Результат интеллектуальной деятельности: ЛОПАСТНОЙ СМЕСИТЕЛЬ

Техническое решение относится к области устройств для смешивания различных сыпучих материалов и жидких сред и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен циркуляционный лопастной смеситель [1], содержащий корпус, внутри которого размещено перемешивающее устройство в виде ротора, состоящего из верхней мешалки в виде кольца с двумя радиальными лопатками и нижней лопастной мешалки с двумя радиальными лопатками, отогнутыми в сторону, противоположную вращению. Недостатками данного смесителя являются низкое качество получаемой смеси, налипание смешиваемых высоковязких материалов на крышку и стенки корпуса смесителя.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является лопастной смеситель [2], содержащий привод, перемешивающее устройство с мешалкой, смонтированные в литом корпусе привода. Корпус смесителя представляет собой цилиндрический бак. В момент загрузки и процесса смешения верхняя кромка корпуса смесителя плотно соединяется с цилиндрической канавкой конического раструба, прикрепленного к корпусу привода. Материал в корпус смесителя загружается через штуцер, укрепленный в коническом раструбе. К недостаткам данного устройства можно отнести следующие: наличие застойных зон в корпусе смесителя, налипание компонентов смеси на стенки корпуса, невозможность приготовления высоковязких составов, длительность процесса смешения компонентов и недостаточное качество получаемой смеси.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить качество получаемой смеси и производительность процесса смешивания за счет исключения налипания компонентов смеси на внутренние стенки цилиндрической емкости смесителя.

Предложенный смеситель содержит вертикально расположенный на направляющей станины корпус с патрубками, привод и перемешивающее устройство, состоящее из вала с лопастной мешалкой, помещенное внутри цилиндрической емкости. Корпус, привод и перемешивающее устройство имеют возможность вертикального перемещения. На ребрах лопастей мешалки установлены скребки из гибкого упругого материала, касающиеся цилиндрической стенки и дна емкости, выполненные П-образной формы. Скребки содержат треугольную кромку. Кромка расположена на торцевой поверхности скребка со стороны переднего края лопасти. Кромка направлена вершиной в радиальном направлении относительно оси вращения мешалки. Кромка у основания имеет прямой угол и повернута катетом в сторону вращения лопасти.

Использование в смесителе перемешивающего устройства, состоящего из вала и лопастной мешалки, совершающей вращательное круговое движение относительно емкости, на боковых краях которой установлены скребки из гибкого упругого материала, касающиеся цилиндрической стенки и дна емкости, позволяет обеспечить удаление компонентов смеси с внутренней поверхности емкости. Скребки П-образной формы прочно фиксируются на ребре лопасти, при этом треугольная кромка скребка, направленная в радиальном направлении, обеспечивает линейный контакт с рабочей поверхностью емкости, уменьшая силу трения и обеспечивая хорошее удаление компонентов смеси с внутренней поверхности емкости. Угол у вершины кромки составляет от 20 до 80 градусов. Увеличение угла у вершины кромки более 80 градусов ухудшает ее гибкость, что не позволяет компенсировать биение лопасти относительно стенок емкости. Уменьшение угла у вершины кромки менее 20 градусов снижает ее прочность, что может привести к ее значительной деформации, изгибу и нарушению режима удаления материала со стенок емкости. Расположение кромки со стороны переднего края лопасти уменьшает уплотнение смеси в зазоре между основанием кромки и стенкой емкости. Кромка, которая у основания имеет прямой угол и повернута катетом в сторону вращения лопасти, исключает попадание смеси в зазор между скребком и стенкой емкости.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фигуре 1 показан продольный разрез смесителя; на фигуре 2 - поперечный разрез А-А, представленный на фигуре 1; на фигуре 3 - разрез А-А, вариант кромки с прямым углом у основания.

Смеситель состоит из корпуса 1, привода (мотора-редуктора) 2 с перемешивающим устройством. На валу 3 перемешивающего устройства установлена лопастная мешалка 4. К верхнему фланцу корпуса 1 крепится привод 2. Нижний фланец корпуса имеет патрубки для подачи компонентов и уплотнение для соединения с емкостью 5, в которой размещена мешалка 4 и осуществляется приготовление смеси. Емкость устанавливается на станине 6. Мешалка 4 содержит лопасти, на ребрах 7 которых установлены скребки 8 из гибкого упругого материала, например резины. Стрелкой показано направление вращения мешалки. Скребки содержат треугольную кромку 9, направленную вдоль радиуса. Угол β при вершине кромки составляет от 20 до 80 градусов. Скребки обеспечивают удаление компонентов смеси со стенок емкости и исключают налипание смеси на стенки. Корпус 1 и привод 2 с перемешивающим устройством перемещаются в вертикальном направлении вдоль направляющей 10, укрепленной в станине 6, с помощью подъемного устройства (условно не показано).

Смеситель работает следующим образом. В емкость 5 смесителя, находящуюся в верхнем положении и соединенную с корпусом 1 и приводом 2, через патрубки, расположенные на корпусе 1, загружаются исходные компоненты. Затем патрубки закрываются крышками. Включается мотор-редуктор 2, который передает вращение мешалке 4. При вращении мешалки компоненты смеси перемешиваются в емкости 5 и удаляются с внутренних стенок емкости треугольной кромкой 9, расположенной на торцевой поверхности скребков 8. После достижения требуемой степени однородности смеси вращение мешалки 4 прекращается. Корпус 1 и привод 2 с перемешивающим устройством поднимаются вверх вдоль направляющей 10, освобождая емкость 5. Емкость 5 с приготовленной смесью снимается со станины 6, устанавливается на тележку и передается на следующую технологическую операцию. После выгрузки смеси из емкости 6 цикл технологических операций по приготовлению смеси повторяется.

Использование предлагаемого устройства для смешивания сыпучих материалов и жидких сред обеспечивает расширение области применения смесителя для различных составов, содержащих как высоковязкие жидкие компоненты, так и высокодисперсные сыпучие материалы, повышение однородности смеси вследствие удаления компонентов смеси с внутренней поверхности емкости. В настоящее время лопастной смеситель с указанными признаками применяется в БТИ АлтГТУ в научных исследованиях по смешиванию сыпучих и жидких композиций и для получения новых составов.

Литература

1. Богданов В.В., Торнер Р.В., Красовский В.Н., Регер Э.О. Смешение полимеров. - Л.: Химия, 1979, стр. 181.

2. Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. - М.: Машиностроение, 1973, стр. 125-126.