Результат интеллектуальной деятельности: Смеситель

Изобретение относится к смесительным устройствам и может быть использовано для приготовления смесей.

Известен центробежный смеситель (патент RU №2505349, B01F 7/18, опубл. 27.01.2014), содержащий цилиндрический корпус с основанием, приводной вал с цапфой и закрепленными на ней криволинейными лопастями, содержащий две криволинейные отражательные лопасти, закрепленные симметрично на цапфе и обращенные выпуклой поверхностью по направлению вращения приводного вала и две криволинейные подрезающие лопасти, закрепленные симметрично на торцах кронштейна, осевая линия которого расположена перпендикулярно горизонтальной осевой линии расположения отражательных лопастей, а подрезающие лопасти образуют своей выпуклой поверхностью острый угол с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса смесителя, при этом ближняя к оси вращения кромка подрезающей лопасти и дальняя от оси вращения кромка отражательной лопасти совершают свое движение вокруг оси вращения по окружности с одинаковым радиусом. Центробежный смеситель дополнительно содержит на приводном валу цапфу с двумя отражательными лопастями, установленными перпендикулярно по отношению к основным отражательным лопастям. Высота отражательных и подрезающих лопастей составляет 20% от высоты внутренней образующей цилиндрического корпуса смесителя.

Основными недостатками этого устройства являются сложность конструкции и низкая эффективность смешивания, обусловленная вовлечением в процесс смешивания единовременно лишь нижнего слоя смеси, интенсифицируя смешивание частиц лишь в малых объемах, что ведет к сегрегации смеси и повышению времени смешивания.

Известен смеситель (а. с. СССР №1664384 МКИ B01F 7/16, Б.И. №27 23.07.91), содержащий емкость, в которой размещен вращающийся вертикальный вал с двумя ярусами лопаток и отражатель, расположенный между лопатками и закрепленный на торцах лопаток верхнего яруса, которые установлены под углом к горизонтальной плоскости. Отражатель выполнен в виде втулки, выступающей над лопатками верхнего яруса на величину не менее 0,01 ее длины, при этом лопатки нижнего яруса с противоположным наклоном относительно горизонтальной плоскости, а участок вала между лопатками выполнен с расширяющимся вниз поперечным сечением.

Недостатками устройства являются сложность конструкции, возможность сегрегации в результате малой вовлеченности материала в процесс смешивания, нежелательное измельчение и возникновение пыления материала при интенсивном истирании частиц.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является коническо-цилиндрический аппарат для перемешивания суспензий (патент RU №2163838, B01F 7/16, опубл. 10.03.2001) содержащий корпус с цилиндрической и конической частями, привод и центральный вал. Аппарат в конической его части снабжен трубой, установленной коаксиально центральному валу и скрепленной с ним и имеющей в верхней части наружные и внутренние лопасти, при этом углы атаки наружных и внутренних лопастей имеют противоположное направление.

Недостатки этого устройства обусловлены сложностью конструкции, большой продолжительностью смешивания, сегрегацией материала в результате малой циркуляции между конической и цилиндрической частями корпуса.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности смешивания, получение высококачественных смесей путем исключения застойных зон при обеспечении простоты конструкции.

Техническая задача решается за счет того, что в смесителе, содержащем корпус с цилиндрической частью, привод, вал, на котором жестко крепится мешалка, согласно изобретению, верхняя и нижняя части корпуса выполнены в виде усеченного конуса, составная лопастная мешалка, установленная на дне корпуса, ответна внутренней поверхности усеченного конуса и установлена с возможностью ее вращения на валу, в средней части которого жестко закреплена через ступицу вторая мешалка, выполненная в виде двух одинаковых лопастей, на расстоянии 1/3 их длины от вала шарнирно установлены рычаги одинаковой длины, противоположные концы которых шарнирно закреплены на втулке, с возможностью ее перемещения по валу, при этом между ступицей и втулкой размещена пружина сжатия, в верхней части усеченного конуса корпуса выполнено отверстие, в котором закреплен загрузочный патрубок с датчиком влажности загружаемого материала внутри.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами:

На фиг. 1 – схематично изображен смеситель; на фиг. 2 – схема движения смешиваемого материала в смесителе; на фиг. 3 – схематично изображено расположение лопастей составной лопастной мешалки (разрез А-А).

Смеситель, содержащий корпус с цилиндрической частью 1, привод 2, вал 3, на котором жестко крепится мешалка 4. Верхняя и нижняя части цилиндрического корпуса 1 выполнены в виде усеченного конуса 5.

Составная лопастная мешалка 4, установленная на дне корпуса 1, ответна внутренней поверхности усеченного конуса 5 и установлена с возможностью ее вращения на валу 3. В средней части вала 3 жестко закреплена через ступицу 6 вторая мешалка 7. Она выполнена в виде двух одинаковых лопастей 8. На расстоянии 1/3 их длины от вала 3 шарнирно закреплены рычаги 9 одинаковой длины, противоположные концы которых шарнирно закреплены на втулке 10, с возможностью ее перемещения по валу 3. М между ступицей 6 и втулкой 10 установлена пружина сжатия 11. В верхней части усеченного конуса 5 корпуса 1 выполнено отверстие 12, в котором установлен загрузочный патрубок 13, внутри которого установлен датчик влажности 14 загружаемого материала.

Привод 2 содержит электродвигатель 15, вал которого, например, через ременную передачу 16 соединен с валом 3 смесителя. Смеситель содержит блок управления 17, электрически соединенный с дозирующим устройством 18 и датчиком влажности 14. При этом блок управления 17 управляет частотой вращения электродвигателя 15.

Смеситель работает следующим образом.

В блоке управления 17 задается программа учитывающая влажность загружаемого материала и управляющая частотой вращения электродвигателя 15 в зависимости от физико-механических свойств смешиваемого материала, что обеспечивает создание турбулентного потока материала. Компоненты смешиваемого материала поочередно загружаются в смеситель, при этом блок управления 17 подает сигнал дозирующему устройству 18 на осуществление загрузки смешиваемого материла. Смешиваемый материал, загружаясь в смеситель, проходит через датчик влажности 14, информация с которого подается на блок управления 17, после чего блок управления 17 осуществляет расчет дозирования по сухому веществу и дает сигнал дозирующему устройству 18 осуществить соответствующую корректировку. После окончания загрузки смешиваемого материала блок управления 17 задает частоту вращения электродвигателя 15, который приводит вал 3 , например, с помощью ременной передачи 16, тем самым начиная процесс смешивания. Диапазон непрерывного изменения скорости вращения вала 3 предопределяется физико-механическими свойствами смешиваемого материала и условием цикличного перемещения лопастей 8 мешалки 7 по обозначенной траектории с занятием лопастями 8 попеременно конечных положений. В ходе работы устройства смешиваемый материал из нижней части захватывается мешалкой 4 и направляется вверх вдоль стенок корпуса смесителя. При этом на это движение смешиваемого материала непрерывно воздействует поток смешиваемого материала, создаваемый лопастями 8 мешалки 7, который разрушает равномерный поток создаваемый мешалкой 4 интенсифицируя движение частиц смешиваемого материала и обеспечивая смешивание в кипящем слое, при этом исключается образование зон сегрегации и разрушается сводообразование.