RU2743924C1

RU2743924C1 - Mixer

Info

Publication number: RU2743924C1
Application number: RU2020127498A
Authority: RU
Inventors: Евгений Вячеславович Авакимянц; Владислав Владимирович Гордеев
Priority date: 2020-08-18
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2021-03-01

Abstract

FIELD: mixing devices.

SUBSTANCE: invention relates to mixing devices and can be used to prepare mixtures. The mixer contains housing with a cylindrical part, a drive, a shaft on which the mixer is rigidly attached. The upper and lower parts of the body are made in the form of a truncated cone. Composite paddle mixer mounted on the bottom of the housing, is made mating with the inner surface of the truncated cone and mounted for rotation on the shaft. In the middle part of the shaft, a second mixer is rigidly fixed through the hub, made in the form of two identical blades. At a distance of 1/3 of their length from the shaft, levers of the same length are pivotally mounted, the opposite ends of which are hinged on the sleeve with the possibility of its movement along the shaft. In this case, a compression spring is placed between the hub and the bushing, and an opening is made in the upper part of the truncated cone of the housing, in which a loading pipe is fixed with a moisture sensor of the loaded material inside.

EFFECT: increased mixing efficiency and eliminate stagnant zones.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к смесительным устройствам и может быть использовано для приготовления смесей.The invention relates to mixing devices and can be used to prepare mixtures.

Известен центробежный смеситель (патент RU №2505349, B01F 7/18, опубл. 27.01.2014), содержащий цилиндрический корпус с основанием, приводной вал с цапфой и закрепленными на ней криволинейными лопастями, содержащий две криволинейные отражательные лопасти, закрепленные симметрично на цапфе и обращенные выпуклой поверхностью по направлению вращения приводного вала и две криволинейные подрезающие лопасти, закрепленные симметрично на торцах кронштейна, осевая линия которого расположена перпендикулярно горизонтальной осевой линии расположения отражательных лопастей, а подрезающие лопасти образуют своей выпуклой поверхностью острый угол с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса смесителя, при этом ближняя к оси вращения кромка подрезающей лопасти и дальняя от оси вращения кромка отражательной лопасти совершают свое движение вокруг оси вращения по окружности с одинаковым радиусом. Центробежный смеситель дополнительно содержит на приводном валу цапфу с двумя отражательными лопастями, установленными перпендикулярно по отношению к основным отражательным лопастям. Высота отражательных и подрезающих лопастей составляет 20% от высоты внутренней образующей цилиндрического корпуса смесителя.Known centrifugal mixer (patent RU No. 2505349, B01F 7/18, publ. 01/27/2014), containing a cylindrical body with a base, a drive shaft with a trunnion and curved blades fixed on it, containing two curved reflective blades, fixed symmetrically on the trunnion and facing a convex surface in the direction of rotation of the drive shaft and two curved undercutting blades fixed symmetrically at the ends of the bracket, the axial line of which is located perpendicular to the horizontal axial line of the location of the reflective blades, and the undercutting blades form an acute angle with their convex surface with the inner surface of the cylindrical body of the mixer to the axis of rotation, the edge of the undercut blade and the edge of the reflective blade farthest from the axis of rotation move around the axis of rotation in a circle with the same radius. The centrifugal mixer additionally contains on the drive shaft a trunnion with two deflector blades mounted perpendicular to the main deflector blades. The height of the reflective and undercut blades is 20% of the height of the inner generatrix of the cylindrical mixer body.

Основными недостатками этого устройства являются сложность конструкции и низкая эффективность смешивания, обусловленная вовлечением в процесс смешивания единовременно лишь нижнего слоя смеси, интенсифицируя смешивание частиц лишь в малых объемах, что ведет к сегрегации смеси и повышению времени смешивания.The main disadvantages of this device are the complexity of the design and low mixing efficiency due to the involvement of only the lower layer of the mixture in the mixing process at a time, intensifying the mixing of particles only in small volumes, which leads to the segregation of the mixture and an increase in the mixing time.

