Пневматический смеситель сыпучих материалов

 

Изобретение относится к технике смешения сыпучих материалов, может быть использовано для гомогенизации гранулированных полимерных материалов и обеспечивает повышение эффективности процесса гомогенизации за счет создания дополнительной зоны перемешивания. Устройство представляет собой пневматический смеситель с центральной циркуляционной трубой. Новым в устройстве являются выполнение циркуляционной трубы в виде двух отрезков, применение смесительного устройства в виде шайбы и отражателя, имеющего форму прямого усеченного конца со встроенным внутри цилиндром , размещение шайбы между отрезка ии циркуляционной трубы на равном расстоянии между ними, размещение вокруг шайбы и близлежащих концов отрезков циркуляционной трубы цилиндроконического отражателя с кольцевым зазором между указанными элементами и самим отражателем. В процессе работы возникают три контура циркуляции, способствующие эффективной гомогенизации смеси. 3 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 F 5/24, 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о

1ы ф

6д (21) 4780682/26 (22) 10.01.90 (46) 15.09.92, Бюл, ¹ 34 (71) Грозненский филиал Охтинского научно-п роизводст вен ного объединения "Пластполимер"(72) А,Х.Олейников, б.А,Аверичкин и В.B.3eленцов (56) Патент США ¹ 4128343, кл. В 01 F 3/02, 1978, Авторское свидетельство СССР № 770520, кл, В 01 F 13/02, 1978, (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике смешения сыпучих материалов, может быть использовано для гомогенизации гранулированных полимерных материалов и обеспечивает повышение эффективности процесса гомогенизации за счет создания

Изобретение относится к технике смешения сыпучих материалов и может быть использовано для гомогенизации гранули-, рованных полимерных материалов.

Известен пневматический смеситель, содержащий цилиндроконический корпус, соосно размещенную внутри циркуляционную трубу с перфорированной обечайкой и газораспределительное устройство, В процессе гомогенизации часть продукта из слоя перемешиваемого материала поступает в нижнюю часть смесителя через перфорацию в обечайке и кольцевой зазор между обечайкой и трубой. Этот поток движется быстрее, чем остальная часть продукта. Обе части с помощью сжатого воздуха подхваты„„5U„„1761243 А1 дополнительной зоны перемешивания. Устройство представляет собой пневматический смесител ь с центральной циркуляционной трубой. Новым в устройстве являются выполнение циркуляционной трубы в виде двух отрезков, применение смесительного устройства в виде шайбы и отражателя, имеющего форму прямого усеченного конца со встроенным внутри цилиндром, размещение шайбы между отрезка:ли циркуляционной трубы на равном расстоянии между ними, размещение вокруг шайбы и близлежащих концов отрезков циркуляционной трубы цилиндроконического отражателя с кольцевым зазором между указанными элементами и самим отражателем. В процессе работы возникают три контура циркуляции, способствующие эффективной гомогенизации смеси, 3 ил, ваются, транспортируются вверх по трубе и перемешиваются, Недостатком этой конструкции является низкая эффективность перемешивания, обусловленная малым числом перемешиваемых потоков.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пневматический смеситель, включающий цилиндроконический корпус с патрубками ввода и вывода сыпучих материалов, установленные внутри соосно корпусу циркуляционную трубу и смесительное устройство, газораспределительное устройство для ввода сжатого воздуха, размещенное в нижней конической части корпуса, и патрубок для

1761243 вывода отработанного газа. Смесительное устройство размещено на нижнем конце циркуляционной трубы и выполнено в виде цилиндрической насадки, нижняя кромка которой срезана по винтовой линии. Такая конструкция смесительного устройства позволяет организовать в кольцевом зазоре между циркуляционной трубой и корпусом смесителя большое число потоков сыпучего материала, движущихся под действием силы тяжести к нижнему концу циркуляционной трубы с различной скоростью.

Недостатком этой конструкции является ее низкая эффективность при перемешивании больших объемов сыпучих материалов, что обусловлено ограниченными размерами смесительного устройства.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса гомогенизации за счет создания дополнительной зоны перемешивания в циркуляционной трубе.

