Пневмосмеситель сыпучих кормов

Полезная модель относится к конструкции пневмосмесителей и пневмотранспортеров сыпучих материалов и может использоваться в комбикормовой, пищевой, химической, строительной и других отраслях промышленности.
Из существующего уровня техники известен пневмосмеситель сыпучих материалов (А.С. №1172584; B01F 13/2, 1985), включающий вертикальную цилиндрическую смесительную камеру (корпус), секционированную экранами, устройствами для загрузки и выгрузки материала, газоподводящими и газоотводящими патрубками, зону питания в виде псевдосжиженного слоя, подэкранные полости, образованные между экранами и стенками корпуса смесительной камеры, в которые тангенсально введены патрубки газовоздушных потоков, отбойник в зоне осаждения.
Недостатками данного технического решения являются низкая эффективность процесса перемешивания сыпучего материала при его движении в аппарате сверху вниз сплошным потоком, высокие энергозатраты, высокий пылеунос, особенно при смешении мелкодисперсных и порошкообразных материалов; отсутствие точной регулировки дозирования исходной смеси в циркуляционную трубу.
Известна установка для пневматической транспортировки сыпучих продуктов (А.С. №129493; B65G 53/00, 2013), включающая заборное устройство, трубопровод всасывания, циклон с установленной внутри сеткой для исключения попадания продукта в вентиляторную камеру, центробежный вентилятор, магистраль вентилятора с установленным в ней клапаном, содержащим на входе в вентиляторную камеру поворотную заслонку с осью вращения, перпендикулярной оси потока, с упорами положения «открыто» и «закрыто», шлюзовой затвор; при этом радиальный зазор между лопастями вентилятора и камерой вентилятора увеличивается по эвольвенте по направлению вращения вентилятора, металлические лопасти шлюзового затвора содержат накладки из эластичного полимерного материала с возможностью их регулировки по длине, заборное устройство представляет собой металлический корпус в виде полого цилиндра с ручкой и полой усеченной конусной частью внутри цилиндра, при этом внутри цилиндра расположена труба, установленная соосно цилиндру с возможностью передвигаться по оси для регулировки зазора между усеченной конусной частью и трубой, приводом поворотной заслонки служит подвижное плечо, шарнирно установленное в корпусе магистрали, на конце которого располагается грузик, с возможностью его перемещения вдоль плеча. Накладки на лопастях шлюзового затвора выполнены из полиуретана.
Недостатками данного технического решения являются: расположение вентилятора отдельным от циклона элементом; выполнение только одного технологического процесса (пневмотранспортирования).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является выбранное в качестве прототипа устройство для транспортирования и смешивания сыпучих материалов (RU №2596184; B01F 13/02, 2016), состоящее из вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем, циркуляционной трубы, расположенных по высоте смесителя корпусных экранов в виде перевернутых усеченных конусов, прикрепленных к корпусу смесителя расширенной частью и образующих зазор между нижними кромками конусов и циркуляционной трубой, патрубков для загрузки и выгрузки сыпучих материалов, смеситель снабжен соплом, установленным в нижней части днища соосно циркуляционной трубе, трубных экранов в виде усеченных конусов, прикрепленных к циркуляционной трубе обуженной частью, образующими зазор между нижней кромкой экрана и корпусом смесителя, чередующимися с корпусными экранами, причем под экранами установлен сепарационный колпак конусо-цилиндрической формы, прикрепленный верхней расширенной конической частью к корпусу смесителя, а нижняя цилиндрическая часть выполнена с зазором относительно циркуляционной трубы, под сепарационным колпаком размещен газоотводящий патрубок. Устройство снабжено пневмотранспортером, состоящим из циклона с расположенным внутри фильтром, разделяющим циклон на вентиляторную камеру с расположенным в ней вентилятором и осадную камеру, соединенную соосно с загрузным патрубком корпуса смесителя в нижней части и тангенсально в верхней части с трубопроводом всасывания, в котором установлен переключатель потока. В начале трубопровода всасывания расположено заборное устройство, а вентиляторная камера соединена с трубопроводом газового потока с установленными в ней переключателями потока, при этом трубопровод газового потока соединен с выгрузным патрубком смесителя, на конце выгрузного патрубка расположен шибер. К коническому днищу корпуса смесителя дополнительно прикреплено весовое устройство, а в нижней части циркуляционной трубы, жестко соединенной с коническим днищем корпуса смесителя, выполнены щелевые пазы для ввода сыпучих материалов, и аналогичные пазы выполнены на корпусе поворотного патрубка, расположенного соосно с циркуляционной трубой. Направляющий экран, расположенный в верхней части корпуса смесителя, имеет гиперболическую форму на выходе из циркуляционной трубы и коническую со стороны загрузного патрубка с шибером, который расположен над верхней частью корпуса смесителя, соединяя смеситель с пневмотранспортером. На конце газоотводящего патрубка расположен запорный клапан. Фильтр циклона выполнен в виде плоской сетчатой перегородки с цилиндрическим выступом в центральной его части, направленным в сторону осадной камеры, цилиндрическая часть выступа представляет собой тонкостенную трубу без отверстий, а нижняя торцевая часть выступа выполнена сетчатой. Переключатели потока представляют собой овальной формы пластины, шарнирно закрепленные на стенках трубопроводов в местах их разветвлений.
