Центробежный смеситель

Полезная модель предназначена для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов с последующим их разбавлением при соотношении между некоторыми из них по массе менее 1:100 с добавлением небольшого количества жидкости и может использоваться в сельском хозяйстве, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Центробежный смеситель состоит из вертикального цилиндрического корпуса, состоящего из трех секций, крышки с загрузочным патрубком "труба - в трубе" для сыпучих компонентов и жидкости, загрузочных и выгрузной горловин, привода. На валу закреплены три вращающихся диска с установленными на них неподвижными криволинейными рабочими органами в виде циклоиды и ограниченными кожухами в виде цилиндрической ленты. Использование в рабочем органе перепускных окон и приливов позволяет создать опережающие потоки при криволинейном и поступательном движении компонентов смеси. Процесс разбавления смеси достигается за счет того, что через загрузочные горловины поступает исходный компонент на второй и третий вращающиеся диски, в которых происходит наложение смеси, сошедшей с верхнего диска. Конструкция смесителя способствует увеличению интенсивности осуществления процесса и улучшению качества получаемой смеси.
Известен смеситель [1], содержащий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный крышкой с загрузочными патрубками и патрубком подачи жидкой фазы; днище с разгрузочным патрубком, приемно-распределительное устройство, расположенное между обечайками корпуса, вал, на котором закреплены диск для распыления жидкой фазы и ротор в виде диска с концентрично установленными на нем полыми усеченными конусами меньшими основаниями вниз, разгрузочные лопасти. Исходные компоненты подвергаются предварительному смешиванию в приемно-распределительном устройстве под воздействием на материалы вращающихся лопастей, а окончательному - во внутреннем и внешнем конусе ротора.
В качестве недостатков следует отметить, что вращающиеся лопасти в приемно-распределительном устройстве и разгрузочные лопасти, установленные на днище смесителя, в большей мере выполняют функцию транспортирования компонентов, чем смешивания. Использование конструкции распыления жидкой фазы с помощью вращающегося диска не позволяет эффективно вносить малые количества жидкости в вносимую смесь.
Известно устройство [2] для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов с последующим их разбавлением, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, загрузочные и разгрузочные патрубки, приемно-направляющие устройства, диспергирующие лопасти, приводной полый вал с окнами, на котором закреплены один над другим роторы, выполненные в виде диска с концентрично установленными на нем полыми усеченными конусами, у которых высота и угол наклона образующей к основанию увеличиваются от центральной части к периферии. Процесс разбавления в данном аппарате осуществляется за счет того, что через приводной вал поступает исходный компонент на диск нижнего ротора, в котором и происходит наложение смеси, сошедшей с верхнего ротора, на вновь поступивший компонент. Для создания дополнительных пересекающихся потоков над верхними кромками конусов предусмотрены отражатели в виде сплошных колец и колец с отверстиями.
В качестве недостатков данного устройства следует отметить невозможность регулирования процесса смешивания при использовании различных по гранулометрическому составу компонентов, что приводит к неравномерному распределению материала в готовой смеси. Данное устройство не позволяет эффективно смешивать увлажненные компоненты или получать смеси с добавлением жидкости.
Цель изобретения - интенсификация процесса смешивания смесей сыпучих материалов с последующим их разбавлением и добавлением небольшого количества жидкости, устранение появления конгломератов, образующихся при вводе жидкости в сыпучие материалы, повышение качества многокомпонентной смеси. Достижение поставленной цели осуществляется за счет предварительного смачивания компонента смеси и их смешивания на первом диске, создание опережающих потоков при криволинейном и поступательном движении компонентов за счет наличия в криволинейном рабочем органе перепускных окон и приливов, разбавление смеси посредством поступления из загрузочной горловины исходных компонентов на второй и третий вращающиеся диски, в которых происходит наложение смеси, сошедшей с верхнего диска, увеличения продолжительности пути движения по рабочей зоне горизонтального диска с одновременным изменением положения компонентов при их движении.
На фиг. 1 представлен общий вид центробежного смесителя непрерывного действия с указанием направления движения смеси в устройстве; на фиг. 2 показана схема распределения входного потока по поверхности верхнего диска относительно перепускных окон и приливов криволинейного рабочего органа, приливов на внутренней поверхности кожуха.
Смеситель состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, закрепленного на раме 2, крышки 3 с загрузочным патрубком 4, 5, 6, выгрузным патрубком 7, смесепроводами 8, 9. Загрузочный патрубок 4 является одновременно загрузочным патрубком для компонентов и жидкости. В нижней части корпуса 1 в подшипниковом узле 10 закреплен вал 11. На валу 11 установлены три горизонтальных диска 12, в верхней части которых размещены неподвижные криволинейные рабочие органы 13, идущие от центра к перефирии с перепускными окнами 14 и приливами 15, кожухи в виде цилиндрической ленты 16 с размещенными на внутренней поверхности приливами 15. Вал 11 приводится во вращение с помощью ременной передачи 17 от электродвигателя 18.
Смеситель работает следующим образом.
Сыпучий компонент предварительно смачивается жидкостью в загрузочном патрубке 4 и попадает на вращающийся горизонтальный диск 12. За счет центробежных сил он отбрасывается к внутренней поверхности рабочего органа 13, разрыхляется и, попадая в зону перепускных окон 14, компонент транспортируется на следующий виток рабочего органа 13. Рабочий орган в форме циклоиды 13 способствует изменению положения смеси и их продвижению. Попадая на приливы 15, компоненты приобретают вращательно-поступательное движение от центра к периферии. Наличие приливов 15 на внутренней и внешней стороне рабочего органа 13 способствует сложному движению компонентов в пределах ширины боковин рабочего органа. Двигаясь по циклоиде относительно горизонтального диска 12, а также вступая в контакт с приливами 15, поверхность смеси равномерно подвергается интенсивному механическому воздействию. Приливы 15 на внутренней поверхности кожуха 16 способствуют дополнительному перемещению компонентов смеси.
Смесь под действием центробежной силы выталкивается через окно 19 в смесепровод 9. Процесс разбавление смеси достигается за счет того, что через загрузочные горловины 5 и 6 поступает исходный компонент на второй и третий вращающиеся диски, в которых происходит наложение смеси, сошедшей с верхнего диска.
Использование предлагаемой конструкции для смешивания сыпучих материалов и жидких сред с разбавлением смеси обеспечивает расширение сферы применения смесителя для различной структуры компонентов смеси, содержащих как высоковязкие жидкие компоненты, так и высокодисперсные сыпучие материалы, повышение однородности смеси вследствие интенсивного смешивания компонентов, а также увеличение его производительности.
Источники информации
1. Патент RU 2191063 С1, B01F 7/26, 2002.
2. Патент RU 2207901 С2, B01F 7/26, В28С 5/16, 2003.