Результат интеллектуальной деятельности: СМЕСИТЕЛЬ ПОРОШКОВ

Изобретение относится к области техники смешения сыпучих материалов, преимущественно порошков, различающихся по плотности и прочности частиц, и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и электротехнической промышленности.

Известен смеситель порошков, используемый в качестве аналога (см. заявку ЕР №0077162 B01F 9/00; B01F 9/08; B01F 11/00; B01F 13/10), содержащий цилиндрический барабан с люком для загрузки и выгрузки порошков в виде торцевой круглой стенки барабана, снабженный валом, установленным перпендикулярно оси барабана через уплотнительные устройства и узлы скольжения. Часть вала, проходящая внутри барабана, соединена неподвижно с лопастями, а снаружи соединена с электроприводом. Снаружи барабана коаксиально вращающемуся валу установлен полый вал, неподвижно соединенный с цилиндрическими стенками барабана и отдельным приводом. Загруженные в барабан порошки перемешиваются за счет движения в радиальном и осевом направлениях, а также за счет изменения направления движения при встрече с вращающимися с валом лопастями.

В данном смесителе под воздействием лопастей происходит значительное переизмельчение менее прочных частиц порошков. Затруднение вызывает чистка внутренней поверхности барабана и лопастей при переходе на новый состав порошков, которая приводит к технологическому простою оборудования.

Известен смеситель порошков, используемый в качестве прототипа (см. Власов, С.В. Основы технологии переработки пластмасс: Учеб. для вузов / Власов С.В., Кандырин Л.Б., Кулезнев В.Н. - М.: Химия, 2004. - 600 с. стр.131-132), содержащий герметичный цилиндрический барабан с люком для загрузки и выгрузки порошков и валом, присоединенным к цилиндрическому барабану непосредственно таким образом, что ось вращения вала проходит через верхнюю точку окружности одной из торцевых поверхностей и нижнюю точку окружности второй торцевой поверхности цилиндрического барабана. Снаружи барабана вал снабжен подшипниками и приводом. Загруженные в барабан порошки перемешиваются при вращении барабана с постоянной скоростью за счет движения в радиальном и осевом направлениях.

В данном смесителе затруднение вызывает перемешивание порошков с резко различающимися плотностями, так как более высокоплотные порошки концентрируются около внутренней поверхности барабана и перемещаются вдоль этой поверхности под слоем менее плотных порошков. В зависимости от скорости вращения и отношения длины образующей цилиндрического барабана к диаметру основания в конструкциях таких смесителей в широких пределах изменяются интенсивность перемешивания и интенсивность взаимодействия частиц порошков между собой. При высокой интенсивности перемешивания (высокая скорость вращения и малое отношение длины образующей цилиндрического барабана к диаметру основания) происходит переизмельчение менее прочных частиц порошков, несмотря на то, что продолжительность смешения уменьшается. Если исходные порошки содержат малопрочные частицы наряду с высокопрочными, то для смешения с минимальным переизмельчением применяются смесители с низкой скоростью вращения барабана, но при этом резко возрастает продолжительность смешения. Также в данном смесителе затруднение вызывает чистка внутренней поверхности барабана при переходе на новый состав порошков, которая приводит к технологическому простою оборудования.

Задачей изобретения является обеспечение смешения веществ с резко различающимися плотностями, исключая переизмельчение менее прочных частиц порошков.

Целью является повышение эффективности смешения порошков, различающихся по плотности и прочности частиц.

Поставленная цель достигается при помощи смесителя порошков, состоящего из сменного цилиндрического барабана из немагнитного материала, снабженного люком и содержащего сферические мелющие тела из ферромагнитного материала, который установлен в открытом цилиндрическом корпусе, подвешенном на валу при помощи двух плоских нерастяжимых гибких ремней одинаковой длины, неподвижно с помощью вкладышей-фиксаторов таким образом, что ось вращения цилиндрического корпуса проходит через верхнюю точку окружности одной из торцевых поверхностей и нижнюю точку окружности второй торцевой поверхности цилиндрического барабана.

Конструкция смесителя порошков позволяет повысить эффективность смешения порошков, различающихся по плотности и прочности частиц, благодаря воздействию сферических мелющих тел преимущественно на компоненты повышенной плотности, снизить металлоемкость и габариты. Скорость вращения корпуса выбирается такой, чтобы было возможным обеспечить высокую эффективность смешения веществ с резко различающимися плотностями и исключить переизмельчение менее прочных порошкообразных компонентов. Применение сменного цилиндрического барабана позволяет упростить конструкцию и ликвидировать технологический простой, а применение сферических мелющих тел из ферромагнитного материала, загружающихся в цилиндрический барабан из немагнитного материала, облегчает их отделение от порошков.

На чертеже изображен смеситель порошков в общем виде.

Смеситель содержит горизонтально расположенный корпус в виде цилиндра 1, торцы 2 которого открыты. В корпусе 1 установлен и жестко закреплен сменный цилиндрический барабан из немагнитного материала 3 при помощи торцевых вкладышей-фиксаторов 4 таким образом, что ось вращения 5 корпуса 1 проходит через верхнюю точку окружности одной из торцевых поверхностей 6 и нижнюю точку окружности второй торцевой поверхности 7 цилиндрического барабана 3. Угол α между осью вращения 5 корпуса 1 и линией 8, образующейся при соединении точек 6 и 7, находится в диапазоне от тринадцати до пятнадцати градусов. Отношение длины образующей сменного цилиндрического барабана 3 к диаметру основания равно 3,65. Корпус 1 подвешен на полом валу 9 при помощи двух кольцеобразных плоских нерастяжимых гибких ремней одинаковой длины 10, перемещение которых вдоль осевых линий вала 9 и корпуса 1 ограничивается буртами 11. Полый вал 9, соединяющийся с электродвигателем 12, устанавливается в подшипниках 13, размещающихся на стойке 14. В сменный цилиндрический барабан 3 периодически загружаются порошки 15 и сферические мелющие тела из ферромагнитного материала 16 через люк 17. Количество и диаметры мелющих тел, загружаемых одновременно, выбираются по таблице.

Установка работает следующим образом.

Рабочая смесь, состоящая из перемешиваемых порошков 15 и сферических мелющих тел из ферромагнитного материала 16, загружается в предварительно вынутый из корпуса 1 сменный цилиндрический барабан из немагнитного материала 3 через люк 17 объемом не более двадцати-тридцати процентов от объема цилиндрического барабана 3. После этого сменный цилиндрический барабан 3 устанавливают на прежнее место. Крутящий момент от электродвигателя 12 передается на вал 9. Затем крутящий момент при помощи плоских ремней 10 передается корпусу 1. Вместе с корпусом 1 вращается цилиндрический барабан 3, обеспечивая перемещение порошков 15 и сферических мелющих тел из ферромагнитного материала 16 по внутренней поверхности в радиальном и осевом направлениях. После цикла смешения рабочую смесь выгружают и отделяют из нее сферические мелющие тела из ферромагнитного материала 16.

В таблице приведены сравнительные характеристики смешения по прототипу и по предлагаемому изобретению.

Из приведенных в таблице данных видно, что при одинаковом времени смешения порошков, различающихся по плотности и прочности частиц, индекс смешения у прототипа приблизительно в полтора раза меньше, чем у предлагаемого изобретения. Увеличение индекса смешения у предлагаемого изобретения обусловлено наличием сферических мелющих тел и режимом смешения.