RU2848729C1 - Гравитационный смеситель сыпучих материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в химической, строительной, пищевой и других отраслях промышленности. Гравитационный смеситель сыпучих материалов содержит цилиндрический корпус с коническим днищем, патрубки для загрузки исходных компонентов и выгрузки готового продукта, распределитель потока материала, выполненный в виде конуса с радиальными отверстиями на боковой поверхности и закрепленный с зазором в проекции на вертикальную плоскость относительно верхней пересыпной воронки и с зазором относительно корпуса в проекции на горизонтальную плоскость, чередующиеся по высоте верхние и нижние пересыпные воронки в виде осесимметричных высоких, начиная с наружного конуса, и низких усеченных конусов в смежных рядах, при этом верхняя пересыпная воронка состоит из перевернутых усеченных конусов, установленных большим основанием вверх, а нижняя воронка - из усеченных конусов, установленных большим основанием вниз, усеченные конусы пересыпных воронок имеют одинаковый угол наклона образующей к вертикали и установлены с кольцевым зазором относительно друг друга в проекции на горизонтальную плоскость, в смежных кольцевых зазорах закреплены изогнутые лопасти с противоположным наклоном, причем направление наклона изогнутых лопастей в кольцевых зазорах верхней и нижней пересыпных воронок противоположное, и направляющие воронки в виде перевернутого усеченного конуса, соединенные с верхним концом наружного усеченного конуса нижних пересыпных воронок, конус распределителя потока материала имеет угол наклона образующей к горизонтали, равный (1,05…1,1)ϕ, где ϕ - угол трения движения частиц исходного материала, а радиальные отверстия на его боковой поверхности расположены по концентрическим окружностям в шахматном порядке в смежных рядах, выполнены продолговатыми и имеют ширину (1,25…1,5)d _max , где d _max - максимальный диаметр частиц исходного материала, причем ширина отверстий увеличивается на 10…15% в каждом последующем ряду в направлении к нижнему основанию распределителя, а образующие усеченных конусов верхней пересыпной воронки, начиная с наружного, имеют убывающий с одинаковым шагом в интервале от 35° до 25° угол наклона к вертикали, а нижней пересыпной воронки, начиная с наружного, - возрастающий с одинаковым шагом в интервале от 25° до 35° угол наклона к вертикали. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности смешивания сыпучих материалов за счет более равномерного распределения и интенсивного перемешивания смешиваемых компонентов в продольном и поперечном сечении смесителя. 5 ил., 1 пр.

Description

Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в химической, строительной, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен гравитационный смеситель сыпучих материалов (А.С. СССР на изобретение № 1079273, Кл. B01F 3/18, 1984), содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, патрубки для загрузки исходных компонентов и выгрузки готового продукта, распределители потока материала, верхние и нижние пересыпные воронки, установленные по высоте с зазором относительно друг друга в проекции на вертикальную плоскость и направляющие воронки в виде усеченного перевернутого конуса.

Смешивание в данном смесителе осуществляется за счет многократного деления материала на отдельные потоки и последующего перераспределения этих потоков в пространстве между пересыпными воронками.

Недостатки данного смесителя заключаются в возможности застревания частиц сыпучего материала в отверстиях горизонтальной решетки и их забивания. Вследствие этого часть материала остается на решетке, что вызывает его неравномерную подачу в рабочий объем смесителя. Это является причиной неравномерного распределения смешиваемых компонентов в объеме смесителя с помощью пересыпных устройств, выполненных в виде горизонтальных решеток с рассекателями, и, как следствие, нестабильного качества смеси. Достаточно низкое качество смеси обусловлено также низкой эффективностью поперечного перемешивания частиц материала с помощью пересыпных устройств, выполненных в виде горизонтальных решеток с рассекателями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является гравитационный смеситель сыпучих материалов (патент РФ на изобретение № 2821456, Кл. B 01 F 33/301, 2024), содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, патрубки для загрузки исходных компонентов и выгрузки готового продукта, распределитель потока материала, выполненный в виде конуса с радиальными отверстиями на боковой поверхности и закрепленный с зазором в проекции на вертикальную плоскость относительно верхней пересыпной воронки и с зазором относительно корпуса в проекции на горизонтальную плоскость, чередующиеся по высоте верхние и нижние пересыпные воронки в виде осесимметричных высоких, начиная с наружного конуса, и низких усеченных конусов в смежных рядах, при этом верхняя пересыпная воронка состоит из перевернутых усеченных конусов, установленных большим основанием вверх, а нижняя воронка - из усеченных конусов, установленных большим основанием вниз, усеченные конусы пересыпных воронок имеют одинаковый угол наклона образующей к вертикали и установлены с кольцевым зазором относительно друг друга в проекции на горизонтальную плоскость, в смежных кольцевых зазорах закреплены изогнутые лопасти с противоположным наклоном, причем направление наклона изогнутых лопастей в кольцевых зазорах верхней и нижней пересыпных воронок противоположное, и направляющие воронки в виде перевернутого усеченного конуса, соединенные с верхним концом наружного усеченного конуса нижних пересыпных воронок.

