СМЕСИТЕЛЬ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к перемешивающим устройствам и может быть использована в любой отрасли промышленности для приготовления сухих смесей, преимущественно состоящих из компонентов различающихся по объемному весу и размерам частиц и содержащих волокнистые наполнители.
Известны рамные мешалки, содержащие корпус, в котором размещена установленная на валу лопастная рамка, приводимая во вращение от привода (а.с. СССР 837387, 1981 г., RU 2014880, 1994 г., полезная модель RU 93695, 2010 г.).
Смесители с лопастными рамками используются в основном в химической промышленности для перемешивания жидкостей с реагентами или для приготовления смесей легких порошкообразных компонентов.
Известны смесители периодического действия шнекового типа, которые содержат смесительную камеру в виде цилиндрического бункера с усеченным конусным днищем, входным и выходным патрубками, по оси которого расположен шнек, заключенный в трубу, на которой смонтирован усредненный усеченный конус (RU 2217226, 2002 г., RU 2465953, 2009 г.) либо разбрасыватель (RU 2429059, 2011 г.).
Недостатком таких смесителей является невысокая однородность смеси и большая энергоемкость при малой производительности и сложности конструкции.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является шнековый смеситель сыпучих материалов, на вертикальном валу которого установлены два перемешивающих устройства (полезная модель RU 119641, 27.08.2012 г.). Смеситель по прототипу содержит цилиндрический бункер с усеченным конусным днищем, загрузочным и разгрузочным отверстиями, по оси которого установлен приводной вал с перемешивающими устройствами, одно из которых выполнено в виде охваченного кожухом шнека, а другое - в виде лопастной мешалки, закрепленной на нижнем торце шнека. На верхнем торце кожуха шнека установлен рассеиватель в виде усеченного конуса.
Недостатком прототипа является невысокие качество смеси и производительность при достаточной сложности конструкции.
Техническая задача заключается в повышении качества получаемой смеси и сокращении времени смешивания, при снижении энергозатрат и упрощении конструкции.
Технический результат достигается тем, что в смесителе сыпучих материалов, включающем цилиндрический бункер с усеченным конусным днищем, загрузочным и разгрузочным отверстиями, по оси которого установлен приводной вал с перемешивающими устройствами, одно из которых выполнено в виде шнека, согласно полезной модели, шнек размещен в конусной части бункера, а в его цилиндрической части размещена, по меньшей мере, одна лопастная рамка с вертикальными стержнями. Для интенсификации процесса перемешивания шнек выполнен из набора лопаток в виде спирали Архимеда, а лопастные рамки расположены на валу крестообразно. Указанное выполнение и размещение элементов конструкции обеспечивает достижение технического результата за счет движения стержней лопастных рамок через массив перемешиваемого материала, вертикального перемещения компонентов в зоне разряжения позади стержней и выталкивания материала шнеком из нижней части бункера в основную центральную зону перемешивания.
Заявляемая полезная модель поясняется примером выполнения смесителя с сопровождающими чертежами, на которых изображены:
Фиг.1 - общий вид смесителя в продольном разрезе;
Фиг.2 - поперечный разрез А-А на Фиг.1.
Смеситель сыпучих материалов содержит цилиндрический бункер 1 с усеченным конусным днищем 2, загрузочным 3 и разгрузочным 4 отверстиями. Рабочий орган состоит из двух перемешивающих устройств, смонтированных соосно на вертикальном валу 5 в бункере. Нижнее перемешивающее устройство, размещенное в конусном днище 2 бункера, представляет собой шнек 6 из набора лопастей в виде спирали Архимеда, а верхнее, размещенное в цилиндрической части 1 бункера, -крестообразно расположенные лопастные рамки 7. Каждая лопастная рамка 7 представляет собой жесткую рамку, на верхней и нижней части которой закреплены вертикально направленные ряды стержней 8.
Работа смесителя осуществляется следующим образом.
Через загрузочное 3 отверстие в определенной последовательности засыпают компоненты смеси, начиная с компонентов с наименьшим объемным весом и заканчивая компонентами, имеющими наибольший объемный вес. При вращении вала 5 рабочего органа от привода (на чертежах не показан) одновременно происходит несколько основных процессов, влияющих на качество и скорость перемешивания. Шнек 6 при вращении не только производит перемешивание компонентов смеси, но и выталкивает их вверх в зону лопастных рамок 7, являющуюся основной зоной перемешивания. Постоянное выталкивание перемешиваемых частиц из зоны шнека 6 вверх не позволяет компонентам с большим объемным весом под действием сил гравитации скапливаться в нижней части 2 бункера, т.е. предотвращается расфракционирование смеси при длительном перемешивании. Основное перемешивание компонентов происходит в цилиндрической части 1 бункера с помощью лопастных рамок 7 со стержнями 8. Стержни 8, перемещаясь внутри перемешиваемого материала, обволакиваются частицами волокнистого заполнителя, при этом увеличивается их сечение, но рациональный подбор количества и сечения стержней позволяет оптимизировать процесс перемешивания, не допуская вовлечения перемешиваемого материала во вращательное движение внутри бункера, минимизируя при этом энергозатраты. Вертикальные стержни 8 при перемещении внутри перемешиваемого материала создают позади себя разряженную зону, в которой под действием сил гравитации происходит вертикальное перемещение компонентов с наибольшим объемным весом, ускоряющее гомогенизацию смеси.
Таким образом, простая конструкция смесителя позволяет эффективно перемешивать материалы, имеющие в своем составе волокна, а также сыпучие материалы, имеющие существенно (на порядок) различный объемный вес и размеры, повысить качество смеси, сократить время перемешивания и энергозатраты.