Устройство для смешивания порошкообразных материалов

Полезная модель относится к устройствам для получения смесей пористых составов с использованием механических средств с приводом. Более конкретно, к устройствам для непрерывного смешивания порошков в неподвижных контейнерах с помощью мешалок, движущихся относительно вертикальной оси.
Заявляемое устройство может быть использовано для производства сульфата магния, где требуется добавление в него определенного количества одноводного сульфата магния для исключения гигроскопичности сульфата магния.
Известно Устройство для перемешивания, описанное в авторском свидетельстве СССР №1681930, заявка: 4703647/26, приоритет 08.06.1989, МПК: B01F 7/15; опубликовано: 07.10.91; авторы: Соломаха Г.П., Орлов В.А., Тарасова Т.А., Сидельникова И.И.
Устройство для перемешивания, содержащее цилиндрическую емкость, мешалку в виде закрепленных на валу смесительных элементов, размещенных внутри цилиндрических насадков, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена, смесительные элементы выполнены в виде винтообразных лопастей, при этом соседние лопасти имеют противоположное направление закрутки, а цилиндрические насадки снабжены участками в виде конусов, соединенных меньшими основаниями с ближайшими к валу отверстиями насадков.
Признаки аналога, которые совпадают с существенными признаками полезной модели - цилиндрическая емкость, мешалка в виде закрепленных на валу смесительных элементов.
Недостатком аналога является то, что применение такого устройства для перемешивания крайне затруднительно для смешивания сыпучих материалов, так как при вводе их через патрубки они не смогут эффективно взаимодействовать и перемешиваться друг с другом, потому что смесительные элементы не перекрывают сечение емкости и имеют не плоскую форму смешиваемые порошки будут просто падать на дно этой емкости.
Известен смеситель сыпучих материалов непрерывного действия, описанный в патенте РФ №2217305 С1; заявка: 2002108821/03, приоритет 05.04.2002; опубликовано: 27.11.2003; МПК: В28С 5/16 (2000.01); авторы: Зайцев А.И., Гончаров Г.М., Таршис М.Ю., Шестаков И.Е.
Смеситель сыпучих материалов непрерывного действия, содержащий цилиндрическую рабочую камеру с патрубками загрузки сыпучих компонентов и выгрузки продукта, вертикальный вал, к которому присоединены горизонтальные оси, связанные с конической зубчатой передачей, на которых установлены конические рабочие органы, отличающийся тем, что конические рабочие органы, повернутые вершиной к вертикальной оси, имеют на поверхности эластичные консольные стержни и установлены с возможностью прижатия к днищу камер.
Признаки аналога, которые совпадают с существенными признаками полезной модели - смеситель сыпучих материалов непрерывного действия содержит цилиндрическую рабочую камеру с патрубками загрузки сыпучих компонентов и выгрузки продукта, вертикальный вал и связанные с ним рабочие органы.
Недостатком данного смесителя является его сложность, наличие большого количества движущихся частей, недостаточная надежность работы при длительной эксплуатации оборудования.
В качестве прототипа был выбран смеситель, описанный в патенте РФ №2107618; заявка: 96108073/03, приоритет 22.04.1996; опубликовано: 27.03.1998; МПК: В28С 5/16; авторы: Бочкин B.C., Селяев В.П., Соломатов В.И. (RU).
Смеситель, содержащий корпус с загрузочным и выгрузочным отверстиями, отражательными перегородками, рабочий орган в виде вертикального вала с закрепленными на нем нижними и верхними лопастями, при этом нижние лопасти имеют отверстия, отличающийся тем, что нижние лопасти дополнительно имеют выпускные отверстия для выхода воздуха, каналами соединенные с полым валом и расположенные на стороне, противоположной той, которая воздействует на смесь.
Признаки прототипа, которые совпадают с существенными признаками полезной модели - смеситель, содержит корпус с загрузочным и выгрузочным отверстиями, рабочий орган в виде вертикального вала с закрепленными на нем лопастями.
Недостатком прототипа является то, что для применения в производстве сульфата магния требуется раздельная подача смешиваемых веществ в смеситель, сложность конструкции, наличие большого количества движущихся частей; возможность зарастания выходного патрубка, так как он ничем не очищается.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции смесителя, с одновременным исключением зарастания выходного патрубка.
Технический результат, достигаемый при решении этой задачи, заключается в уменьшении количества движущихся частей, а также в исключении зарастания выходного патрубка за счет установки на вал скребка жестко закрепленного на нем.