Это достигается тем, что в пневматическом смесителе сыпучих материалов, включающем цилиндроконический корпус с патрубками ввода и вывода сыпучих материалов, установленные внутри соосно корпусу циркуляционную трубу и смесительное устройство, газораспределительное устройство для ввода сжатого воздуха, размещенное в.нижней части корпуса,и патрубок для вывода отработанного газа, циркуляционная труба выполнена в виде двух отрезков, а смесительное устройство состоит из шайбы с центральным отверстием и цилиндроконического отражателя с расширенной нижней частью, причем шайба расположена горизонтально на равном расстоянии между отрезками циркуляцион ной трубы, отверстие в шайбе соосно аппарату и меньше диаметра циркуляционной трубы, а цилиндроконический отражатель размещен внутри корпуса и соосно ему так, что цилиндрическая часть его охватывает нижний конец верхнего отрезка, а нижняя коническая часть его охватывает шайбу и верхний конец нижнего отрезка с кольцевыми зазорами между указанными элементами и самим отражателемм.

На фиг.1 изображен общий вид смесителя; на фиг.2 — общий вид смесительного устройства; на фиг.3 — фрагмент смесительного устройства.

Пневматический смеситель сыпучих материалов содержит цилиндрохонический корпус 1 патрубки 2 ввода и 3 вывода сыпу1 чих материалов, соосно установленную внутри корпуса циркуляционную трубу, состоящую из двух отрезков 4 и 5, отражатель

6, расположенный над верхней частью 4 циркуляционной трубы, газораспределительное устройство 7 для ввода сжатого воздуха, размещенное в нижней конической части 8 корпуса 1 под нижней частью 5 циркуля цион ной трубы, патрубок 9 вы вода

5 отработанного газа (воздуха), а также смесительное устройство, состоящее из шайбы

10 и цилиндроконического отражателя с расширенной нижней частью, Шайба 10 с круглым отверстием 11 уста10 новлена горизонтально между верхним отрезком 4 циркуляционной трубы и ее нижним отрезком 5 на равном расстоянии между ними. Отверстие 11 в шайбе 10 соосно циркуляционной трубе, Живое сечение 12

15 в зазоре между шайбой 10 и верхней кромкой нижнего отрезка 5 циркуляционной трубы, а следовательно, и в зазоре между шайбой 10 и нижней кромкой отрезка 4 циркуляционной трубы равно разности между

20 живым сечением отрезка 5 циркуляционной трубы и живым сечением отверстия 11 шайбы 10. Живые сечения отрезков 4 и 5 циркуля цион ной трубы одинаковы. Эти требования вызваны необходимостью со25 хранения одинаковой скорости газа во всех указанных живых сечениях, достаточной для транспорта сыпучего материала.

Цилиндроконический отражатель, включающий прямой усеченный конус 13 с

30 усеченной вершиной и цилиндр 14, размещен вокруг нижней кромки отрезка 4 и верхней кромки отрезка 5 циркуляционной трубы соосно корпусу. Верхняя кромка цилиндра 14 совмещена с меньшим основани35 ем усеченного конуса 13, а нижняя кромка находится на одном уровне с кромкой нижнего конца отрезка 4 циркуляционной трубы. Отрезок 4 циркуляционной трубы и цилиндр 14 образуют кольцевой зазор 15.

40 Образующая прямого конуса 13 наклонена к горизонтали под углом, который больше угла естественного откоса сыпучего материала. Шайба 10 размещена внутри конуса 13 так, что между ней и конусом имеется зазор

45 16, живое сечение которого больше или равно живому сечению зазора 12. В заполненном аппарате слоем 17 сыпучего материала внутри образуется свободное от сыпучего материала сепарационное пространство 18, 50 ограниченное прямым конусом 13 цилиндроконического отражателя, частью шайбы

10 и верхней частью нижнего отрезка 5 циркуля цион ной трубы, На нижнем конце отрезка 4 циркуляци55 онной трубы может быть размещен буртик