Известен смеситель (а. с. СССР №1664384 МКИ B01F 7/16, Б.И. №27 23.07.91), содержащий емкость, в которой размещен вращающийся вертикальный вал с двумя ярусами лопаток и отражатель, расположенный между лопатками и закрепленный на торцах лопаток верхнего яруса, которые установлены под углом к горизонтальной плоскости. Отражатель выполнен в виде втулки, выступающей над лопатками верхнего яруса на величину не менее 0,01 ее длины, при этом лопатки нижнего яруса с противоположным наклоном относительно горизонтальной плоскости, а участок вала между лопатками выполнен с расширяющимся вниз поперечным сечением. Known mixer (A.S. USSR No. 1664384 MKI B01F 7/16, BI No. 27 07/23/91), containing a container in which a rotating vertical shaft with two tiers of blades and a reflector located between the blades and fixed at the ends blades of the upper tier, which are installed at an angle to the horizontal plane. The reflector is made in the form of a sleeve protruding above the blades of the upper tier by at least 0.01 of its length, while the blades of the lower tier have an opposite inclination relative to the horizontal plane, and the section of the shaft between the blades is made with a cross-section expanding downward.

Недостатками устройства являются сложность конструкции, возможность сегрегации в результате малой вовлеченности материала в процесс смешивания, нежелательное измельчение и возникновение пыления материала при интенсивном истирании частиц. The disadvantages of the device are the complexity of the design, the possibility of segregation as a result of the low involvement of the material in the mixing process, undesirable grinding and the occurrence of dusting of the material with intense abrasion of particles.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является коническо-цилиндрический аппарат для перемешивания суспензий (патент RU №2163838, B01F 7/16, опубл. 10.03.2001) содержащий корпус с цилиндрической и конической частями, привод и центральный вал. Аппарат в конической его части снабжен трубой, установленной коаксиально центральному валу и скрепленной с ним и имеющей в верхней части наружные и внутренние лопасти, при этом углы атаки наружных и внутренних лопастей имеют противоположное направление. The closest analogue to the claimed device is a conical-cylindrical apparatus for mixing suspensions (patent RU No. 2163838, B01F 7/16, publ. 03/10/2001) containing a housing with cylindrical and conical parts, a drive and a central shaft. The apparatus in its conical part is equipped with a pipe installed coaxially to the central shaft and fastened to it and having outer and inner blades in the upper part, while the angles of attack of the outer and inner blades have the opposite direction.

Недостатки этого устройства обусловлены сложностью конструкции, большой продолжительностью смешивания, сегрегацией материала в результате малой циркуляции между конической и цилиндрической частями корпуса. The disadvantages of this device are due to the complexity of the design, the long duration of mixing, the segregation of the material as a result of low circulation between the conical and cylindrical parts of the body.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности смешивания, получение высококачественных смесей путем исключения застойных зон при обеспечении простоты конструкции.The technical objective of the present invention is to improve the mixing efficiency, to obtain high-quality mixtures by eliminating stagnant zones while ensuring the simplicity of the design.

Техническая задача решается за счет того, что в смесителе, содержащем корпус с цилиндрической частью, привод, вал, на котором жестко крепится мешалка, согласно изобретению, верхняя и нижняя части корпуса выполнены в виде усеченного конуса, составная лопастная мешалка, установленная на дне корпуса, ответна внутренней поверхности усеченного конуса и установлена с возможностью ее вращения на валу, в средней части которого жестко закреплена через ступицу вторая мешалка, выполненная в виде двух одинаковых лопастей, на расстоянии 1/3 их длины от вала шарнирно установлены рычаги одинаковой длины, противоположные концы которых шарнирно закреплены на втулке, с возможностью ее перемещения по валу, при этом между ступицей и втулкой размещена пружина сжатия, в верхней части усеченного конуса корпуса выполнено отверстие, в котором закреплен загрузочный патрубок с датчиком влажности загружаемого материала внутри.The technical problem is solved due to the fact that in a mixer containing a housing with a cylindrical part, a drive, a shaft on which the mixer is rigidly attached, according to the invention, the upper and lower parts of the housing are made in the form of a truncated cone, a composite paddle mixer mounted on the bottom of the housing, mating with the inner surface of the truncated cone and mounted with the possibility of its rotation on the shaft, in the middle part of which the second mixer is rigidly fixed through the hub, made in the form of two identical blades, at a distance of 1/3 of their length from the shaft, levers of the same length are hinged, the opposite ends of which are pivotally attached to the bushing, with the possibility of its movement along the shaft, while a compression spring is placed between the hub and the bushing, an opening is made in the upper part of the truncated cone of the housing, in which a loading pipe is fixed with a moisture sensor of the loaded material inside.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами:The proposed device is illustrated by drawings:

На фиг. 1 – схематично изображен смеситель; на фиг. 2 – схема движения смешиваемого материала в смесителе; на фиг. 3 – схематично изображено расположение лопастей составной лопастной мешалки (разрез А-А).FIG. 1 is a schematic representation of a mixer; in fig. 2 is a diagram of the movement of the mixed material in the mixer; in fig. 3 schematically shows the arrangement of the blades of a composite paddle mixer (section A-A).

Смеситель, содержащий корпус с цилиндрической частью 1, привод 2, вал 3, на котором жестко крепится мешалка 4. Верхняя и нижняя части цилиндрического корпуса 1 выполнены в виде усеченного конуса 5.A mixer containing a housing with a cylindrical part 1, a drive 2, a shaft 3, on which the mixer 4 is rigidly attached. The upper and lower parts of the cylindrical body 1 are made in the form of a truncated cone 5.

Составная лопастная мешалка 4, установленная на дне корпуса 1, ответна внутренней поверхности усеченного конуса 5 и установлена с возможностью ее вращения на валу 3. В средней части вала 3 жестко закреплена через ступицу 6 вторая мешалка 7. Она выполнена в виде двух одинаковых лопастей 8. На расстоянии 1/3 их длины от вала 3 шарнирно закреплены рычаги 9 одинаковой длины, противоположные концы которых шарнирно закреплены на втулке 10, с возможностью ее перемещения по валу 3. М между ступицей 6 и втулкой 10 установлена пружина сжатия 11. В верхней части усеченного конуса 5 корпуса 1 выполнено отверстие 12, в котором установлен загрузочный патрубок 13, внутри которого установлен датчик влажности 14 загружаемого материала.Composite paddle mixer 4, mounted on the bottom of the housing 1, mates with the inner surface of the truncated cone 5 and mounted with the possibility of its rotation on the shaft 3. In the middle part of the shaft 3, the second mixer 7 is rigidly fixed through the hub 6. It is made in the form of two identical blades 8. At a distance of 1/3 of their length from the shaft 3, levers 9 of the same length are pivotally fixed, the opposite ends of which are hinged to the bushing 10, with the possibility of its movement along the shaft 3. M between the hub 6 and the bushing 10 there is a compression spring 11. In the upper part of the truncated the cone 5 of the housing 1 has an opening 12, in which a loading nozzle 13 is installed, inside which a moisture sensor 14 of the loaded material is installed.

Привод 2 содержит электродвигатель 15, вал которого, например, через ременную передачу 16 соединен с валом 3 смесителя. Смеситель содержит блок управления 17, электрически соединенный с дозирующим устройством 18 и датчиком влажности 14. При этом блок управления 17 управляет частотой вращения электродвигателя 15.The drive 2 contains an electric motor 15, the shaft of which, for example, through a belt drive 16, is connected to the mixer shaft 3. The mixer contains a control unit 17, which is electrically connected to a dosing device 18 and a humidity sensor 14. In this case, the control unit 17 controls the rotational speed of the electric motor 15.

