Способ смешения сыпучих материалов

Авторы патента:

Таршис Михаил Юльевич (RU)

Зайцев Анатолий Иванович (RU)

Волков Максим Витальевич (RU)

B01F3/18 - твердых веществ с твердыми веществами

Владельцы патента RU 2503489:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к переработке сыпучих материалов, и может быть использовано в химической, торфоугольной, строительной промышленностях, и касается способа смешения сыпучих материалов. Способ включает дозирование исходных компонентов, послойную поочередную укладку компонентов горизонтальными кольцевыми слоями между стенками эластичной емкости и соосной ей кольцевой перегородки, деформацию емкости приводным устройством путем возвратно-поступательного перемещения внешнего среза емкости вдоль ее оси и выгрузку готовой смеси. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса за счет сочетания в нем систематического смешивания с диффузионным смешиванием, возникающим при циркуляции компонентов в радиальном направлении. 6 ил., 1 пр.

Изобретение относится к переработке сыпучих материалов и может быть использовано в химической, строительной, торфоугольной и в некоторых других отраслях промышленности для приготовления сыпучих смесей.

Известен способ смешения сыпучих материалов (пат.России №2329095 Россия, опубл. 20.07.2008, бюл. №20, МПК В01F 3/18), включающий дозирование исходных компонентов, послойную поочередную укладку компонентов между стенками эластичной емкости и вертикальной перегородки, периодическую деформацию емкости в радиальном направлении с двух противоположных сторон и выгрузку готовой смеси.

Перегородка изготовлена в виде вертикальных спиральных лент. Между ними послойно распределяются смешиваемые компоненты, что приводит к увеличению поверхности контакта фаз и росту однородности получаемой смеси. Окончательное смешивание компонентов происходит при периодическом воздействии на них эластичных стенок емкости, деформирующихся при ее вращении.

Однородность смеси, получаемой этим способом, сравнительно невысока из-за незначительного воздействия на слои, расположенные в центре емкости. Кроме того, процесс может быть недостаточно эффективным вследствие незначительности перемешивающего воздействия радиального направления на вертикально расположенные в емкости слои смеси, особенно слои, находящиеся в центральной части емкости.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ смешения сыпучих материалов (Пат. России №2380148 Россия, опубл. 27.01.2010, бюл. №3, МПК В01F 3/18), включающий дозирование исходных компонентов, послойную поочередную укладку компонентов горизонтальными кольцевыми слоями между стенками эластичной емкости и соосной ей кольцевой перегородки, периодическую деформацию емкости приводным устройством и выгрузку готовой смеси.

Однородность смеси, получаемой этим способом, как и в предыдущем способе, снижается из-за сравнительно небольшого воздействия на слои, прилегающие к кольцевой перегородке (интенсивность перемешивающего воздействия падает от периферии к центру емкости). Кроме того, при смешивании некоторых компонентов процесс может быть малоэффективным вследствие незначительности перемешивания (перетасовки) слоев, отстоящих друг от друга по вертикали емкости.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности процесса смешивания.

Для решения поставленной задачи предлагается способ смешения сыпучих материалов, включающий дозирование исходных компонентов, послойную поочередную укладку компонентов горизонтальными кольцевыми слоями между стенками эластичной емкости и соосной ей кольцевой перегородки, периодическую деформацию емкости приводным устройством путем возвратно-поступательного перемещения внешнего среза емкости вдоль ее оси и выгрузку готовой смеси.

На фиг.1 показан общий вид устройства для осуществления предлагаемого способа смешения сыпучих материалов.

На фиг.2 показана емкость в момент окончания послойной укладки в нее компонентов. На фиг.3 показана циркуляция компонентов в емкости. На фиг.4 показано начало перегрузки смеси во вспомогательную емкость. На фиг.5 показан момент окончания перегрузки смеси во вспомогательную емкость. На фиг.6 показан момент выгрузки готовой смеси из устройства.

Устройство для осуществления способа смешения сыпучих материалов (фиг.1) содержит эластичную емкость 1, внутренний срез которой закреплен на раме 2, а наружный - связан с приводом возвратно-поступательного движения посредством тросов 3, огибающих шкивы 4 и подвешенную на раме 2 эластичную емкость 5, в нижней части которой установлен затвор 6, также соединенный с приводом возвратно-поступательного движения посредством троса 7, огибающего шкив 8. Устройство также включает (дозаторы) патрубки подачи компонента 9, 10 и транспортер 11.