Недостатки данной конструкции заключаются в возможности застревания частиц в отверстиях, а также их проскока без контакта с радиальными отверстиями одинакового диаметра на боковой поверхности конуса распределителя потока материала. Вследствие этого сыпучий материал неравномерно распределяется по поперечному сечению смесителя, что является причиной низкого качества смеси. Недостаточное качество смеси обусловлено тем, что неравномерное распределение сыпучего материала по поперечному сечению смесителя в процессе смешивания практически не уменьшается вследствие низкой сглаживающей способности гравитационных смесителей. Достаточно низкое качество смеси обусловлено также недостаточной эффективностью поперечного перераспределения частиц сыпучего материала с помощью пересыпных воронок, усеченные конусы которых имеют одинаковый угол наклона образующей.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности смешивания сыпучих материалов за счет более равномерного распределения и интенсивного перемешивания смешиваемых компонентов в продольном и поперечном сечении смесителя.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в гравитационном смесителе сыпучих материалов, содержащем цилиндрический корпус с коническим днищем, патрубки для загрузки исходных компонентов и выгрузки готового продукта, распределитель потока материала, выполненный в виде конуса с радиальными отверстиями на боковой поверхности и закрепленный с зазором в проекции на вертикальную плоскость относительно верхней пересыпной воронки и с зазором относительно корпуса в проекции на горизонтальную плоскость, чередующиеся по высоте верхние и нижние пересыпные воронки в виде осесимметричных высоких, начиная с наружного конуса, и низких усеченных конусов в смежных рядах, при этом верхняя пересыпная воронка состоит из перевернутых усеченных конусов, установленных большим основанием вверх, а нижняя воронка - из усеченных конусов, установленных большим основанием вниз, усеченные конусы пересыпных воронок имеют одинаковый угол наклона образующей к вертикали и установлены с кольцевым зазором относительно друг друга в проекции на горизонтальную плоскость, в смежных кольцевых зазорах закреплены изогнутые лопасти с противоположным наклоном, причем направление наклона изогнутых лопастей в кольцевых зазорах верхней и нижней пересыпных воронок противоположное, и направляющие воронки в виде перевернутого усеченного конуса, соединенные с верхним концом наружного усеченного конуса нижних пересыпных воронок, конус распределителя потока материала имеет угол наклона образующей к горизонтали, равный (1,05…1,1)ϕ (где ϕ - угол трения движения частиц исходного материала), а радиальные отверстия на его боковой поверхности расположены по концентрическим окружностям в шахматном порядке в смежных рядах, выполнены продолговатыми и имеют ширину (1,25…1,5) d _max (d _max - максимальный диаметр частиц исходного материала), причем ширина отверстий увеличивается на 10...15% в каждом последующем ряду в направлении к нижнему основанию распределителя, а образующие усеченных конусов верхней пересыпной воронки, начиная с наружного, имеют убывающий с одинаковым шагом в интервале от 35° до 25° угол наклона к вертикали, а нижней пересыпной воронки, начиная с наружного, - возрастающий с одинаковым шагом в интервале от 25° до 35° угол наклона к вертикали.

На фиг. 1 изображен гравитационный смеситель сыпучих материалов; на фиг. 2 - вид А на фиг.1; на фиг. 3 - узел Б на фиг. 2; на фиг. 4 - узел В на фиг.1; на фиг. 5 - узел Г на фиг.1.