Технический результат достигается тем, что устройство для смешивания сыпучих материалов, содержащее корпус с загрузочным и выгрузочным отверстиями, рабочий орган в виде вертикального вала с закрепленными на нем лопастями, согласно полезной модели загрузочные отверстия снабжены патрубками, входящими в корпус до вертикального вала. Лопасти выполнены в виде диска, закрепленного на валу, на котором жестко установлен скребок, расположенный внутри выходного патрубка, соединенного с выгрузочным отверстием.
Совокупность существенных признаков позволяет уменьшить количество движущихся частей, а также исключить зарастание выходного патрубка за счет установки на вал скребка жестко закрепленного на нем.
Это позволяет решить задачу упрощения конструкции смесителя, с одновременным исключением зарастания выходного патрубка, и повышения надежности смесителя.
На фиг. 1 показан смеситель вид спереди.
На фиг. 2 показан смеситель, разрез А-А.
На фиг. 3 показан смеситель разрез Б-Б.
Как показано на фиг. 1, 2, 3 устройство для смешивания сыпучих материалов состоит из цилиндрической емкости 1, патрубков 2 и 3 загрузки материалов, патрубка 4 выгрузки смеси материалов, верхней крышки 5, привода 6, соединительной муфты 7, вала 8, муфты 9 диска, лопасти в виде диска 10, скребка 13.
По сравнению с прототипом, где в составе смесителя два ряда лопастей, в предлагаемом техническом решении лопасти представлены в виде диска 10. Это значительно упрощает конструкцию смесителя.
Для того, что бы исключить излишнее биение вала 8 при вращении его внутри цилиндрической емкости 1 вал 8 пропускают сквозь подшипниковый узел 12 в дополнительной промежуточной опоре 11. Вал 8 соединен с диском 10 посредством муфты 9. Привод 6 соединен с валом 8 через муфту 7. Патрубки 2 и 3 введены в цилиндрическую емкость 1 (фиг. 2, 3) максимально близко к вращающемуся валу 8.
Смеситель работает следующим образом.
При включении привода 6 на вал 8 через соединительную муфту 7 передается крутящий момент. Вал 8 через муфту 9 передает крутящий момент на диск 10. Диск 10 раскручивается до скорости вращения 100-300 об/мин. После этого через вводные патрубки 2 и 3 подают порошкообразные материалы, в рассматриваемом варианте исполнения сульфат магния и одноводный сульфат магния. Допустимо применение других материалов для смешивания. Материалы подают с регулируемой скоростью для получения соответствующей пропорции смеси. Патрубки 2 и 3 расположены на разных уровнях емкости 1 для лучшего перемешивания порошкообразных материалов.
Патрубки 2 и 3 введены в цилиндрическую емкость 1 (фиг. 1, 2) максимально близко к вращающемуся валу 8. Сделано это для того, что бы порошкообразные материалы выгружались из патрубков 2 и 3 на центральную часть вращающегося диска 10. Материал с меньшими гранулами подают через патрубок 2, а на него через патрубок 3 подают материал с более крупными гранулами для лучшего перемешивания.
Материалы из патрубков 2 и 3 попадают на поверхность вращающегося диска 10, и под действием центробежной силы начинают двигаться по поверхности диска 10, перемешиваясь друг с другом. Полученная смесь, под действием центробежных сил, достигает края диска 10, вылетает на цилиндрическую поверхность емкости 1, под действием силы тяжести падает вниз в конусную часть емкости 1 к патрубку 4, выходит через него за пределы емкости 1 и перемещается для расфасовки и упаковки. Для исключения зарастания патрубка 4 выгрузки выходящей смесью материалов на вал 8 жестко фиксируют скребок 13, который, вращаясь вместе с валом 8, обеспечивает гарантированный проход смеси материалов через патрубок 4.
По сравнению с прототипом, заявляемое устройство для смешивания сыпучих материалов имеет более простую конструкцию и способно дольше непрерывно работать, без остановки на очищение выходного патрубка.
Существенные признаки в совокупности позволяют уменьшить количество движущихся частей, заменив лопасти одним диском, а также исключить зарастание выходного патрубка за счет установки на вал скребка жестко закрепленного на нем.
Заявляемое устройство может быть использовано для производства сульфата магния, где требуется добавление в него определенного количества одноводного сульфата магния для исключения его гигроскопичности. Описанное устройство было реализовано описанным способом и из известных на сегодняшний день материалов. Проведенные испытания подтвердили его работоспособность, заявляемый здесь технический результат и решение поставленной задачи упрощения конструкции смесителя, с одновременным исключением зарастания выходного патрубка.