Первый компонент (А) через один из патрубков 9 поступает в дополнительную емкость 5. При включении привода возвратно-поступательного движения трос 7 перемещает затвор 6 вверх и емкость 5 деформируется с образованием кольцевой впадины, внутри которой располагается компонент А. Эта впадина (деформационная волна) перемещается вверх. Находящийся в ней компонент А равномерно распределяется по окружности, образуя кольцевой слой. Когда впадина (деформационная волна) достигает внутреннего среза емкости 1, находящийся в ней компонент А пересыпается в емкость 1, образуя в ней кольцевой слой. Затем затвор 6 опускается, емкость 5 принимает исходную форму и в нее через патрубок 10 подается компонент Б. Цикл повторяется, и слой компонента Б оказывается в емкости 5 сверху слоя компонента А. После нескольких циклов емкость 1 оказывается послойно загруженной компонентами А, Б (фиг.2). Затем включается привод троса 3, связанного с внешним срезом емкости 1. При перемещении внешнего среза емкости 1 вертикально вверх компоненты, находящиеся в ней, начинают циркулировать в радиальных плоскостях и активно смешиваются (фиг.3). Их движение сходно с движением компонентов в барабанном смесителе с гладким цилиндрическим корпусом. При изменении направления движения привода (движении вниз) меняется направление циркуляции смеси. При увеличении амплитуды свыше определенного значения начинается перегрузка смеси компонентов в камеру 5 (фиг.4), откуда готовая смесь через затвор 6 выгружается на конвейер 11 (фиг.6).

Предлагаемый способ позволяет повысить однородность получаемой смеси за счет выравнивания колебаний концентрации компонентов в емкости в радиальном направлении. Это обеспечивается за счет организации циркуляции (в радиальном сечении) предварительно послойно загруженных смешиваемых компонентов. Сочетание систематического смешивания, обеспечивающего выравнивание концентрации компонентов по окружности кольцевого объема смеси, находящейся в емкости, а также значительно развитой поверхности контакта смешиваемых компонентов в слоях с диффузионным смешиванием (возникающим при циркуляции компонентов в радиальном направлении) позволяет существенно повысить эффективность процесса смешивания.

Пример

Приготовление двухкомпонентной смеси в устройстве с емкостью с внешним диаметром 400 мм, внутренним диаметром 150 мм и начальной высотой 150 мм.

Свойства частиц первого компонента: насыпная плотность - 419 кг/м³(гранулированный силикагель), средний диаметр частиц - 2,75 мм. Свойства частиц второго компонента: насыпная плотность - 1500 кг/м³ (речной песок), средний диаметр частиц - 1,25 мм. Объем загрузки Q=10000 см³. Объем загрузки компонентов Q₁=6000 см³, Q₂=4000 см³.

При объеме загрузки слоя 1000 см³ коэффициент неоднородности смеси, полученной после 10 деформационных циклов эластичной емкости, составляет 7%. При объеме загрузки слоя 500 см³ коэффициент неоднородности смеси, полученной после 10 деформационных циклов эластичной емкости, составляет 5%.

Способ смешения сыпучих материалов, включающий дозирование исходных компонентов, послойную поочередную укладку компонентов горизонтальными кольцевыми слоями между стенками эластичной емкости и соосной ей кольцевой перегородки, периодическую деформацию емкости приводным устройством и выгрузку готовой смеси, отличающийся тем, что деформацию осуществляют путем возвратно-поступательного перемещения внешнего среза емкости вдоль ее оси.

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в технологии приготовления пиротехнических составов со стабильными рабочими характеристиками.

Способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету // 2495398

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к переработке сыпучих материалов, в том числе содержащих наноструктурированные компоненты, и может быть применено в химической, строительной, пищевой, фармацевтической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности.

Способ приготовления смеси сыпучих материалов и смеситель для его осуществления // 2483790

Изобретение относится к области переработки сыпучих материалов для использования в химической, строительной, пищевой, фармацевтической промышленности и касается способа приготовления смеси сыпучих материалов и смесителя для его осуществления.

Линия для смешивания сыпучих смесей // 2481147

Изобретение относится к области приготовления смесей сыпучих компонентов и может быть использовано в комбикормовой, пищевой и других отраслях промышленности. .

Способ непрерывного приготовления многокомпонентных смесей и устройство для его реализации // 2478420

Смеситель // 2471540

Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано для приготовления сухих сыпучих смесей с резко различающимися физико-механическими свойствами ингредиентов.

Смеситель сыпучих материалов периодического действия // 2465043

Изобретение относится к смесителям и может быть использовано для смешения сыпучих материалов в комбикормовой промышленности. .

Смеситель сыпучих материалов периодического действия // 2463101

Агрегат для смешения сыпучих материалов // 2458732

Установка для изготовления и фасовки сухих смесей // 2429061

Изобретение относится к устройствам для смешивания сухих сыпучих материалов, в частности, к установкам для изготовления и фасовки сухих смесей и может быть использовано в областях народного хозяйства, например, для смешивания сухих строительных смесей.

