НАСАДКА ВРАЩАЮЩЕГОСЯ БАРАБАНА
MOUTH PIECE FOR REVOLVING DRUM

Изобретение относится к устройствам для смешения сыпучих материалов и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности для получения однородных смесей трудносмешиваемых сыпучих материалов различной дисперсности и плотности.
01
Известно устройство для перемешивания сыпучих материалов во вращающемся барабанном аппарате, состоящее из пересыпных полок и транспортирующих винтовых поверхностей (см. авторское свидетельство СССР №169500, кл. 12е, 4).
Недостаток устройства заключается в том, что эффективность его работы недостаточно высока при приготовлении смеси трудносмешиваемых компонентов, склонных к сегрегации, поскольку при смешении последних образуются сегрегированные потоки с различным временем пребывания в аппарате.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является насадка вращающегося барабана (см. В.Н.Долгунин, В.Я.Борщев, А.А.Уколов. Насадка вращающегося барабана. А.с. СССР №1326857, кл. F26B 11/04, 25/16), содержащая систему подъемных лопастей и неподвижно установленные в горизонтальной плоскости параллельными рядами симметрично относительно продольной оси барабана отклоняющие элементы, выполненные в виде воронок с наклонными течками, которые наклонены к торцам барабана.
Недостатком указанной насадки является одностороннее воздействие в каждом из рядов на сегрегированный поток сыпучего материала и, как следствие, усиление эффекта разделения к торцам барабана.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности и качества смешения при приготовлении смеси из компонентов, склонных к сегрегации, вследствие существенного различия частиц по размеру и плотности.
Указанная техническая задача достигается тем, что в насадке вращающегося барабана, содержащей систему подъемных лопастей и неподвижно установленные в горизонтальной плоскости параллельными рядами симметрично относительно продольной оси барабана отклоняющие элементы, выполненные в виде воронок с наклонными течками, которые наклонены к торцам барабана, течки соседних отклоняющих элементов в каждом из рядов и смежных элементов в параллельных рядах наклонены в противоположную сторону, а также тем, что на сопряженных кромках воронок параллельных рядов закреплена поворотная пластина для регулирования относительной величины потоков частиц.
На фиг.1 показан барабанный смеситель с предлагаемой насадкой, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Смеситель содержит вращающийся барабан 1 с периферийной подъемной Г-образной насадкой 2, загрузочную камеру 3 с патрубком 4 для ввода компонентов смеси, разгрузочную камеру 5 с патрубком 6 для вывода готовой смеси. В барабане, симметрично его оси, неподвижно установлены два ряда отклоняющих элементов 7, выполненных в виде воронок с наклонными течками. Течки соседних воронок в каждом ряду наклонены к противоположным торцам барабана, как и течки смежных воронок параллельных рядов. На сопряженных кромках воронок параллельных рядов закреплена поворотная пластина 8.
Барабанный смеситель работает следующим образом.
При вращении барабана 1 подъемные лопасти 2 создают завесу из падающих частиц смеси, подаваемой через патрубок 4. Материал, попадая в завал, который образуется над лопастями, в результате протекающего в нем процесса сегрегации распределяется следующим образом: наиболее крупные и менее плотные частицы всплывают на поверхность завала, а мелкие и более плотные частицы погружаются к его ядру. Таким образом, подъемные лопасти заполняются первоначально крупными и менее плотными, а затем более мелкими и плотными частицами. В результате этого с поднимающихся лопастей 2 на отклоняющие элементы 7 ссыпается преимущественно мелкая и более плотная фракция смеси, которая перемещается в сторону наклона течек отклоняющих элементов. Аналогичный процесс протекает в области опускания лопастей, где завеса состоит преимущественно из крупной и менее плотной фракции. Вследствие противоположного наклона течек соседних отклоняющих элементов в каждом из рядов и смежных элементов в параллельных рядах происходит интенсивное перемешивание материала вдоль оси барабана. Барабан наклонен под некоторым углом в сторону разгрузки и поэтому смесь постепенно перемещается к разгрузочной камере 5, где она выгружается через патрубок 6. Соотношение потоков частиц, попадающих в отклоняющие элементы в подъемной и опускной частях барабана, регулируется путем поворота пластины 8.
В отсутствие конструктивных элементов предлагаемого технического решения при совместном движении компонентов к выходу из барабана происходит их некоторое продольное смешение. Однако при вращении барабана в завале под действием сегрегации происходит разделение материала по плотности и размеру частиц, что является причиной неравнозначного воздействия на них элементов конструкции устройства и, как следствие, различного времени пребывания компонентов в барабане и слабого продольного перемешивания и низкого качества смеси.
Устанавливать отклоняющие элементы целесообразно в непосредственной близости от лопастей, поскольку указанные области характеризуются наивысшей плотностью потока падающих частиц (см. Картошкин А.Д., Шаповалова О.Г., Киприянов Ю.И. Получение минеральных удобрений в барабанах грануляторах-сушилках. Хим. пром., 1979, №1, с.40-43). Ширина элементов может быть равна в пределе радиусу барабана за вычетом высоты подъемных лопастей.
Угол наклона течек отклоняющих элементов должен быть, очевидно, больше угла трения материала о поверхность элементов. Выбор длины отклоняющих элементов должен осуществляться из следующих соображений.
Поскольку интенсивность продольного перемешивания по длине насадочной части без большой погрешности можно принять постоянной, то весь аппарат или часть его можно представить в соответствии с ячеечной моделью как определенное число последовательно соединенных ячеек идеального перемешивания (см. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973. - 752 с.).
В таком случае каждой ячейке будет соответствовать часть аппарата определенной длины. Из приведенной идеальной модели следует, что на участке барабана, соответствующем по длине одной ячейке, продольное перемешивание будет полностью компенсировать эффект сепарации. Эффективность продольного перемешивания будет увеличиваться с увеличением длины ячейки идеального перемешивания. Отсюда следует, что длина отклоняющих элементов ограничивается исключительно расстоянием от оси барабана до засыпки материала в нем.
ПРИМЕР. В барабанном смесителе минеральных удобрений диаметром 0,3 м и длиной 1,25 м, имеющем на всей длине Г-образные лопасти высотой 0,03 м, в приосевой зоне горизонтально, симметрично оси корпуса установлены 2 ряда отклоняющих элементов, выполненных в виде воронок с течками, наклоненными под углом 40° к горизонту (угол трения материала о поверхность лотка равен 32°) в направлении к торцам барабана. Причем течки соседних отклоняющих элементов в каждом из рядов и смежных элементов в параллельных рядах наклонены в противоположную сторону. В каждом ряду установлено по 8 отклоняющих элементов - воронок, имеющих приемную горловину размером 0,115×0,15 м. На сопряженных сторонах воронок параллельных рядов закреплена поворотная пластина длиной 1,2 м и шириной 0,115 м.
Предлагаемая насадка, позволяет использовать эффект разделения частиц по размерам и плотности, наблюдаемый в завесе падающих частиц во вращающемся барабане с подъемными лопастями, для организации процесса приготовления смеси трудносмешиваемых сыпучих материалов склонных к сегрегации. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство отличается более высокими показателями надежности и качества смешения, что улучшает технико-экономические показатели функционирования оборудования.