Недостатком известного устройства является сегрегация частиц смеси сыпучих кормов внутри корпуса смесителя во время их движения по поверхности трубных и корпусных экранов и пересыпания между экранами. Траектория движения частиц на этапе пересыпания их между экранами может оставаться неизменной и недостаточно усложнятся, что может привести к отсутствию эффективного взаимного проникновения частиц корма для достижения высокой однородности смеси, то есть качественного смешивания и равномерного распределения частиц во всем объеме смеси.
Задачей полезной модели является повышение эффективности процесса смешивания сыпучих кормов, например, комбикормов, состоящих из множества различных компонентов, за счет устранения возможного явления сегрегации сыпучих компонентов смеси.
Данная задача решается за счет того, что заявляемое устройство пневмосмесителя сыпучих кормов, состоящее из пневмотранспортера, вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем, циркуляционной трубы, расположенных по высоте смесителя корпусных экранов в виде перевернутых усеченных конусов, прикрепленных к корпусу смесителя расширенной частью и образующих зазор между нижними кромками конусов и циркуляционной трубой, патрубков для загрузки и выгрузки сыпучих материалов, смеситель снабжен соплом, установленным в нижней части днища соосно циркуляционной трубе, трубных экранов в виде усеченных конусов, прикрепленных к циркуляционной трубе обуженной частью, образующими зазор между нижней кромкой экрана и корпусом смесителя, чередующимися с корпусными экранами, причем под экранами установлен сепарационный колпак конусо-цилиндрической формы, прикрепленный верхней расширенной конической частью к корпусу смесителя, а нижняя цилиндрическая часть выполнена с зазором относительно циркуляционной трубы, под сепарационным колпаком размещен газоотводящий патрубок; пневмотранспортер, состоящий из циклона с расположенным внутри фильтром, разделяющим циклон на вентиляторную камеру с расположенным в ней вентилятором и осадную камеру, соединенную соосно с загрузным патрубком корпуса смесителя в нижней части и тангенциально в верхней части с трубопроводом всасывания, в котором установлен переключатель потока, в начале трубопровода всасывания расположено заборное устройство, а вентиляторная камера соединена с трубопроводом газового потока с установленными в нем переключателями потока, при этом трубопровод газового потока соединен с выгрузным патрубком смесителя, на конце выгрузного патрубка расположен шибер; при этом к коническому днищу корпуса смесителя дополнительно прикреплено весовое устройство, а в нижней части циркуляционной трубы, жестко соединенной с коническим днищем корпуса смесителя, выполнены щелевые пазы для ввода сыпучих материалов и аналогичные пазы выполнены на корпусе поворотного патрубка, расположенного соосно с циркуляционной трубой; направляющий экран, расположенный в верхней части корпуса смесителя, имеет гиперболическую форму на выходе из циркуляционной трубы и коническую со стороны загрузного патрубка с шибером, который расположен над верхней частью корпуса смесителя, соединяя смеситель с пневмотранспортером; на конце газоотводящего патрубка расположен запорный клапан, в отличие от прототипа, что края меньшего основания корпусных экранов и края большего основания трубных экранов выполнены в виде зубчатых гребенок.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - схема устройства;
на фиг. 2 - схема загрузки сыпучих кормов;
на фиг. 3 - схема протекания процесса смешивания сыпучих кормов;
на фиг. 4 - схема протекания процесса выгрузки сыпучих кормов.