19, размер которого выбирают таким, чтобы исключить ссыпание сыпучего материала с шайбы 10, на которую он поступает из слоя

17 через зазор 15, в отверстие 11, а предотвращение ссыпания в зазор 16 обеспечива1761243 ется выбором размера самой шайбы 10. Для полного ссыпания сыпучего материала с буртика 19 при опорожнении пневматического смесителя верхняя поверхность 20 буртика 19 наклонена к горизонту от наружной стенки циркуляционной трубы под углом большим, чем угол естественного откоса сыпучего материала;

На нижнем конце отрезка 5 циркуляционной трубы может быть размещена цилиндрическая насадка (на фиг.1 не показана), нижняя кромка которой срезана по винтовой линии.

Пневматический смеситель сыпучих материалов работает следующим образом.

Сыпучий материал загружают в аппарат через патрубок 2 так, чтобы уровень слоя 17 сыпучего материала был несколько ниже верхней кромки отрезка 4 циркуляционной трубы.

Вводят газ в смеситель через газораспределительное устройство 7, Газ подхватывает сыпучий материал у основания отрезка

5 циркуляционной трубы и транспортирует его вверх по трубе. На выходе из отрезка 5 циркуляционной трубы смесь газа и сыпучего материала разделяется надва потока, Один поток продолжает свой путь через отверстие 11 шайбы 10, а второй поток, встретив на своем пути препятствие в виде перегородки 10, проходит через зазор 12 в пространство 18. Сыпучий материал сепарируется и под действием силы тяжести падает вниз в слой 17 сыпучего материала, а газ проходит через зазор 16 и слой сыпучего материала, размещенного на шайбе 10, выхватывает из него частицы сыпучего материала и транспортирует их далее по отрезку 4 циркуляционной трубы вместе с потоком смеси газа и частиц, поошедших отверстие

11 в шайбе 10. Все потоки газа на фиг.2 показаны пунктирной линией, а частиц— сплошной, На выходе из отрезка 4 циркуляционной трубы частицы с помощью отражателя 6 отделяются от газа, Газ удаляется из аппарата через патрубок 9, а частицы сыпучего материала поддействием силы тяжести возвращаются в загруженный слой 17 и далее движутся вниз к зазору 15 и/или нижней кромке отрезка 5 циркуляционной трубы, компенсируя расход уносимых газом частиц.

Таким образом циркуляция частиц осуществляется по трем контурам. В первый контур входит путь движения частиц от нижней кромки отрезка 5 циркуляционнной трубы вверх по трубе до шайбы 10 и возврат из через сепарационное пространство 18 и слой 17 сыпучего материала, вниз к исходной точке.

Во второй контур входи путь движения частиц от нижней кромки отрезка 4 циркуляционной трубы вверх по трубе до отражателя 6, возврат их через слой 17 сыпучего

5 материала и зазор l5 к исходной точке.

Третий контур (самый большой) включает путь движения частиц от нижней кромки отрезка 5 циркуляционной трубы вверх по циркуляционной трубе через отверстие 11

10 шайбы 10 до отражателя 6 и возврат их через слой 17 сыпучего материала вниз до исходной точки.

Все три контура показаны на фиг.1 пунктирной линией, Частицы сыпучего матери 15 ала, расположенные на поверхности слоя 17 сыпучего материала,в процессе циркуляции оказываются в различных, очках абьем загрузочного материала, что повыш "RT эффективность его перемешивания.

20 Однородный продукт после окончания перемешивания выгружают через патрубок

3, Соотношение потоке в сыпучего материала, движущегося по всем. трам контурам, 25 зависит от соотношения живых сечений циркуляционной трубы и отверстия 11 в шайбе 10, а размер контуров — от длины циркуляционной трубы и соотношения ел отрезков 4 и 5. Указанные соотношения эле30 ментов выбирают в каждом конкретном случае опытным или расчетным путем исходя из неоднородности сыпучего материала, которая определяется технологией его получе35 Пример 1 (по прототипу). В пневматический смеситель загружают 100 т гранулированного полиэтилена с размером гранул 5 мм и гулом естественного откоса

30 . Пневматический смеситель имеет сле40 дующие размеры основных элементов (м).

Общая высота цилиндроконического аппарата 1 20

Диаметр цилиндрической части аппарата 4,4

45 Длина циркуляционной трубы 17

Диаметр циркуляционной трубы 0,34

На нижнем конце циркуляционной тру50 бы размещена цилиндрическая насадка, нижняя кромка которой срезана по винтовой линии, Через газораспределительное устройство 7 вводят воздух в количестве 10 м /ч, 55 что обеспечивает расход сыпучего материала через центральную трубу в количестве 28 т/ч и в течение 8 ч проводят перемешивание загруженного материала. Прекращают подачу воздуха через газораспределительное

1761243

9,0

0,7

0,05

0,5

0,2 устройство 7 и выгружают однородный продукт через патрубок 3.

Пример 2. Процесс гомогенизации осуществляют в пневматическом смесителе как в примере 1, однако циркуляционная труба выполнена в виде двух отрезков 4 и 5 и конструкция содержит смесительное устройство, состоящее из шайбы 10 и цилиндроконического отражателя с расширенной нижней частью (фиг.1 — 3) со следующими размерами (м)

Длина отрезка 4 циркуляционной трубы 8,0

Длина отрезка 5 циркуляционной трубы

Диаметр шайбы 10

Диаметр отверстия 11 в шайбе 10 0,218

Расстояние между шайбой

10 и орцами отрезков 4 и 5 циркуляционной трубы

Диаметр цилиндра 14

Высота цилиндра 14

Наклон образующей конуса

13 к горизонтали, град 60

Диаметр нижней кромки конуса 13 1,0

Диаметр буртика 19 0,44

Перемешивание проводят до получения однородного продукта в течение 5 ч.

Пример 3. Процесс гомогенизации осуществляют в пневматическом смесителе как в примере 2, однако на нижнем конце отрезка 5 циркуляционной трубы цилиндрическая насадка, нижняя кромка которой срезана по винтовой линии, отсутствует.

Перемешивание проводятдо получения однородного продукта в течение 5,5 ч, Из примеров 1 — 3 следует, что наличие дополнительных контуров 1 и 2 циркуляции частиц сыпучего материала, возникающих в результате создания зоны перемешивания в циркуляционной трубе в заявляемой конструкции, позволяет получить более высокий эффект гомогенизации по сравнению с эффектом, достигаемым в известной конст5 рукции, Использование нескольких зон перемешивания по высоте циркуляционной трубы в заявляемой конструкции позволяет сохранить эффективность гомогенизации повышенных объемов сыпучего материала, 10 что невозможно при использовании известной конструкции.

Формула изобретения

Пневматический смеситель сыпучих материалов, содержащий цилиндрокониче15 ский корпус с патрубками ввода и вывода сыпучих матсриалов, установленную по оси корпуса циркуляционную трубу и смесительное устройство, газораспределительное устройство для ввода сжатого воздуха, 20 размещенное в нижней конической части корпуса, и патрубок вывода отработанного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса гомогенизации за счет создания дополнитель25 ной зоны перемешивания в циркуляционной трубе, последняя выполнена в виде двух отрезков, а смесительное устройство — в виде шайбы и отражателя, имеющего форму прямого усеченного кону30 са с цилиндром, размещенным внутри конуса и сопряженным с его меньшим основанием, шайба расположена горизонтально, на равном расстоянии между отрезками циркуляционной трубы, отверстие в

35 шайбе соосно циркуляционной трубе, à его диаметр меньше диаметра циркуляционной трубы, отражатель размещен в корпусе коаксиально циркуляционной трубе, при этом цилиндр отражателя охватывает нижний конец

40 верхнего отрезка трубы, а его большее основание расположено ниже верхней кромки нижнего отрезка циркуляционной трубы.

1761243

1761243

Составитель Т. Круглова

Техред М.Моргентал Корректор Н. Шмакова

Редактор

Заказ 3208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101