Агрегат для смешения сыпучих материалов // 2519368

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Агрегат содержит устройства загрузки и выгрузки, шнек, имеющий симметрично расположенные спирали с противоположным направлением витков. На внутренней поверхности корпуса шнека установлены выступы. К центральной части корпуса шнека в зоне стыковки спиралей подсоединен наклонный патрубок с цилиндрической камерой, в которой размещен барабан с чередующимися в окружном направлении цельными и раздельными радиальными эластичными элементами. В зоне выхода из цилиндрической камеры установлен отбойник с возможностью регулирования угла наклона к вертикальной плоскости. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса смешения влажных и склонных к слипанию материалов. 5 ил.

Способ диспергирования наночастиц // 2520477

Изобретение относится к способу диспергирования синтетических или натуральных наночастиц и нанокомпозитных материалов, способу получения иерархических структур и их применению в различных отраслях, включая керамические материалы, покрытия, полимеры, строительство, краски, катализаторы, лекарственные средства и порошковые материалы в целом. Способ включает перемешивание наночастиц с размером меньше чем 100 нм, в сухой среде в низкоскоростном вибраторном смесителе. Технический результат состоит в снижении агломерации частиц. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 18 ил., 5 пр.

Устройство для смешения сыпучих материалов // 2522645

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Устройство содержит устройства загрузки и выгрузки, раму, на которой установлена горизонтальная емкость, образованная закрепленными на валах дисками и охватывающей их бесконечной лентой, натяжными и приводными роликами, горизонтальная емкость состоит из двух частей - верхней и нижней ветвей, на обеих поверхностях бесконечной ленты размещены спиральные направляющие, имеющие на разных сторонах противоположное направление витков. На ее краях выполнены пересыпные и разгрузочные окна, причем в зоне окон установлен наклонный лоток, на валах закреплены перемешивающие приспособления из эластичных элементов, расположенных по спирали, а к торцевым частям бесконечной ленты прикреплены тяговые цепи, а диски, приводные и натяжные ролики выполнены в виде звездочек, контактирующих с тяговыми цепями. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса смешения влажных и склонных к слипанию материалов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Агрегат для смешения сыпучих материалов // 2522652

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Агрегат содержит корпус, устройства загрузки и выгрузки, распылители, ленточный транспортер. Распылители выполнены в виде цилиндроконических камер, установленных с возможностью изменения угла наклона к вертикальной оси. В зоне выхода из цилиндроконических камер размещены устройства регулирования формы потоков сыпучих сред, а в боковых частях к цилиндроконическим камерам подключены устройства загрузки материалов в виде патрубков со шнеками. В верхней зоне распылители связаны с воздуходувкой. Ленточный транспортер выполнен с устройством регулировки по высоте. Изобретение обеспечивает высокое качество смешения сыпучих материалов, склонных к агрегатированию, материалов, массовые доли которых различаются на порядок и более. 3 ил.

Смеситель сыпучих материалов гравитационного типа // 2526963

Изобретение предназначено для перемешивания сыпучих материалов в различных отраслях промышленности. Смеситель сыпучих материалов гравитационного типа содержит неподвижный вертикальный корпус прямоугольного сечения, внутри которого расположены друг над другом наклонные лотки. В верхней части корпуса установлены устройства загрузки, а в нижней - устройства выгрузки. Угол наклона лотков к горизонтали возрастает от верхнего лотка к нижнему. Каждый из лотков сообщается с дополнительными устройствами загрузки одного из материалов. На поверхностях лотков выполнены продольные ручьи треугольного сечения. Технический результат - повышение эффективности процесса смешения. 2 ил.

Агрегат для смешения сыпучих материалов // 2527465

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Агрегат для смешения сыпучих материалов содержит ленточный транспортер с приводом, размещенные над лентой дозаторы, отбойные элементы и валики с радиальными эластичными элементами, снабженные приводом вращательного движения, дозаторы и валики установлены попарно поперек ленты, эластичные элементы размещены на поверхностях валиков по спирали, и после первых по ходу ленты дозаторов расположены регулируемые, выравнивающие слой материала устройства. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса смешения влажных и склонных к слипанию материалов. 2 ил.