Пневмосмеситель сыпучих кормов состоит из пневмотранспортера и смесителя. Пневмотраспортер включает в себя циклон 1 с расположенным внутри фильтром 2, разделяющим циклон на вентиляторную камеру с расположенным в ней электродвигаелем 3 с вентилятором 4 и осадную камеру, соединенную соосно с загрузным патрубком 5 корпуса смесителя 6 в нижней части и тангенциально в верхней части с трубопроводом всасывания 7, в котором установлен переключатель потока 8, в начале трубопровода всасывания 7 расположено заборное устройство 9, состоящее из заборной части и пульта управления, а вентиляторная камера соединена с трубопроводом газового потока 10 с установленными в нем переключателями потока 11 и 12, при этом трубопровод газового потока соединен с выгрузным патрубком 13 смесителя. Смеситель сыпучих кормов состоит из вертикального цилиндрического корпуса 6 с коническим днищем, циркуляционной трубы 14, расположенных по высоте смесителя корпусных экранов 15 в виде перевернутых усеченных конусов с краями меньшего основания в виде зубчатых гребенок, прикрепленных к корпусу 6 смесителя расширенной частью и образующих зазор между нижними кромками конусов и циркуляционной трубой 14, патрубков 5 и 13 для загрузки и выгрузки сыпучих кормов.
Смеситель сыпучих кормов также снабжен направляющим экраном 16, расположенным в верхней части корпуса 6 смесителя, соплом 17, установленным в нижней части днища корпуса 6 смесителя соосно циркуляционной трубе 14, трубных экранов 18 в виде усеченных конусов с краями по большему основанию в виде гребенок, прикрепленных к циркуляционной трубе 14 обуженной частью, образующими зазор между нижней кромкой экрана и корпусом 6 смесителя, чередующимися с корпусными экранами 15, причем под экранами установлен сепарационный колпак 19 конусо-цилиндрической формы, прикрепленный верхней расширенной конической частью к корпусу 6 смесителя, а нижняя цилиндрическая часть выполнена с зазором относительно циркуляционной трубы 14, под сепарационным колпаком размещен газоотводящий патрубок 20 с установленным внутри сетчатым фильтром 21 и расположенным на конце запорным клапаном. К коническому днищу корпуса 6 смесителя прикреплено весовое устройство 22, а в нижней части циркуляционной трубы 14, жестко соединенной с коническим днищем корпуса 6 смесителя, находится поворотный патрубок 23, расположенный соосно с циркуляционной трубой 14. Загрузной патрубок 5 снабжен шибером 24. На конце выгрузного патрубка 13 расположен шибер 25.
Изменение положения переключателей потока 8, 11, 12, 26, шиберов 24, 25 и поворотного патрубка 23 осуществляется при помощи электромеханического привода.
Пневмосмеситель работает следующим образом.
Электродвигатель 3 вращает вентилятор 4. Под действием создаваемого вентилятором 4 разрежения сыпучий материал всасывается через заборное устройство 9, состоящее из заборной части и пульта управления, далее сыпучий материал по трубопроводу всасывания 7 поступает в циклон 1, где осаждается в осадной камере. Из циклона 1 транспортируемый продукт поступает в смеситель, при этом шибер 24 патрубка 5 находится в открытом положении, а газовая фаза, проходя через фильтр 2, поступает в вентиляторную камеру циклона 1. Переключатель потока 11 открывает выход газовому потоку в атмосферу по трубопроводу газового потока 10. В смесителе продукт попадает на конусную часть направляющего экрана 16, затем на корпусной экран 15, края меньшего основания которого представляют собой зубчатые гребенки, откуда на трубный экран 18, с краями большего основания в виде зубчатых гребенок. Пересыпаясь с экрана на экран, а именно по их зубчатым краям, у частиц сыпучих кормов усложняется их траектория движения, происходит дополнительное взаимопроникновение частиц между собой, тем самым повышается равномерность распределения частиц сыпучих кормов в движущемся потоке сыпучего материала, устраняется возможный эффект сегрегации сыпучего корма, что приводит к увеличению качества смешивания, сокращению времени на перемешивание, а, следовательно, и к увеличению производительности.