Гравитационный смеситель сыпучих материалов (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5) состоит из цилиндрического корпуса 1, загрузочных 2 и 3 и разгрузочного 4 патрубков, распределителя потока материала, выполненного в виде конуса 5, закрепленного с зазором в проекции на вертикальную плоскость относительно верхней пересыпной воронки и с зазором относительно корпуса в проекции на горизонтальную плоскость. На боковой поверхности конуса 5 имеются радиальные продолговатые отверстия 6, расположенные по концентрическим окружностям в шахматном порядке в смежных рядах.

Чередующиеся по высоте верхние 7 и нижние 8 пересыпные воронки закреплены осесимметрично в цилиндрическом корпусе с зазором относительно друг друга в проекции на вертикальную плоскость. Под верхними пересыпными воронками 7 с зазором относительно них в проекции на вертикальную плоскость закреплены направляющие воронки 9 в виде перевернутого усеченного конуса, которые нижним концом соединены с верхним концом наружного усеченного конуса нижних пересыпных воронок. Верхняя и нижняя пересыпные и направляющая воронки образуют одну ступень смешивания в корпусе смесителя. Число ступеней смешивания выбирается в зависимости от требуемого качества смешивания и физико-механических свойств смешиваемых компонентов.

Верхняя пересыпная воронка 7 состоит из осесимметричных высоких 10, начиная с наружного, и низких 11 перевернутых усеченных конусов в смежных рядах, установленных большим основанием вверх с убывающим, начиная с наружного конуса, углом наклона образующей к вертикали и с зазором относительно друг друга в проекции на горизонтальную плоскость. В зазорах между конусами 10 и 11 по высоте низких конусов закреплены изогнутые лопатки 12, имеющие противоположный наклон в смежных зазорах.

Нижняя пересыпная воронка 8 состоит из осесимметричных высоких 13, начиная с наружного, и низких 14 усеченных конусов в смежных рядах, установленных большим основанием вниз с возрастающим, начиная с наружного конуса, углом наклона образующей к вертикали и с зазором относительно друг друга в проекции на горизонтальную плоскость. В зазорах между конусами 13 и 14 по высоте низких конусов закреплены изогнутые лопатки 15, имеющие противоположный наклон в смежных зазорах.

Перечисленные конструктивные признаки направлены на обеспечение равномерного распределения частиц смешиваемых компонентов по поперечному сечению смесителя и их стабильной подачи в рабочий объем смесителя с помощью конусного распределителя, имеющего продолговатые отверстия на боковой поверхности, а также более интенсивного перемешивания частиц в поперечном сечении смесителя в пересекающихся потоках в пространстве между пересыпными воронками с помощью усеченных конусов пересыпных воронок, имеющих разный угол наклона образующей к вертикали.

Гравитационный смеситель сыпучих материалов (фиг. 1 - фиг. 5) работает следующим образом.

Смешиваемые компоненты с помощью дозатора подают через загрузочные патрубки 2 и 3 в корпус 1 смесителя на конусный распределитель потока материала 5. Частицы смешиваемых компонентов проходят через продолговатые отверстия 6 на боковой поверхности конуса распределителя, равномерно распределяются по поперечному сечению корпуса 1 смесителя и направляются тонкими разрыхленными потоками в кольцевые зазоры, образованные перевернутыми усеченными конусами 10 и 11 верхней пересыпной воронки 7. В зазорах между конусами падающие частицы разрыхленных потоков контактируют с внутренними поверхностями усеченных конусов, а также с изогнутыми лопастями 12, имеющими противоположный наклон в смежных кольцевых зазорах. При ссыпании с внутренней поверхности усеченных конусов на их нижней кромке формируется поток падающих частиц сыпучего материала. При этом частицы, ссыпающиеся с внутренней поверхности высоких усеченных конусов, за счет более высокой скорости движения отклоняются на большее расстояние в радиальном направлении к центру цилиндрического корпуса смесителя и пересекаются с частицами, ссыпающимися с поверхности низких усеченных конусов и отклоняющимися на меньшее расстояние в радиальном направлении. В результате на выходе из пересыпной воронки происходит взаимное проникновение частиц пересекающихся потоков, приводящее к их перераспределению и интенсивному перемешиванию в поперечном и продольном направлении в пространстве между пересыпными воронками.