Смеситель работает следующим образом. The mixer works as follows.

В блоке управления 17 задается программа учитывающая влажность загружаемого материала и управляющая частотой вращения электродвигателя 15 в зависимости от физико-механических свойств смешиваемого материала, что обеспечивает создание турбулентного потока материала. Компоненты смешиваемого материала поочередно загружаются в смеситель, при этом блок управления 17 подает сигнал дозирующему устройству 18 на осуществление загрузки смешиваемого материла. Смешиваемый материал, загружаясь в смеситель, проходит через датчик влажности 14, информация с которого подается на блок управления 17, после чего блок управления 17 осуществляет расчет дозирования по сухому веществу и дает сигнал дозирующему устройству 18 осуществить соответствующую корректировку. После окончания загрузки смешиваемого материала блок управления 17 задает частоту вращения электродвигателя 15, который приводит вал 3 , например, с помощью ременной передачи 16, тем самым начиная процесс смешивания. Диапазон непрерывного изменения скорости вращения вала 3 предопределяется физико-механическими свойствами смешиваемого материала и условием цикличного перемещения лопастей 8 мешалки 7 по обозначенной траектории с занятием лопастями 8 попеременно конечных положений. В ходе работы устройства смешиваемый материал из нижней части захватывается мешалкой 4 и направляется вверх вдоль стенок корпуса смесителя. При этом на это движение смешиваемого материала непрерывно воздействует поток смешиваемого материала, создаваемый лопастями 8 мешалки 7, который разрушает равномерный поток создаваемый мешалкой 4 интенсифицируя движение частиц смешиваемого материала и обеспечивая смешивание в кипящем слое, при этом исключается образование зон сегрегации и разрушается сводообразование. In the control unit 17, a program is set that takes into account the moisture content of the loaded material and controls the speed of rotation of the electric motor 15, depending on the physical and mechanical properties of the mixed material, which ensures the creation of a turbulent flow of the material. The components of the mixed material are alternately loaded into the mixer, while the control unit 17 sends a signal to the dosing device 18 to load the mixed material. The mixed material, being loaded into the mixer, passes through the moisture sensor 14, the information from which is fed to the control unit 17, after which the control unit 17 calculates the dosing by dry matter and gives a signal to the dosing device 18 to make the appropriate adjustment. After finishing the loading of the mixed material, the control unit 17 sets the speed of the electric motor 15, which drives the shaft 3, for example, using a belt drive 16, thereby starting the mixing process. The range of continuous variation of the speed of rotation of the shaft 3 is predetermined by the physical and mechanical properties of the mixed material and the condition of the cyclic movement of the blades 8 of the mixer 7 along the indicated trajectory with the blades 8 alternately occupying the end positions. During operation of the device, the mixed material from the bottom is captured by the mixer 4 and directed upward along the walls of the mixer body. At the same time, this movement of the mixed material is continuously influenced by the flow of the mixed material created by the blades 8 of the mixer 7, which destroys the uniform flow created by the mixer 4, intensifying the movement of the particles of the mixed material and providing mixing in the fluidized bed, while eliminating the formation of segregation zones and destruction of bridging.

Claims

A mixer containing a housing with a cylindrical part, a drive, a shaft on which the mixer is rigidly fixed, characterized in that the upper and lower parts of the housing are made in the form of a truncated cone, a composite paddle mixer mounted on the bottom of the housing is in response to the inner surface of the truncated cone and is installed with the possibility of its rotation on the shaft, in the middle part of which the second mixer is rigidly fixed through the hub, made in the form of two identical blades, at a distance of 1/3 of their length from the shaft, levers of the same length are hinged, the opposite ends of which are hinged on the sleeve with the possibility of its movement along the shaft, while a compression spring is placed between the hub and the bushing, an opening is made in the upper part of the truncated cone of the housing, in which a loading branch pipe is fixed with a moisture sensor of the loaded material inside.