После прохождения трубных и корпусных экранов сыпучий продукт достигает сепарационного колпака 19, где самотеком проходит зазор между цилиндрической частью сепарационного колпака 19 и циркуляционной трубой 14 и достигает конического днища корпуса 6 смесителя. Клапан 26 находится в закрытом положении, предотвращая забор воздуха из атмосферы. В момент загрузки продукта в смеситель поворотный патрубок 23 находится в закрытом положении, предотвращая попадание продукта в циркуляционную трубу 14. На фигурах стрелочкой показано направление движения газового потока, точками - сыпучего материала.
По мере заполнения смесителя сыпучими материалами срабатывает весовое устройство 22, отправляя сигнал на пульт управления заборного устройства 9, сигнализируя оператору о необходимости прекращения загрузки одного сыпучего материала и начала загрузки другого сыпучего материала.
После завершения загрузки запускается процесс смешивания сыпучих кормов.
Переключатель потока 8 перекрывает трубопровод всасывания 7, тем самым обеспечивая забор воздуха из атмосферы, в обход заборного устройства 9. Шибер 24 загрузного патрубка 5 переходит в закрытое положение, запорный клапан при этом открывается. Переключатель потока 11 перенаправляет газовый поток в трубопровод газового потока 10, откуда переключателем потока 12 газовый поток перенаправляется в выгрузной патрубок 13.
Переключатель потока 12 перекрывает доступ к шиберу 25 выгрузного патрубка 13. Далее за счет поворота поворотного патрубка 23 образуются регулируемые щелевые зазоры, обеспечивающие ввод сыпучих кормов в циркуляционную трубу 14. Сыпучие материалы подхватываются газовым потоком, поступающим из сопла 17, двигаются снизу вверх, попадают на направляющий экран 16, отбрасываются к внутренней поверхности корпуса 6 смесителя и самотеком двигаются вниз по конической поверхности самого верхнего корпусного экрана 15. Затем смесь сыпучих кормов вместе с газовым потоком проходит зазор между кромкой корпусного экрана 15 и циркуляционной трубой 14 и опускается на коническую поверхность трубного экрана 18, после чего самотеком двигается вниз по ее поверхности и проходит зазор между нижней кромкой трубного экрана 18 и корпусом 6 смесителя. Поочередно, пересыпаясь с экрана на экран, смесь сыпучих кормов достигает конической поверхности верхней части сепарационного колпака 19, где самотеком происходит перемещение потока твердых частиц, которые затем вместе с газовым потоком проходят зазор между цилиндрической нижней частью сепарационного колпака 19 и циркуляционной трубой 14 и опускаются на коническое днище корпуса 6 смесителя, после чего цикл циркуляции твердой фазы в смесителе повторяется, а газовый поток поступает в сепарационное пространство, образованное колпаком 19 и корпусом 6 смесителя, где происходит его отделение от твердой фазы за счет резкого снижения скорости газового потока и изменения его направления, и затем, проходя через сетчатый фильтр 21, который препятствует выводу сыпучих кормов наружу, газовый поток удаляется из корпуса 6 смесителя через газоотводящий патрубок 25, в котором установлен сетчатый фильтр 21, препятствующий выбросу твердой фазы наружу.
По окончании заданного времени процесса смешивания электродвигатель 3 отключается, прекращается вращение вентилятора 4. Переключатель потока 12 перекрывает трубопровод газового потока, шибер 25 переводится в открытое положение. Смесь сыпучих кормов самотеком поступает через образованные регулируемые щелевые зазоры в циркуляционную трубу 14, затем в выгрузной патрубок 13, из которого происходит выгрузка.
После выгрузки смеси сыпучих кормов переключатели потока 8, 11, 12, 26, шиберы 24, 25 и поворотный патрубок 23 переводятся в исходное положение. Устройство готово для новой загрузки сыпучих кормов.
Техническим результатом заявляемого решения является повышение эффективности процесса смешивания сыпучих кормов, за счет устранения возможного явления сегрегации сыпучих компонентов кормовой смеси. Достигаемый технический результат приводит к сокращению продолжительности приготовления смеси, а значит к повышению производительности.