УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR MIXING OF GRANULATED MATERIALS

Изобретение относится к технике смешивания сыпучих материалов и может быть применено в сельскохозяйственном производстве, например, для приготовления биокомпостов из органических отходов животноводства и птицеводства, в производстве строительных материалов и в других отраслях, где требуется смешивание сыпучих разнородных материалов с разными влажностями и в различных пропорциях.
Известно устройство для смешивания сыпучих материалов, содержащее расходные бункеры, расположенные один напротив другого и смонтированные с возможностью горизонтального перемещения каждого бункера, распределительные устройства, выполненные в виде наклонных лопастей, установленных с возможностью независимых углового и линейного перемещения, а также приемную емкость для готовой смеси и приводную систему (SU №1414436 А1, 07.08.1988 г.).
Известно устройство для смешивания сыпучих материалов, содержащее расходные бункеры, расположенные один против другого и смонтированные с возможностью перемещения относительно друг друга, распределительные устройства, выполненные в виде пакета наклонных пластин, установленных с возможностью изменения угла наклона, приемную емкость готовой смеси и приводную систему (RU №2246981 С2, 04.11.2002 г.).
Недостатками указанных устройств являются, во-первых, высокая энергоемкость, связанная с наличием большого количества подвижных конструктивных элементов, требующих потребления дополнительной электроэнергии, во-вторых, низкая производительность устройств, обусловленная неизбежными поломками пластин при попадании в них посторонних предметов в любом из компонентов смеси, поскольку допустим эффект защемления или заклинивания. Кроме того, устройства не позволяют управлять геометрией вееров смешивающихся материалов.
Техническим решением, наиболее близким к заявляемому объекту, является устройство для смешивания сыпучих материалов, содержащее две загрузочные емкости, рабочий орган для перемешивания, выгрузной элемент и привод, при этом рабочий орган для перемешивания выполнен в виде двух вертикально установленных ленточных транспортеров, между которыми последовательно установлены два лопастных барабана, взаимодействующие с транспортерами, причем каждый транспортер устройства имеет демпфирующую плиту, а между лопастными барабанами установлена направляющая плита, позволяющая направлять смешиваемые материалы с первого на второй барабаны (RU №2146965, 15.03.1999 г.).
Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает смешивание материалов с весовым дозированием и регулированием потока компонентов смеси, что приводит к снижению эффективности смешивания сыпучих материалов, значительно отличающихся массовыми соотношениями. Кроме того, устройство не позволяет получить из исходных материалов однородную сыпучую смесь с заданной влажностью.
Техническими задачами настоящего изобретения являются создание устройства, которое обеспечит:
- смешивание материалов с весовым дозированием компонентов смеси;
- возможность регулирования потока смешиваемых материалов;
- повышение эффективности смешивания сыпучих материалов, значительно отличающихся массовыми соотношениями;
- получение из исходных материалов однородной сыпучей смеси с заданной влажностью.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности смешивания сыпучих материалов и качества полученной сыпучей смеси, а также в повышении надежности, долговечности устройства и безопасности его использования.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для смешивания сыпучих материалов содержит две загрузочные емкости, рабочий орган для перемешивания, выгрузной элемент и привод, при этом рабочий орган для перемешивания представляет собой два корпуса, с размещенным в каждом из них шнеком, установленные под наклоном навстречу друг другу и смонтированные на единой раме, опирающейся на весовые опоры, причем нижний конец каждого корпуса установлен под одной из загрузочных емкостей, а верхний конец каждого корпуса установлен над другой загрузочной емкостью, при этом угол наклона каждого корпуса равен 2ρ, где ρ - угол трения материала с меньшим коэффициентом трения скольжения о шнек.
Все указанные признаки устройства для смешивания сыпучих материалов взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
На чертеже схематично представлено устройство для смешивания сыпучих материалов.
Устройство для смешивания сыпучих материалов содержит две загрузочные емкости 1 и 2, рабочий орган для перемешивания, который представляет собой два корпуса 3 и 4, с размещенным в каждом из них шнеком 5 и 6, установленные под наклоном навстречу друг другу и смонтированные на единой раме 7, опирающейся на весовые опоры 8 и 9, причем нижний конец каждого корпуса установлен под одной из загрузочных емкостей, а верхний конец каждого корпуса установлен над другой загрузочной емкостью, при этом угол наклона каждого корпуса равен 2ρ, где ρ - угол трения материала с меньшим коэффициентом трения скольжения о шнек. Устройство также содержит выгрузной элемент 10 и привод 11 и 12.
Устройство работает следующим образом.
В зависимости от дальнейшего использования полученной смеси, заполнять загрузочные емкости 1 и 2 смешиваемыми материалами можно одновременно или по мере опорожнения каждой из емкостей.
После загрузки емкостей 1 и 2 производят взвешивание материалов, которое осуществляют посредством весовых опор 8 и 9.
Поскольку нижний конец каждого наклонного корпуса 3 и 4, имеющего внутри шнек 5 и 6, установлен под одной из загрузочных емкостей 1 и 2, материал из емкости 1 поступает в корпус 4, а из емкости 2 - в корпус 3.
В устройстве, при угле наклона каждого корпуса равного 2ρ, где ρ - угол трения материала с меньшим коэффициентом трения скольжения, имеет место снижение функции транспортирования каждого шнека и увеличение их способности перемешивания материалов, загружаемых в корпусы 3 и 4. Степень перемешивания при заданном угле наклона каждого корпуса, влажности и структуры смеси, зависит только от длины транспортировки материала по корпусам и, следовательно, поддается регулированию.
Смешиваемый материал в каждом корпусе 3 и 4, распределяется таким образом, что часть его, находящаяся ближе к оси шнека 5 и 6, транспортируется последним к верхнему концу корпуса и ссыпается в другую загрузочную емкость: из корпуса 3 в емкость 1, а из корпуса 4 в емкость 2, а часть материала, находящаяся ближе к периферии шнека 5 и 6, пересыпается вниз по шнеку 5 и 6. Если по мере опорожнения емкости 1 в нее загрузить второй компонент смеси, то он распределится по длине корпуса 4 аналогичным образом. То же самое происходит и в корпусе 3 при поступлении в него второго материала, загружаемого (по мере опорожнения) в емкость 2.
Перемешивание компонентов смеси происходит как при пересыпании их вниз вдоль шнека 5 и 6, так и за счет послойной укладки смешиваемых материалов в загрузочных емкостях 1 и 2. Два наклонных корпуса 3 и 4 со шнеком 5 и 6 соответственно в каждом корпусе, направленные навстречу друг к другу под определенным углом наклона, работают по замкнутому контуру, что позволяет осуществить любое количество прогонов компонентов. Степень эффективности смешивания материалов при заданной длине корпусов 3 и 4 зависит только от числа прогонов смеси по кругу.
Совокупность всех признаков предложенного устройства обеспечивает получение из исходных материалов однородной сыпучей смеси с заданным показателем влажности, что очень важно, например, для проведения эффективного процесса сбраживания смеси в аэробных реакторах.
Контроль за процессом смешивания в устройстве возможен как визуальный, так и инструментальный. Готовую смесь через выгрузной элемент 10 направляют по целевому назначению. Оба корпуса 3 и 4 устройства для смешивания сыпучих материалов работают от привода 11 и 12 соответственно.