Результат интеллектуальной деятельности: Центробежный смеситель сыпучих материалов

Предлагаемое изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Известен агрегат для смешения сыпучих материалов [Патент РФ №2449829]. Агрегат содержит дозаторы, связанные с дозаторами устройства загрузки, устройство выгрузки, неподвижный корпус. В корпусе расположен конический отбойный элемент и приводной полый вал с конической насадкой и конической камерой, снабженной распылительными каналами, чередующимися в ее окружном направлении.

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции и невысокое качество смешения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является центробежный смеситель сыпучих материалов [Патент РФ №2553865], содержащий дозаторы, устройство выгрузки, неподвижный корпус, во внутреннем объеме которого установлена приводная распылительная насадка, имеющая соосные камеры, каждая из которых снабжена радиальными каналами, радиальные каналы имеют в сечении прямоугольную форму и разделены вертикальной перегородкой, в центральной части корпуса, в зоне и коаксиально распылительной насадке, размещено подсоединенное к корпусу приемное устройство, состоящее из набора конгруэнтных направляющих элементов, причем расстояния между направляющими элементами выполнены переменными и возрастающими по обе стороны от горизонтальной оси радиальных каналов, а устройство выгрузки, представляющее собой кольцевую емкость, размещено под приемным устройством в нижней части корпуса.

К недостаткам данного устройства следует отнести невысокое качество смешения, вызванное неодинаковыми количествами смешиваемых материалов, находящихся в полостях между конгруэнтными направляющими элементами, что приводит к возникновению неоднородности смеси, требует ее усреднения, а также возможность засорения зазоров между конгруэнтными направляющими частицами перерабатываемых материалов, особенно в центральной части приемного устройства, где расстояния между ними минимальные.

Задача изобретения - создание центробежного смесителя сыпучих материалов, имеющего высокое качество смешения и предотвращающего налипание частиц на рабочие органы и засорения приемного устройства..

Поставленная задача достигается тем, что в центробежном смесителе сыпучих материалов, содержащем неподвижный корпус, дозаторы, устройство выгрузки, представляющее собой кольцевую емкость, размещенную под приемным устройством в нижней части корпуса, во внутреннем объеме корпуса установлена приводная распылительная насадка, имеющая соосные камеры, каждая из которых снабжена радиальными каналами, радиальные каналы имеют в сечении прямоугольную форму и разделены вертикальной перегородкой, в центральной части корпуса, коаксиально распылительной насадке, размещено подсоединенное к корпусу приемное устройство, состоящее из набора конгруэнтных направляющих элементов, приемное устройство, состоящее из набора конгруэнтных направляющих элементов, подсоединено к корпусу с возможностью вертикального перемещения, для чего к верхней части внешнего конгруэнтного элемента крепится устройство перемещения, а к его боковой поверхности присоединены направляющие пластины, контактирующие с держателями, установленными кольцевыми рядами на внутренней поверхности корпуса.

На фиг. 1 изображена схема центробежного смесителя сыпучих материалов.

На фиг. 2 представлено сечение А-А.

На фиг. 3 приведен вид сверху.

Центробежный смеситель сыпучих материалов содержит неподвижный корпус 1, дозаторы 2. Во внутреннем объеме корпуса установлена приводная распылительная насадка 3, состоящая из соосных камер. Каждая соосная камера снабжена радиальными каналами, 4 и 5. Привод распылительной насадки 3 осуществляется от электродвигателя 6. В центральной части корпуса 1, размещено приемное устройство 7, состоящее из набора конгруэнтных направляющих элементов 8. Под приемным устройством размещено устройство выгрузки 9.

Для повышения качества перемешивания в предлагаемом смесителе приемное устройство, состоящее из набора конгруэнтных направляющих элементов, подсоединено к корпусу 1 с возможностью вертикального перемещения. Это позволит организовать захват смеси приемным устройством (зазорами между соседними конгруэнтными направляющими пластинами) из разных участков потока, отличающихся по объемной плотности, повысить эффективность смешения и обеспечить усреднение смеси. Для реализации вертикального перемещения к верхней части внешнего конгруэнтного элемента 8 крепится устройство перемещения 10, а к боковой поверхности данного конгруэнтного элемента присоединены направляющие пластины 11, контактирующие с держателями 12, установленными кольцевыми рядами на внутренней поверхности корпуса 1. Устройство перемещения 10 может быть выполнено в виде электромагнита или кулачкового механизма.

