Лопастной смеситель сыпучих материалов
PADDLE MIXER FOR BULK MATERIALS

Изобретение относится к оборудованию для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в строительной, химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен лопастной смеситель сыпучих материалов (Баранцева Е.А., Мизонов В.Е., Хохлова Ю.В. Процессы смешивания сыпучих материалов: моделирование, оптимизация, расчет / ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина», Иваново, 2008, стр. 100), содержащий корпус, размещенный в корпусе вращающийся вал с перемешивающими лопастями, разгрузочный и загрузочные патрубки компонентов смеси.
Недостатком смесителя является невозможность получения смеси высокого качества при смешивании склонных к сегрегации сыпучих материалов. Такие материалы в процессе смешивания под действием силы тяжести скапливаются в нижней части корпуса. В результате  этого после достижения определенной однородности происходит расслоение смеси и, как следствие, ухудшение ее качества.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является лопастной смеситель сыпучих материалов (Патент РФ на полезную модель  №  86890, В01F 7/04, 2009), содержащий корпус, размещенный в корпусе вращающийся вал с перемешивающими лопастями, разгрузочный и загрузочные патрубки компонентов смеси и установленное под одним из загрузочных патрубков распределительное устройство. Распределительное устройство выполнено в виде кожуха с наклонной по ходу движения материала перфорированной распределительной решеткой.
Недостатком смесителя является низкая надежность работы и нестабильное качество смеси вследствие неравномерного распределения в объеме смесителя склонного к сегрегации сыпучего компонента с помощью распределительного устройства, выполненного в виде неподвижной наклонной распределительной решетки. Это обусловлено тем, что в процессе движения сыпучего материала по наклонной решетке некоторая его часть застревает в отверстиях решетки и забивает тем самым ее отверстия. Вследствие этого на решетке имеет место зависание материала и его неравномерная подача в рабочий объем смесителя.
Технической задачей изобретения является повышение качества получаемых смесей склонных к сегрегации сыпучих компонентов и  увеличение надежности  работы смесителя.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в лопастном смесителе сыпучих материалов, содержащем корпус, размещенный в нем вращающийся вал с перемешивающими лопастями, разгрузочный и загрузочные патрубки компонентов смеси и установленное в верхней части корпуса под одним из загрузочных патрубков распределительное устройство, выполненное в виде вращающегося шнека, расположенного в неподвижном корпусе, имеющем в верхней части на входном участке отверстие, соединенное с загрузочным патрубком для подачи склонного к сегрегации компонента смеси, и в нижней части на всей его длине разгрузочные продолговатые отверстия.
При этом ширина разгрузочных продолговатых отверстий на корпусе вращающегося шнека  равна  ( – максимальный диаметр частиц склонного к сегрегации компонента смеси).
Перечисленные конструктивные признаки направлены на равномерное распределение склонного к сегрегации компонента смеси по длине корпуса смесителя. Это создает условия для управления функцией распределения времени пребывания частиц сыпучих материалов и эффективного протекания процесса смешивания и, как следствие, достижения высокой однородности смеси.
На фиг. 1 изображен лопастной смеситель сыпучих материалов, на фиг. 2 – разрез А – А на фиг. 1, на фиг. 3 – вид Б на фиг. 1.
Лопастной смеситель сыпучих материалов состоит из корпуса 1, размещенного в нем вращающегося вала 2 с перемешивающими лопастями 3, разгрузочного 4 и загрузочных 5 и 6 патрубков и распределительного устройства. Распределительное устройство состоит из неподвижного корпуса 7 и расположенного в нем вращающегося шнека 8.  На входном участке в верхней части корпуса 7 имеется отверстие 9, соединенное с загрузочным патрубком 6 для подачи склонного к сегрегации  компонента. В нижней части корпуса 7 вращающегося шнека  по всей его длине имеются разгрузочные продолговатые отверстия 10.
Лопастной смеситель сыпучих материалов работает следующим образом.
Перемешиваемые сыпучие компоненты загружают в корпус 1 через загрузочные патрубки 5 и 6. При этом склонный к сегрегации компонент загружают через патрубок 6, который соединен с отверстием 9 корпуса вращающегося шнека 8. При вращении шнека 8 склонный к сегрегации компонент перемещается вдоль его корпуса 7. В процессе движения вдоль корпуса 7 шнека склонный к сегрегации компонент просыпается сквозь продолговатые отверстия 10 и поступает в корпус смесителя 1 на перемешивание распределенным по длине смесителя потоком. Вследствие этого его частицы имеют разное время для прохождения в нижнюю часть смеси, что приводит к выравниванию его содержания в поперечном сечении смесителя, то есть к повышению однородности смеси.
При вращении вала 2 перемешивающие лопасти 3 воздействуют на компоненты сыпучего  материала и обеспечивают их перемешивание в поперечном сечении  корпуса смесителя 1. Под воздействием перемешивающих лопастей осуществляется также перемещение материала вдоль корпуса смесителя.
Выгрузка готовой смеси производится через разгрузочный патрубок 4.
Для выполнения своего функционального назначения элементы конструкции предлагаемого устройства должны отвечать следующим требованиям.
В связи со своим функциональным назначением – обеспечивать равномерную загрузку склонного к сегрегации компонента по длине корпуса смесителя –  шнек должен иметь геометрические размеры и скорость вращения, соответствующие заданной подаче склонного к сегрегации компонента.
Для обеспечения высокой эффективности распределения по длине корпуса смесителя склонного к сегрегации компонента и повышения надежности работы устройства ширина продолговатого отверстия в корпусе шнека должна обеспечивать свободный проход частиц компонента и быть равной  ( – максимальный диаметр частиц склонного к сегрегации компонента смеси). Ширина продолговатого отверстия зависит от формы частиц склонного к сегрегации компонента смеси, влияющей на условия прохождения частиц через отверстие. Вследствие этого для частиц шарообразной формы ширину продолговатого отверстия рекомендуется принимать равной , а для частиц неправильной формы, в большей степени склонных к застреванию в отверстиях сита, – равной . Тем самым исключается возможность забивания отверстий частицами.
Количество щелей в нижней части корпуса шнека определяется, исходя из обеспечения заданной подачи склонного к сегрегации компонента в корпус смесителя на перемешивание.
Предлагаемая конструкция лопастного смесителя по сравнению с известным наряду с обеспечением заданного качества смешивания склонных к сегрегации сыпучих компонентов позволяет также повысить надежность работы смесителя.