с двух сторон, причем внутренняя снабжена выпускным отверстием, связанным с патрубком выгрузки. Под рабочей камерой расположены желоба, имеющие возможность поворота вокруг оси и снабженные демпфирующими устройствами [Патент РФ №2256493, МПК B01F 11/00, опубл. 20.07.2020, БИ №20].
К недостаткам данного смесителя следует отнести сложность конструкции и низкое качество смешения. Особенно сложно использование данного устройства, когда один или оба материала имеют склонность адгезии к рабочим органам.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является смеситель сыпучих материалов содержащий цилиндрический корпус, по периметру которого размещены устройства загрузки, причем днище корпуса установлено с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и соединено в нижней части с устройством выгрузки. Цилиндрический корпус смесителя имеет равномерно расположенные окна, к которым с внешней стороны корпуса присоединены связанные с устройствами загрузки, распылители, представляющие собой приводные барабаны с радиальными прямоугольными эластичными элементами, в верхней части смесителя к корпусу коаксиально присоединен конический отбойный элемент с вибратором, а днище корпуса, связанное с устройством выгрузки, имеет на своей внутренней поверхности ребра, размещенные вдоль образующей конической поверхности [Патент РФ №2435634, МПК B01F 7/00, опубл. 10.12.2011, БИ №34].
К недостаткам данного смесителя следует отнести невысокое качество смешения.
Задача изобретения - создание смесителя сыпучих материалов, обеспечивающего высокую эффективность смешения.
Поставленная задача достигается тем, что предлагается смеситель сыпучих материалов, который содержит цилиндрический корпус, по периметру которого размещены устройства загрузки, причем днище корпуса установлено с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и соединено в нижней части с устройством выгрузки, цилиндрический корпус смесителя имеет равномерно расположенные окна, к которым с внешней стороны корпуса присоединены связанные с устройствами загрузки, распылители, представляющие собой приводные барабаны с радиальными прямоугольными эластичными элементами, в верхней части смесителя к корпусу коаксиально присоединен отбойный элемент с вибратором, днище корпуса, связанное с устройством выгрузки, имеет на своей внутренней поверхности ребра, размещенные вдоль образующей конической поверхности.
Отличительными признаками является то, что отбойный элемент выполнен переменной формы, в нижней части в виде полого усеченного конуса, в средней части в виде эллиптической поверхности, а в верхней части в виде плоского круглого днища, на нижней поверхности которого установлены плоские отражатели прямоугольной формы, большие грани которых расположены вдоль радиусов плоского круглого днища.
На Фиг. 1 показана схема смесителя сыпучих материалов.
На Фиг. 2 приведен вид сверху.
Смеситель сыпучих материалов состоит из цилиндрического корпуса 1 с подвижным коническим днищем 2, снабженным приводом вращательного движения 3 и устройством выгрузки 4. Для подачи сыпучих компонентов по периметру корпуса размещены устройства загрузки 5, соединенные с распылителями, представляющими собой барабаны 6 с радиальными прямоугольными эластичными элементами 7. На внутренней поверхности конического днища установлены ребра 8. Для подачи сыпучих материалов внутрь корпуса в его боковой поверхности выполнены окна 9.
Над корпусом установлен отбойный элемент, выполненный переменной формы, в нижней части в виде полого усеченного конуса 10, в средней части в виде эллиптической поверхности 11, а в верхней части в виде плоского круглого днища 12. На нижней поверхности плоского круглого днища 12 установлены плоские отражатели 13 прямоугольной формы, большие грани которых расположены вдоль радиусов плоского круглого днища 12. На отбойном элементе размещен вибратор 14.
Смеситель сыпучих материалов работает следующим образом.
Подлежащие смешению сыпучие компоненты подаются из устройств загрузки сыпучих материалов 5 в распылители, представляющие собой барабаны 6 с радиальными прямоугольными эластичными элементами 7, с помощью которых материал переводится в дисперсное состояние в виде разреженных конических потоков. Образованные потоки каждого компонента движутся во внутреннем объеме корпуса, ударяются о внутренние поверхности отбойного элемента, выполненного переменной формы. В нижней части отбойного элемента потоки смешиваемых материалов взаимодействуют с внутренней поверхностью полого усеченного конуса 10, в средней части с эллиптической поверхностью 11, а в верхней части с боковыми сторонами, размещенных на нижней поверхности плоского круглого днища 12 плоских отражателей 13 прямоугольной формы, большие грани которых расположены вдоль радиусов плоского круглого днища 12. В процессе ударного взаимодействия потоки частиц отражаются на подвижное днище смесителя.
За счет того, что установленный над корпусом отбойный элемент, выполненный переменной формы, в нижней части в виде полого усеченного конуса 10, в средней части в виде эллиптической поверхности 11 а в верхней части в виде плоского круглого днища 12 удается разбить набегающие на него потоки смешиваемых материалов на взаимодействующие, проникающие друг в друга, отраженные потоки. В этом случае в нижней части отбойного элемента (полый усеченный конус 10) происходят отражения, направленные в низ в виде расширяющегося потока. В средней части, где концентрация частиц максимальна (эллиптическая поверхность 11) отраженный поток частиц имеет сужающуюся форму. В верхней части (плоское круглое днище 12 с плоскими отражателями 13) отражения носят случайный, хаотичный характер.
Для предотвращения налипания материала к отбойному элементу на нем размещен вибратор 14.
При вышеописанном пересечении и взаимодействии отраженных потоков происходит формирование однородной смеси.
С целью интенсификации процесса смешения на нижней поверхности плоского круглого днища 12 установлены плоские отражатели 13 прямоугольной формы, большие грани которых расположены вдоль радиусов плоского круглого днища 12. При столкновении потоков с ними происходят отражения под разными углами, то есть частицы отраженные от плоских отражателей 13 разлетаются на 360 градусов. Это способствует хаотичному заполнению всего объема зоны смешения и интенсификации процесса смешения. Выполнение плоских отражателей 13 прямоугольной формы, обеспечивает задействование всей верхней части потоков.
Расположение больших граней плоских отражателей 13 вдоль радиусов плоского круглого днища 12 также способствует площади поверхностей отражения и интенсификации хаотичности отражения.
На отбойном элементе размещен вибратор 14 для еще большей хаотизации отражений и повышения качества смешения.
Симметричное по периметру корпуса 1 окон 9 и устройств загрузки 5 с распылителями позволяет обеспечить оптимальное наложение потоков и их взаимодействие. С целью повышения качества смеси, в том числе, за счет ее усреднения, днище 2 корпуса выполнено вращающимся. Размещение вдоль образующих конической поверхности ребер 8 позволяет, с одной стороны, обеспечить вторичное ударное взаимодействие смеси с ребрами и днищем, и с другой, препятствует разделению смешиваемых материалов при движении к устройству выгрузки 4.
Предлагаемая конструкция смесителя сыпучих материалов обладает высоким качеством смешения и может найти применение в различных отраслях промышленности: химической, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов.