Результат интеллектуальной деятельности: Гравитационный смеситель сыпучих материалов

Изобретение относится к смешиванию сыпучих материалов и может быть использована в химической и смежных отраслях промышленности.

Известно устройство для смешивания сыпучих материалов (см. Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М.: Машиностроение. 1972), состоящее из неподвижного вертикального корпуса прямоугольного сечения, внутри которого друг над другом расположены наклонные лотки, в верхней части корпуса установлено загрузочное устройство, а в нижней - разгрузочное устройство.

Недостатком данного устройства является низкое качество смеси, обусловленное тем, что сыпучий материал движется по поверхности лотков в режиме скольжения практически без перемешивания частиц.

Наиболее близким к предлагаемому является гравитационный смеситель сыпучих материалов (патент РФ №2526963 по классу В28С 5/04 «Смеситель сыпучих материалов гравитационного типа»), содержащий неподвижный вертикальный корпус прямоугольного сечения, внутри которого друг над другом расположены наклонные лотки со стержнями, закрепленными с определенным шагом, в верхней части корпуса установлено загрузочное устройство, а в нижней - разгрузочное устройство.

Вследствие продольного размещения стержней на наклонных лотках наблюдается организованное движение частиц в каналах между стержнями. В процессе такого движения практически исключено поперечное перемешивание частиц, что является причиной низкого качества получаемой смеси.

Технической задачей полезной модели является повышение качества готовой смеси за счет интенсивного перемешивания частиц сыпучего материала в процессе сдвигового движения по наклонным лоткам с поперечными стержнями.

Указанная техническая задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве:

• стержни круглой формы закреплены поперек лотков и имеют диаметр d_c, равный среднему диаметру частиц сыпучего материала d_c=d_ч (d_ч - средний диаметр частиц материала);

• стержни на лотках установлены с шагом, равным t=1,1d_ч;

• лотки установлены под углом α=(1,1…1,15)α₀ к горизонту (α₀ - угол естественного откоса сыпучего материала).

На фиг. 1 представлен гравитационный смеситель для сыпучих материалов; на фиг. 2 - вид сверху на наклонный лоток на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Гравитационный смеситель для сыпучих материалов состоит из неподвижного вертикального корпуса 1 прямоугольного сечения. Внутри корпуса друг над другом размещены наклонные лотки 2. На поверхности лотков закреплены поперечные цилиндрические стержни 3, имеющие диаметр, равный среднему диаметру частиц сыпучего материала d_ч. На крышке 4 имеются штуцера 5 и 6 для загрузки исходных компонентов, а в нижней - штуцер 7 для выгрузки готовой смеси.

Гравитационный смеситель для сыпучих материалов работает следующим образом.

Исходные материалы, загружаемые в корпус смесителя через штуцера 5 и 6 в крышке, поступают на верхние наклонные лотки 2. На наклонных лотках в зазоры между стержнями 3 попадают частицы материала, задерживаются в них и образуют неподвижный шероховатый слой. Относительно этого неподвижного шероховатого слоя на лотке организуется сдвиговое течение сыпучего материала. В процессе сдвигового движения на поверхности лотка наблюдается интенсивное перемешивание частиц сыпучего материала. Затем частицы сыпучего материала с первых лотков ссыпаются на нижележащий лоток, на котором процесс смешивания повторяется. В результате многократного повторения процесса на последующих лотках получается готовая смесь удовлетворительного качества. Готовая смесь выгружается из корпуса смесителя через нижний штуцер 7.

Для выполнения своего функционального назначения элементы конструкции предлагаемого устройства должны иметь следующие геометрические параметры.

Стержни на поверхности лотков должны крепиться поперек с таким шагом, чтобы в образовавшемся между ними зазоре задерживались частицы сыпучего материала. В результате на наклонном лотке образуется неподвижный слой, относительно которого организуется сдвиговое течение частиц сыпучего материала.

Для обеспечения интенсивного перемешивания частиц в процессе их сдвигового течения угол наклона лотков должен находиться в интервале (1,1…1,15)α₀. Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют, что при таких углах наклона на лотках организуются условия сдвигового течения, благоприятные для интенсивного перемешивания частиц сыпучих материалов. При меньших значениях угла наклона на лотке в процессе сдвигового течения не наблюдается интенсивное перемешивание частиц материала. При большем наклоне в процессе сдвигового течения сыпучего материала на лотке наблюдается хаотичное движение частиц, препятствующее эффективному перемешиванию частиц. Вследствие этого организация сдвигового течения сыпучего материала на наклонных лотках как при низких, так и высоких углах наклона характеризуется низким качеством смеси.

Предлагаемое устройство позволяет значительно интенсифицировать перемешивание частиц сыпучих материалов в результате их сдвигового течения на наклонных лотках. По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает получение смеси высокого качества, что улучшает технико-экономические показатели производства.