Центробежный смеситель

 

Изобретение относится к устройствам для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Центробежный смеситель содержит вертикальный конический корпус, приемно-направляющее устройство конической формы, крышку с загрузочными патрубками для подачи исходных материалов, сплошной и полый приводные валы. На этих валах концентрично установлены меньшими основаниями вниз полые тонкостенные усеченные конусы - внешний и внутренний, которые вращаются в противоположных направлениях. Конструкция смесителя предусматривает организацию движения опережающих и пересекающихся разреженных потоков, а также обратную рециркуляцию. Движение опережающих потоков происходит благодаря наличию на поверхности внутреннего конуса двух рядов окон. Обратная рециркуляция обеспечивается путем установки на вершине внешнего конуса торообразного отражателя. Улучшение качества смеси достигается за счет вращения внешнего и внутреннего конусов в противоположных направлениях. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известен смеситель [1] , содержащий корпус с размещенным в нем на вертикальном валу ротором, представляющим собой три полых усеченных конуса, которые концентрично уставлены на диске. При этом высота и угол наклона образующей каждого конуса к диску ротора увеличиваются от центральной части к периферии. Смешивание в указанном смесителе происходит в результате последовательного прохождения материала по поверхностям трех конусов под действием центробежных сил. Однако недостаточная разреженность потоков и отсутствие рециркуляции не позволяют получать качественные смеси.

Известен смеситель [2], содержащий три конуса, у которых высота и угол наклона образующих к основанию увеличиваются от центральной части к периферии. На поверхностях внутреннего и среднего конусов имеются окна, через которые часть материала, движущегося по внутренней конической поверхности, опережающим потоком попадает на поверхность последующего конуса. Кроме этого, над конусами установлен отражатель в виде объемной спирали Архимеда, с помощью которого осуществляется возврат части материала, сходящего с конусов. Недостатком данного смесителя является невозможность смешивания материалов при соотношении компонентов больше, чем 1:100.

Цель изобретения - интенсификация процесса смешивания сыпучих материалов с соотношением исходных компонентов 1:100 и выше, увеличение сглаживающей способности смесителя и, как следствие, повышение качества получаемой смеси. Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что в смесителе устанавливаются два конуса, расположенных на одной оси и вращающихся в противоположных направлениях. Также цель достигается за счет того, что на поверхности внутреннего конуса расположены два ряда окон. Последние способствуют разделению потока на несколько частей: одна из них проходит через окна, а другая движется по поверхности внутреннего конуса и сбрасывается на внешний. Помимо этого цель достигается за счет того, что на внешнем конусе расположен торообразный перфорированный отражатель, который позволяет возвратить часть потока, движущегося по нему, на внутренний конус. Все эти конструктивные решения обеспечивают организацию направленного движения опережающих, пересекающихся потоков и рециркуляцию внутри аппарата.

На фиг.1 изображен общий вид центробежного смесителя непрерывного действия с указанием направления движения материалопотоков в аппарате; на фиг.2 показана схема наложения потоков материала на поверхность конуса внешнего ротора.

Смеситель состоит из следующих элементов: вертикального конического корпуса 1, в котором расположено приемно-распределительное устройство 2 конической формы, крышки 3 с загрузочными патрубками 4. На полом валу 5 крепится внутренний конус 6. Внутри полого вала 5 содержится сплошной вал 7, на котором крепится внешний полый усеченный тонкостенный конус 8, обращенный меньшим основанием вниз. На вершине конуса расположен торообразный отражатель 9 с окнами 10. На поверхности внутреннего конуса расположены два ряда окон 11. Высота и угол наклона образующей внешнего конуса к его основанию больше, чем у внутреннего. Приводной вал 5 крепится в подшипниковом узле 12 и приводится во вращение при помощи клиноременной передачи 13 от электродвигателя 14. Приводной вал 7 вращается в подшипниковых узлах 15, расположенных внутри полого вала 5. Вращательное движение ему сообщается от электродвигателя 14 через одноступенчатый редуктор 17 и клиноременную передачу 16.

Центробежный смеситель работает следующим образом.

Сыпучие компоненты дозаторами подаются через загрузочные патрубки 4 и попадают на поверхность приемно-распределительного устройства 2, откуда равномерно ссыпаются на основание внутреннего конуса 6, где под действием сил инерции растекаются по его поверхности. При этом траектория потока относительно конуса закручена в сторону, противоположную направлению вращения. Поток, двигаясь по поверхности конуса 6 и достигнув окон 11, делится на части. Одна из них, через нижний ряд окон, опережающим потоком переходит на внешний конус 8, при этом материал закручивается в обратную сторону (фиг.2). По мере движения потока по внутренней поверхности конуса 8 происходит последовательное наложение и интенсивное перемешивание с потоками, пришедшими через второй ряд окон 11 и с вершины внутреннего конуса 6. Затем суммарная смесь достигает торообразного отражателя 9 и повторно делится на части: одна проходит через окна 10, расположенные на отражателе, а другая возвращается на внутренний конус 6, где накладывается на поток исходных компонентов, поступающих в смеситель. Таким образом, осуществляется внешняя рециркуляция. Смесь, прошедшая через окна отражателя 10, ссыпается по коническому корпусу 1 и выводится из смесителя.

Смеситель работает в оптимальном режиме в случае, если через окна 11, расположенные на поверхности внутреннего конуса 6, проходит 50% входного потока. Это обеспечивается отношением ширины окон к расстоянию между ними, равным 1:2. Относительная ширина окон на торообразном отражателе 9 влияет на величину коэффициента обратной рециркуляции, значение которого должно быть не более 20%. Поэтому ширина окна должна быть в 3-3,5 раза больше расстояния между ними.

Интенсификация процесса смешивания и сглаживание флуктуации входных потоков достигаются за счет перераспределения их по двум конусам с организацией опережающих, перекрещивающихся разреженных потоков материала, а также за счет осуществления обратной рециркуляции в смесителе.

Источники информации 1. А.с. SU 1546120 A1, 1971, В 01 F 7/26.

2. А.с. RU 2132725 С1, 1999, В 01 F 7/26.

Формула изобретения

Центробежный смеситель сыпучих материалов, содержащий вертикальный конический корпус с размещенными в нем на вертикальных, полом и сплошном, приводных валах полыми усеченными конусами, которые концентрично установлены меньшими основаниями вниз на дисках, загрузочные и выгрузочные патрубки, приемно-направляющее устройство конической формы, отличающийся тем, что на вершине внешнего конуса имеется торообразный перфорированный отражатель, а на поверхности внутреннего конуса выполнены два ряда окон, при этом внутренний и внешний конусы вращаются в противоположных направлениях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2