Способ изготовления изделий из графитсодержащего нанокомпозита и трибохимический диспергатор для его осуществления // 2534235

Группа изобретений может быть использована при изготовлении материалов для электротехнической и химической промышленности. Графитсодержащий компонент смешивают с наполнителем на основе каолина, проводят сухое перемешивание с одновременным диспергированием последовательно в барабанном и центробежном смесителях. После этого вводят омагниченный водный раствор алюмоборфосфатного концентрата, содержащего поверхностно-активное вещество, и проводят влажный замес в шнековом смесителе. Затем осуществляют обработку полученной массы в трибохимическом диспергаторе в условиях вакуумирования и всестороннего обжатия до давлений 5-20 МПа. Трибохимический диспергатор включает герметичный пустотелый цилиндрический корпус 40, имеющий фланцы 41 и 42 на торцах, проницаемый поршень 44 со штоком 45, привод 46 возвратно-поступательного перемещения, средство вакуумирования полости 43, два вакуумных затвора 471 и 472. Поршень 44 представляет собой пакет прилегающих друг к другу пар металлических сеток, имеющих разный размер ячеек, размещенный между двумя защитными решетками 445. Из обработанной массы формуют изделия и термообрабатывают их. Обеспечивается воспроизводимость удельного электрического сопротивления в изделиях в диапазоне от 0,005 до 5000 Ом·см при достижении плотности тока более 30 А/см2. Масса нанокомпозита приобретает изотропные свойства и пластичность. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 пр.

Способ диспергирования нано- или микрочастиц, их смешения с частицами полимера и устройство для его реализации // 2541496

Изобретение относится к способу диспергирования нано- и микрочастиц, их смешения с частицами полимера с целью введения нано- и микрочастиц в полимерную матрицу, используемую для создания изделий из модифицированных полимерных материалов, и может быть использовано в устройствах серийного производства указанных изделий. Техническим результатом изобретения является повышение качества смешения нано- или микрочастиц и частиц полимера. Способ диспергирования заключается в подаче нано- или микрочастиц с частицами полимера в зону смешения, их смешении в зоне смешения; одновременно со смешением нано- или микрочастиц в зоне смешения, выполненной в виде барабана, осуществляют диспергирование нано- или микрочастиц, барабан вращают от привода на двух пространственных кривошипах со скрещивающимися под углом 25-65 градусов геометрическими осями шарниров и скрещивающимися под углом 145-178 градусов осями их вращения с отношением длины кривошипов к кратчайшему расстоянию между осями их вращения, равному отношению синусов углов скрещивания их геометрических осей шарниров для осуществления процессов диспергирования и смешения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ непрерывного приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов // 2542241

Изобретение относится к области переработки сыпучих материалов и может быть использовано для непрерывного приготовления многокомпонентных смесей в химической и других родственных с ней отраслях промышленности. Способ включает в себя непрерывное дозирование компонентов, их загрузку в смеситель на расстоянии от места выгрузки, пропорциональном насыпным плотностям и/или размерам частиц, смешивание и выгрузку готовой смеси. Загрузку каждого из компонентов осуществляют непрерывно по длине смесителя, вплоть до разгрузочного края барабана. Непрерывную загрузку компонентов по длине барабана осуществляют неравномерно, весь период загрузки каждого ключевого компонента разбивается не менее чем на три неравных участка и в соответствии с тем, является ли в соответствующей области циркуляционного контура концентрация ключевого компонента повышенной или пониженной, изменяется интенсивность загрузки. Устройство для осуществления предложенного способа содержит смеситель непрерывного действия, дозаторы компонентов, узлы загрузки компонентов и выгрузки готовой смеси. Устройство снабжено n-1 перфорированными трубами, установленными внутри смесителя вдоль его оси, с приводами вращения. На перфорированной трубе с возможностью фиксированного поворота установлены перфорированные обечайки. В исходном положении все отверстия в обечайках совпадают с отверстиями в трубе. Каждая из перфорированных обечаек разделена не менее чем на три неравных части с независимой возможностью поворота относительно трубы, причем каждая из них снабжена приводом ее фиксированного поворота относительно трубы. Изобретение позволяет повысить качество готовой смеси. 7 ил.

Вибрационная установка для смешивания сыпучих материалов // 2548187

Изобретение относится к устройствам для смешивания. Вибрационная установка содержит упруго установленную на основании рабочую камеру. Снабженная приводом рабочая камера выполнена пустотелой в виде карманов многогранной формы и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех пустотелых секций. Секции выполнены в виде пустотелого кругового сектора с четырьмя пустотелыми прямолинейными секциями, причем четыре секции, выполненные в виде пустотелого кругового сектора, изготовлены из полосы, свернутой в кольцо с многогранной поверхностью и образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами. Стороны расположены параллельно друг другу с образованием подсекций. Подсекции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого кругового сектора, выполненного с многозаходной винтовой поверхностью. Четыре пустотелые прямолинейные секции изготовлены, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, с образованием параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны. В вибрационной установке обеспечивается расширение технологических возможностей. 14 ил.