Рабочий орган смесителя-диспергатора

 

Использование: для смешивания и диспергирования сыпучих, вязких и других материалов в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: рабочий орган смесителя-диспергатора содержит установленный между двумя валами дугообразно изогнутую гофрированную упругую ленту. Гофрированная лента может быть в поперечном сечении волнистой, рифленой, с зубьями, перфорированной с вытяжкой, гофрированной с переменной амплитудой из ленты с фасонной поверхностью, с заостренными кромками, набранной из пластин и с рабочими элементами, а также изогнутой по форме винтовой линии. Рабочий орган выполнен из двух и более гофрированных лент, расположенных различными способами или набранных в пакет. 23 з.п. ф-лы, 25 ил.

Изобретение относится к строительной, химической, пищевой и другим отраслям промышленности и может быть использовано в качестве рабочего органа смесителя диспергатора для измельчения, смешивания и транспортировки сыпучих, вязких и других материалов.

Известен смеситель сыпучих материалов и вязких жидкостей [1] содержащий размещенные в корпусе две спирали одинакового шага и направления навивки, соединенные поперечными элементами, установленными с возможностью углового перемещения относительно спиралей.

Недостаток указанного смесителя невысокая интенсивность перемешивания материала, вызванная малой площадью соприкосновения рабочего органа и материала. Кроме того, смеситель имеет ограниченную область применения, позволяющий перемешивать только мелкодисперсные сыпучие материалы. Использование такого смесителя в качестве диспергатора или для перемешивания пластичных, вязких материалов, а также материалов с большим размером частиц невозможно, поскольку приведет к поломке рабочего органа.

Известен также смеситель сыпучих материалов и вязких жидкостей [2] содержащий размещенную в корпусе однозаходную спираль с поперечными гибкими элементами, прикрепленными к отрезкам трубки, последние из которых нанизаны на спираль.

Данный смеситель обладает низкими функциональными возможностями, что затрудняет его применение при перемешивании крупнодисперсных, пластичных и других материалов. Отмеченный недостаток упоминался при анализе предыдущих устройств. Кроме того, смеситель имеет сложный в изготовлении рабочий орган, для которого необходимо обеспечивать определенную жесткость соединения поперечных элементов, так как последовательное стягивание с некоторым усилием трубок гибких элементов неизбежно приводит к искажению формы спирали и ослаблению натяжения ранее натянутых гибких элементов. При работе смесителя вследствие постоянной деформации спирали при перемешивании материала рабочий орган быстро изнашивается, что требует его частой замены. Отмеченный недостаток заметно снижает надежность смесителя.

Цель изобретения повышение интенсивности измельчения и перемешивания материала, расширение функциональных возможностей смесителя-диспергатора, повышение его надежности.

Указанная цель достигается тем, что рабочий орган смесителя-диспергатора, содержащий установленный между двумя валами дугообразно изогнутый спиральный элемент, выполненный в виде гофрированной упругой ленты, гофры которой образованы под углом к ее предельной оси либо перпендикулярны ей. Поверхность гофрированной ленты в поперечном сечении может быть выполнена волнообразной, а кромки спирального элемента могут быть заострены, либо выполняются рифлеными, с зубьями и т.п. Спиральный элемент может быть выполнен перфорированным с вытяжкой либо гофрирован с переменной амплитудой, либо выполнен из ленты с фасонной поверхностью, либо изогнут по форме винтовой линии. Гофры спирального элемента могут быть расположены под переменным углом.

Рабочий орган может выполняться из одного или нескольких спиральных элементов, расположенных либо эквидистантно оси рабочего органа, либо в тангенциальной плоскости, либо в виде пакета, в котором ленты могут располагаться однослойно, многослойно или в шахматном порядке. Спиральные элементы могут быть соединены между собой по меньшей мере в одной точке контакта. Рабочий орган может быть выполнен составным из отдельных пластин, соединенных жестко либо с помощью шарниров, а пластины могут быть выполнены волнообразными и наборными. Рабочий орган может быть снабжен рабочими элементами, выполненными, например, в виде ножей, лопастей и др.

Отличие заявляемого технического решения от известных рабочих органов состоит в том, что спиральный элемент выполняется в виде гофрированной упругой ленты и применяется в качестве рабочего органа смесителя-диспергатора. Это позволяет увеличить площадь контакта рабочего органа с обрабатываемым материалом, интенсифицировать процесс обработки. Выполнение спирального элемента различной конструкции, снабжение их различными рабочими элементами, а также их комбинация позволяют расширить функциональные возможности рабочего органа, приспособив его к конкретному обрабатываемому материалу, тем самым повысить надежность рабочего органа.

На фиг.1 представлен рабочий орган смесителя-диспергатора, общий вид; на фиг. 2 то же, продольный разрез; на фиг.3 участок спирального элемента из волнообразной ленты; на фиг.4 профиль волнообразной ленты, поперечное сечение; на фиг.5 участок перфорированной с вытяжкой ленты с рифлеными кромками; на фиг.6 спиральный элемент, гофрированный с переменной амплитудой; на фиг.7 спиральный элемент с расположением гофр под переменным углом; на фиг. 8 и 9 спиральные элементы, выполненные из лент фасонного профиля; на фиг.10-12 участки спиральных элементов из лент фасонного профиля, вид сверху; на фиг.13 спиральный элемент, изогнутый по форме винтовой линии; на фиг.14 вариант расположения нескольких спиральных элементов; на фиг.15 разрез А-А на фиг.14; на фиг.16 вариант расположения спиральных элементов в тангенциальных плоскостях; на фиг.17 пакет спиральных элементов; на фиг.18 разрез Б-Б на фиг.17; на фиг. 19 вариант соединения спиральных элементов между собой; на фиг.20 спиральный элемент, выполненный составным из отдельных пластин; на фиг.21 соединение пластин между собой шарнирными звеньями; на фиг.22 вариант установки рабочих элементов на пластинах; на фиг.23 то же, на спиральной ленте; на фиг. 24 пластина рабочего органа, выполненная волнообразной; на фиг.25 пластины, выполненные наборными.

Рабочий орган смесителя-диспергатора содержит дугообразно изогнутый под некоторым углом α спиральный элемент 1, установленный между валами 2 и 3 и закрепленный в узлах 4 и 5. Спиральный элемент 1 выполнен в виде гофрированной упругой ленты 6, гофры 7 которой могут быть расположены под различными углами к продольной оси ленты (на фиг.1 и 2 гофры перпендикулярны продольной оси ленты).

Для увеличения площади контакта рабочего органа и материала, а также интенсификации процесса измельчения и перемешивания лента 6 выполняется волнообразной в поперечном сечении 8. Для повышения интенсификации процесса измельчения материала кромка 9 спирального элемента 1 может выполняться заостренной либо с зубьями 10. Сама лента 6 изготавливается перфорированной с вытяжкой (на фиг.5 изображены участки 11 перфорации).

Для повышения интенсификации процесса перемешивания спиральный элемент может быть выполнен либо из ленты 6, гофрированной с переменной амплитудой а (фиг. 6), либо из ленты 6, гофрированной таким образом, что гофры 7 расположены под переменным углом друг к другу и к продольной оси ленты (фиг.7), либо из ленты 6 фасонного профиля (фиг.8,9).

Для улучшения условий перемешивания и транспортировки материала спиральный элемент 1 может быть изогнут по форме винтовой линии.

Для расширения функциональных возможностей смесителя-диспергатора и интенсификации процессов измельчения и перемешивания рабочий орган выполняется из нескольких спиральных элементов 1, которые могут располагаться эквидистантно оси рабочего органа, в тангенциальных плоскостях относительно оси рабочего органа либо другим образом.

С целью повышения долговечности рабочего органа путем увеличения жесткости он изготавливается из пакета 12 спиральных элементов 1. Спиральные элементы 1 в пакете 12 могут размещаться однослойно либо многослойно, например в шахматном порядке.

В случае, если рабочий орган выполняется из нескольких спиральных элементов, возможно соединение лент 6 между собой, например хомутами 13 либо другим способом.

Для расширения технических возможностей смесителя-диспергатора рабочий орган может быть выполнен составным из отдельных пластин 14, соединенных между собой жестко либо нежестко, например с помощью шарнирных звеньев 15. В местах соединения пластин 14 между собой целесообразно устанавливать рабочие элементы 16, например ножи. Это позволяет использовать рабочий орган при измельчении и смешивании материала с включениями, имеющими повышенную твердость. В зависимости от характера применения рабочего органа он может быть снабжен различными рабочими элементами, например ножами 16, лопастями 17 и т.д. закрепленными в различных участках спиральной ленты 6.

В случае изготовления рабочего органа в виде составных пластин 14 используются либо плоские пластины, либо пластины, выполненные волнообразными. Каждая пластина 14 может быть выполнена наборной из нескольких элементов.

Рабочий орган смесителя-диспергатора работает следующим образом. Спиральный элемент 1 устанавливается противоположными концами в узлах 4 и 5 крепления. При вращении входного вала 2 крутящий момент через узел 4 крепления, спиральный элемент 1, узел 4 крепления передается выходному валу 3. Спиральный элемент осуществляет измельчение, перемешивание и транспортировку материала. Применение в качестве рабочего органа того или иного вида спирального элемента в значительной степени влияет на упомянутые составляющие процесса приготовления готового продукта.

Использование изобретения позволит повысить интенсивность измельчения и перемешивания материала, увеличить производительность смесителя-диспергатора и расширить его функциональные возможности.

Формула изобретения

1. РАБОЧИЙ ОРГАН СМЕСИТЕЛЯ-ДИСПЕРГАТОРА, содержащий установленный между двумя валами дугообразно изогнутый спиральный элемент, отличающийся тем, что спиральный элемент выполнен в виде гофрированной упругой ленты, гофры которой расположены под углом к ее продольной оси.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что гофры ленты расположены перпендикулярно ее продольной оси.

3. Рабочий орган по пп.1 и 2, отличающийся тем, что поверхность гофрированной ленты в поперечном сечении выполнена волнообразной.

4. Рабочий орган по пп.1 3, отличающийся тем, что по крайней мере одна кромка спирального элемента заострена.

5. Рабочий орган по пп.1 3, отличающийся тем, что кромка спирального элемента выполнена рифленой или с зубьями.

6. Рабочий орган по пп.1, 2, 4 и 5, отличающийся тем, что спиральный элемент выполнен перфорированным с вытяжкой.

7. Рабочий орган по пп.1 6, отличающийся тем, что спиральный элемент гофрирован с переменной амплитудой.

8. Рабочий орган по пп.1 7, отличающийся тем, что гофры спирального элемента расположены под переменным углом.

9. Рабочий орган по пп. 1 8, отличающийся тем, что спиральный элемент выполнен из ленты с фасонной поверхностью.

10. Рабочий орган по пп.1 9, отличающийся тем, что спиральный элемент изогнут по форме винтовой линии.

11. Рабочий орган по пп.1 -10, отличающийся тем, что гофрированная лента снабжена рабочими элементами.

12. Рабочий орган по пп.1 -11, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен, по меньшей мере из двух спиральных элементов.

13. Рабочий орган по пп.1 12, отличающийся тем, что спиральные элементы расположены эквидистантно оси рабочего органа.

14. Рабочий орган по пп.1 13, отличающийся тем, что спиральные элементы расположены в тангенциальных плоскостях относительно оси рабочего органа.

15. Рабочий орган по пп.1 12, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен из пакета спиральных элементов.

16. Рабочий орган по пп.1 12 и 15, отличающийся тем, что ленты в пакете размещены в шахматном порядке.

17. Рабочий орган по пп. 1, 12 16, отличающийся тем, что спиральные элементы соединены между собой по меньшей мере в одной точке контакта.

18. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что спиральный элемент выполнен составным из отдельных пластин, жестко соединенных между собой.

19. Рабочий орган по пп.1 и 18, отличающийся тем, что пластины соединены между собой шарнирными звеньями.

20. Рабочий орган по пп.1, 18 и 19, отличающийся тем, что в зонах соединения пластин установлены рабочие элементы.

21. Рабочий орган по пп.1, 11, 18 20, отличающийся тем, что рабочие элементы выполнены в виде ножей.

22. Рабочий орган по пп.1, 11, 18 20, отличающийся тем, что рабочие элементы выполнены в виде лопастей.

23. Рабочий орган по пп.1, 18 и 19, отличающийся тем, что пластины выполнены волнообразными.

24. Рабочий орган по пп.1, 18, 19 и 23, отличающийся тем, что пластины выполнены наборными.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25