РОТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ
ROTARY MIXER

Изобретение относится к смесителям для приготовления смесей из сыпучих и жидких материалов в химической технологии, производстве строительных материалов, склонных к быстрому разделению компонентов смеси в статических условиях.
Известен смеситель (Авторское свидетельство СССР №331810, 1972), состоящий из опорных элементов, между которыми в подшипниках установлена цилиндрическая капсула, с возможностью вращения, полые полуоси капсул соединены ее с внутренним объемом и закреплены на торцевых основаниях капсулы. Ось симметрии капсулы наклонена к оси ее вращения под углом 5-30 градусов, кроме того, ось вращения капсулы наклонена к горизонту под углом 25-55 градусов.
Основным недостатком смесителя, применительно к производству материалов, склонных к быстрому разделению, является то, что данный смеситель, являясь аппаратом непрерывного действия, требует постоянной циркуляции смеси через его смесительный орган в замкнутом режиме.
Известен смеситель сыпучих материалов (Авторское свидетельство СССР №1007715, 1983), состоящий из опорных элементов, между которыми в подшипниках установлена цилиндрическая капсула, с возможностью вращения, полые полуоси капсулы соединены с ее внутренним объемом, закреплены на торцевых основаниях капсулы и наклонены к оси материальной симметрии капсулы.
Основным недостатком смесителя, применительно к производству материалов, склонных к быстрому разделению, является то, что данный смеситель имеет всего одну цилиндрическую капсулу. Это будет сдерживать подготовку следующей порции смеси, особенно это важно, если другая порция смеси будет отличаться по рецептуре.
Наиболее близким по конструктивному исполнению к предлагаемому изобретению является ротационный смеситель (Авторское свидетельство СССР №1572687, 1990), прототип, содержащий вращающийся вал с закрепленными на нем опорными элементами, между которыми в подшипниках установлены полые цилиндрические капсулы с возможностью вращения независимо от вращения вала.
К основным недостаткам конструкции ротационного смесителя, применительно к производству материалов, склонных к быстрому разделению, следует отнести то, что практически трудно обеспечить  снятие и установку в смеситель только одной капсулы; опорожнение капсул от смеси без их снятия с опорных элементов; эффективное перемешивание сыпучих и жидких материалов в горизонтально установленных капсулах; различные условия перемешивания материалов в каждой отдельной капсуле. Это обусловлено тем, что снятие и установка капсул осуществляется путем осевого перемещения одного из ее опорных элементов; длина образующей цилиндрической капсулы значительно больше ее диаметра, а торцевые основания капсул выполнены коническими; только переносные и кориолисовы силы инерции не обеспечат достаточное осевое и радиальное перемешивание материалов; приводы относительного вращательного движения капсул не являются независимыми друг от друга.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, интенсификация процессов перемешивания сыпучих и жидких материалов, особенно склонных к быстрому разделению компонентов смеси в статических условиях.
Указанная задача достигается тем, что опорные элементы жестко соединены с валом, полуоси закреплены на торцевых основаниях цилиндрических капсул и наклонены к осям материальной симметрии капсул под углом 18 градусов, полуоси соединены с одной стороны капсул с независимыми друг от друга реверсивными электрическими приводами вращательного движения, с другой стороны приводами поступательного движения для установки капсул в опорных элементах симметрично друг к другу, отношение длины образующей капсул к диаметру их торцевого основания составляет 1 к 1,5.
На фиг.1 изображен продольный разрез ротационного смесителя.
Ротационный смеситель содержит стойки 1, на которых в подшипниковых узлах 2 установлен горизонтальный вал 3, имеющий электрический привод вращательного движения 4. К валу 3 жестко присоединены опорные элементы 5 и 6, на периферии которых установлены подшипники 7, независимые между собой реверсивные электрические приводы вращательного движения 8 и поступательного движения 9. На торцевых основаниях капсул 10, 11 соосно установлены горизонтальные полуоси 12, которые с помощью разъемных соединений (клиновых или шлицевых) 13 связаны с приводами 8, 9. Ось материальной симметрии составляет с осью вращения капсул угол, равный 18 градусов. Отношение длины образующей цилиндрических капсул к диаметру их торцевого основания составляет 1 к 1,5. Патрубки 14 служат для загрузки (выгрузки) сыпучих и жидких материалов в капсулы.
Ротационный смеситель работает следующим образом.
Подлежащие переработке сыпучие и жидкие материалы через патрубки 14 загружаются внутрь капсул 10, 11. Для выполнения этой операции капсулы с помощью приводов вращательного движения 4, 8 ориентируются таким образом, чтобы горловины патрубков были направлены вверх. Затем включаются приводы вращательного движения 4, 8 вала 3 и капсул 10, 11. При этом угловые скорости вращения вала и капсул устанавливаются таким образом, чтобы создать рациональные режимы смешения материалов внутри каждой капсулы. По окончании процесса смешения смесь либо выгружается из одной или нескольких капсул через патрубки 14 (при их ориентации в нижнем положении), либо угловые скорости вращения вала и капсул уменьшаются до необходимого режима перемешивания, при котором разделения компонентов смеси не происходит, то есть устанавливается режим ожидания.
Ротационный смеситель может обеспечить автономные режимы загрузки, выгрузки, смешения сыпучих и жидких материалов в каждой капсуле.
Указанные преимущества предлагаемого ротационного смесителя по сравнению с известными обеспечиваются новой совокупностью конструктивных элементов.
Жесткое соединение опорных элементов с валом и использование независимых друг от друга реверсивных электрических приводов поступательного движения обеспечивает автономную установку и снятие каждой капсулы, а также опорожнение капсул от смеси без их снятия с опорных элементов.
Использование в смесителе капсул с соотношением ее диаметра к высоте 1 к 1,5 и полуосей, развернутых вокруг центра масс капсул на 18 градусов относительно осей материальной симметрии, значительно повышает эффективность процесса смешения по всему объему капсул.
Применение автономных реверсивных электрических приводов вращательного движения для обеспечения заданного относительного вращения капсул позволяет создать рациональные режимы перемешивания материалов в каждой капсуле.