Центробежный смеситель сыпучих материалов работает следующим образом.

Подлежащие смешению сыпучие компоненты поступают из дозаторов 2 в соосные камеры распылительной насадки 3. При вращении насадки под действием центробежных сил смешиваемые материалы поступают в радиальные каналы 4 и 5, движутся по ним и распыляются. Такая организация движения обеспечивает раздельное распыление смешиваемых материалов.

За счет того, что радиальные каналы имеют в сечении прямоугольную форму и разделены вертикальной перегородкой, получаемые на выходе дисперсные потоки имеют одинаковую ширину и близкие углы раскрытия, что необходимо для получения однородной смеси.

При движении за насадкой в разреженных потоках происходит проникновение потока частиц одного из материалов в другой. На некотором расстоянии от насадки будет иметь место полное перекрытие потоков. В этой зоне наблюдается практически одинаковое соотношение концентраций частиц смешиваемых материалов по сечению потоков. Далее с увеличением расстояния от насадки полное перекрытие нарушается.

В области полного перекрытия потоков установлено приемное устройство 7, обеспечивающее отбор смеси и ее перемещение без разделения в устройство выгрузки 9. Принцип действия приемного устройства основан на безударном послойном отборе сформированной смеси и раздельном перемещении отобранных порций в устройство выгрузки.

В связи с тем, что концентрация частиц в сечении потока распределена неравномерно, приемное устройство, состоящее из набора конгруэнтных направляющих элементов, подсоединено к корпусу 1 с возможностью вертикального перемещения. При таком движении в разные моменты времени в зазоры между соседними конгруэнтными направляющими пластинами будут попадать частицы смешиваемых материалов из разных участков потока, отличающихся по объемной плотности и скоростям движения. То есть, смешение будет дополнительно проходить при захвате частиц из потока (при движении приемного устройства) и движении смеси в зазорах, где частицы, имеющие неодинаковые скорости будут сталкиваться с поверхностями конгруэнтных направляющих элементов, а также друг с другом в ограниченном объеме и предотвращать образование застойных зон и формирования агломератов. Это также приводит к усреднению смеси, что повышает ее качество.

Такое многостадийное перемешивание, происходящее при наложении дисперсных потоков с близкими распределениями объемной плотности, захвате смеси разными участками приемного устройства (зазорами), движении в зазорах позволит повысить эффективность смешения и обеспечить усреднение смеси.

Вертикальное движение приемного устройства, состоящего из набора конгруэнтных направляющих элементов осуществляется от прикрепленного к верхней части внешнего конгруэнтного элемента устройства перемещения Вертикальное перемещение также позволяет предотвратить налипание частиц на поверхностях (за счет сил инерции при сменах направления движения) и предотвратить засорение приемного устройства.

Благодаря тому, что к боковой поверхности внешнего конгруэнтного элемента присоединены направляющие пластины 11, контактирующие с держателями 12, установленными кольцевыми рядами на внутренней поверхности корпуса 1 удается обеспечить движение без перекосов и предотвратить засорение, то есть скопление материала в зазорах между направляющими пластинами 11 и держателями 12. Размещение держателей кольцевыми рядами позволяет организовать продувку зазоров потоками воздуха от вращающихся элементов.

Устройство выгрузки 9 представляет собой кольцевую емкость, размещенную под приемным устройством в нижней части корпуса, позволяющей обеспечить сбор смеси из приемного устройства.

Предлагаемый центробежный смеситель сыпучих материалов позволяет при малых энергозатратах и сравнительно небольших габаритах обеспечить хорошее смешение сыпучих сред и предотвращать налипание частиц на рабочие органы.