За счет различного угла наклона образующей смежных усеченных конусов верхней пересыпной воронки частицы материала при ссыпании с их нижних кромок отклоняются на разное расстояние в радиальном направлении к центральной части корпуса. При больших углах наклона образующей конусов частицы отклоняются на большее расстояние, пересекаются с частицами, ссыпающимися с поверхности соседних конусов, и интенсивно перемешиваются. С уменьшением угла наклона образующей конусов частицы отклоняются на меньшее расстояние и менее интенсивно перемешиваются. В результате за счет отклонения на большое расстояние к центру корпуса и активного взаимного проникновения частиц пересекающихся потоков, ссыпающихся с поверхности усеченных конусов с большим углом наклона образующей, происходит их перераспределение по поперечному сечению корпуса смесителя и интенсивное поперечное и продольное перемешивание в пространстве под верхней пересыпной воронкой.

При контакте частиц с изогнутыми лопастями 12 они изменяют траекторию движения, перемещаются в противоположные стороны по концентрическим окружностям в смежных кольцевых зазорах на некоторое расстояние и дополнительно перемешиваются.

Далее сыпучий материал поступает на направляющую воронку 9, с помощью которой он подается на нижнюю пересыпную воронку 8 в зону интенсивного перемешивания. Сыпучий материал попадает в кольцевые зазоры, образованные усеченными конусами 13 и 14 нижней пересыпной воронки 8, где процесс смешивания повторяется. В нижней пересыпной воронке частицы сыпучего материала движутся в ее кольцевых зазорах по наружной поверхности усеченных конусов и покидают ее через нижние отверстия кольцевых зазоров. При ссыпании с наружной поверхности усеченных конусов на их нижней кромке формируется поток падающих частиц сыпучего материала. Частицы, ссыпающиеся с наружной поверхности высоких усеченных конусов, за счет более высокой скорости движения отклоняются на большее расстояние в радиальном направлении к стенкам цилиндрического корпуса смесителя и пересекаются с потоком падающих частиц, ссыпающихся с поверхности низких усеченных конусов и отклоняющихся на меньшее расстояние в радиальном направлении. В результате происходит перераспределение частиц в пересекающихся потоках и их интенсивное поперечное и продольное перемешивание в пространстве между пересыпными воронками. За счет различного угла наклона образующей смежных усеченных конусов нижней пересыпной воронки частицы материала при ссыпании с их нижних кромок отклоняются на разное расстояние в радиальном направлении к стенкам корпуса. При меньших углах наклона образующей конусов частицы отклоняются на небольшое расстояние. пересекаются с частицами, ссыпающимися с поверхности соседних конусов, и интенсивно перемешиваются. С увеличением угла наклона образующей конусов частицы отклоняются на большее расстояние и более интенсивно перемешиваются. В результате за счет отклонения на большое расстояние к стенкам корпуса и активного взаимного проникновения частиц пересекающихся потоков, ссыпающихся с поверхности усеченных конусов с большим углом наклона образующей, происходит их перераспределение и интенсивное поперечное и продольное перемешивание в пространстве под нижней пересыпной воронкой.

Кроме того, в кольцевых зазорах нижней пересыпной воронки частицы сыпучего материала взаимодействуют с изогнутыми лопастями 15, имеющими противоположный наклон в смежных кольцевых зазорах, изменяют траекторию движения и тем самым дополнительно перемешиваются.

При взаимодействии потоков сыпучего материала, падающих с поверхностей усеченных конусов пересыпных воронок, частицы смещаются на определенное расстояние в радиальном направлении к центру (под верхней пересыпной воронкой) или к стенкам корпуса смесителя (под нижней пересыпной воронкой), и перераспределяются по кольцевым зазорам нижележащей пересыпной воронки. Из-за различных углов наклона образующей усеченных конусов пересыпных воронок организуются перекрестные потоки сыпучего материала, отклоняющиеся на разное расстояние в радиальном направлении в пространстве между воронками. При большем угле наклона образующей ссыпающиеся с поверхностей усеченных конусов пересыпных воронок частицы отклоняются на большее расстояние в радиальном направлении, что обуславливает более интенсивное их перемешивание. Под верхней пересыпной воронкой высокая интенсивность поперечного перемешивания частиц наблюдается в зоне у стенок корпуса смесителя, а под нижней пересыпной воронкой - в его центральной зоне. Вследствие такого взаимодействия частиц в пространстве под пересыпными воронками повышается интенсивность продольного и поперечного перемешивания сыпучих материалов, а также равномерность распределения частиц материала по поперечному сечению смесителя после каждой ступени смешивания.

В результате многократного повторения процесса перемешивания на последующих пересыпных воронках повышается эффективность и интенсивность процесса смешивания сыпучих материалов и достигается достаточно высокое качество готовой смеси.

Готовая смесь выгружается из смесителя через патрубок 4 в коническом днище.

Для выполнения своего функционального назначения элементы конструкции предлагаемого устройства должны отвечать следующим требованиям.

В связи со своим функциональным назначением - организовывать тонкие разрыхленные потоки падающих частиц сыпучего материала и равномерно распределять их по поперечному сечению смесителя - распределитель потока материала выполнен в виде конуса, на боковой поверхности которого имеются радиальные продолговатые отверстия, расположенные по концентрическим окружностям в шахматном порядке в смежных рядах с целью увеличения их общей световой площади. Радиальные продолговатые отверстия должны обеспечивать свободный проход частиц материала в процессе их движения по боковой поверхности конуса и иметь ширину, равную (1,25…1,5)d _max (d _max - максимальный диаметр частиц компонентов смеси). Ширина отверстий зависит от формы частиц компонентов смеси, влияющей на условия прохождения частиц через отверстия. Вследствие этого для частиц шарообразной формы ширину отверстия рекомендуется принимать равной 1,25d _max , а для частиц неправильной формы, в большей степени склонных к застреванию в отверстиях, - равный 1,5d _max . Для обеспечения свободного прохода частиц отверстия в стенке конуса рекомендуется выполнять в виде усеченного конуса, имеющего меньшую ширину, равную (1,25…1,5)d _max , на наружной поверхности конуса. Тем самым исключается возможность забивания отверстий частицами сыпучего материала.

Количество отверстий на боковой поверхности конуса распределителя определяется, исходя из условия обеспечения заданной подачи исходных компонентов в корпус смесителя на перемешивание.

Для обеспечения стабильных условий прохождения частиц сыпучего материала через отверстия конуса распределителя и равномерного их распределения по поперечному сечению смесителя при уменьшающемся количестве материала по мере его продвижения вниз по боковой поверхности конуса ширина продолговатых отверстий в каждом последующем ряду в направлении к нижнему основанию конуса должна увеличиваться на 10…15%.

С целью обеспечения стабильного движения частиц материала по боковой поверхности конуса распределителя и прохода частиц через отверстия в нем угол наклона образующей конуса к горизонтали должен быть равным (1,05…1,1)ϕ (где ϕ - угол трения движения частиц исходного материала). Как при меньших, так и при больших значениях угла наклона образующей конуса к горизонтали движение частиц по его боковой поверхности характеризуется существенной неравномерностью вследствие возможности их застревания при низкой скорости движения (при меньших значениях угла наклона) или проскока частиц материала без контакта с отверстиями на боковой поверхности конуса при высокой скорости их движения (при больших значениях угла наклона).

В связи со своим функциональным назначением - смешивать сыпучие материалы в тонких перекрестных потоках падающих частиц - угол наклона образующей усеченных конусов пересыпных воронок к вертикали выбирается из условия обеспечения оптимальных условий перемешивания частиц сыпучих материалов при их движении по боковой (внутренней на верхней пересыпной воронке и наружной на нижней воронке) поверхности конусов, а также равномерного распределения частиц, ссыпающихся с боковых поверхностей усеченных конусов, по поперечному сечению смесителя. Наиболее эффективно процесс перемешивания частиц протекает при углах наклона образующей усеченных конусов к вертикали, равных 25…35°. Однако, при одинаковых углах наклона образующей усеченных конусов к вертикали частицы материала перемещаются примерно на одинаковое расстояние в радиальном направлении. Вследствие этого имеет место достаточно низкая интенсивность продольного и поперечного перемешивания частиц в смесителе. Более интенсивное перемешивание частиц сыпучего материала по поперечному сечению смесителя наблюдается при различном угле наклона образующей усеченных конусов пересыпных воронок: уменьшающемся в верхней пересыпной воронке, начиная с наружного, с одинаковым шагом в интервале от 35° до 25° или увеличивающемся - в нижней, начиная с наружного, с одинаковым шагом в интервале от 25° до 35°. При этом из-за различных углов наклона образующей усеченных конусов пересыпных воронок организуются перекрестные потоки сыпучего материала в пространстве между воронками, характеризующиеся перемещением частиц на различное расстояние в радиальном направлении - к центру корпуса под верхней пересыпной воронкой и к стенкам корпуса под нижней пересыпной воронкой. Вследствие этого повышается интенсивность и равномерность распределения частиц материала по поперечному сечению смесителя после каждой ступени смешивания и, как следствие, эффективность процесса смешивания.

Преимущественное перемещение частиц сыпучих материалов в центральную зону смесителя в пространстве под верхней пересыпной воронкой компенсируется преимущественным их перемещением в противоположном направлении к стенкам корпуса в пространстве под нижней пересыпной воронкой. В результате частицы смешиваемых компонентов интенсивно перемешиваются в продольном и поперечном сечении смесителя, а после каждой ступени смешивания сыпучий материал равномерно распределяется по поперечному сечению смесителя и, как следствие, повышается эффективность процесса смешивания.

ПРИМЕР. В цилиндрический корпус диаметром 0,18 м и высотой 1,5 м с коническим днищем, внутри которого закреплены распределитель потока материала в виде конуса, осесимметрично корпусу каскадом с зазором относительно друг друга шесть чередующихся по высоте верхних и нижних пересыпных воронок и направляющие воронки, через загрузочные штуцера подают смешиваемые компоненты гранулированного полиэтилена диаметром 3 и 4 мм.

Конус распределителя потока материала закреплен с зазором в проекции на вертикальную плоскость относительно верхней пересыпной воронки и с зазором относительно корпуса в проекции на горизонтальную плоскость и имеет на боковой поверхности радиальные продолговатые отверстия, расположенные по концентрическим окружностям в шахматном порядке в смежных рядах. Отверстия имеют ширину, равную 5 мм и длину, равную ширине кольцевого зазора между смежными конусами пересыпной воронки (15 мм). При угле трения движения гранулированного полиэтилена ϕ =21° угол наклона образующей конуса распределителя к горизонту равен 23°.

Верхние пересыпные воронки, выполненные в виде усеченных конусов, установленных с зазором относительно друг друга в проекции на горизонтальную плоскость, закреплены осесимметрично в корпусе смесителя большим основанием вверх. Пересыпная воронка состоит из шести усеченных конусов с кольцевыми зазорами между смежными конусами равными 0,015 м. Угол наклона к вертикали образующей усеченных конусов начиная с наружного уменьшается с одинаковым шагом, равным 2°, в интервале от 35° до 25°. В кольцевых зазорах усеченных конусов установлены изогнутые лопасти с противоположным наклоном, при контакте с которыми частицы материала дополнительно перемешиваются. Диаметр большого основания пересыпных воронок равен 0,18м, а диаметр нижнего основания с учетом угла наклона образующей усеченного конуса равен 0,09 м. Высота пересыпных воронок и, соответственно, высоких усеченных конусов равна 0,08 м, а высота низких конусов равна 0,04 м.

Направляющие воронки, служащие для обеспечения равномерного распределения сыпучего материала по поперечному сечению смесителя, а также подачи частиц, движущихся у стенок корпуса, в зону активного перемешивания, выполнены в виде перевернутого усеченного конуса, закреплены на корпусе смесителя под верхней пересыпной воронкой с зазором относительно нее в проекции на вертикальную плоскость, равным 0,07 м. Нижним концом они соединены с верхним концом наружного усеченного конуса нижних пересыпных воронок. Высота направляющих воронок равна 0,05 м.

Нижние пересыпные, выполненные в виде усеченных конусов, закреплены осесимметрично в корпусе смесителя большим основанием вниз. Геометрические размеры нижних пересыпных воронок идентичны верхним. Угол наклона к вертикали образующей усеченных конусов, начиная с наружного, увеличивается с одинаковым шагом, равным 2°, в интервале от 25° до 35°.

Пересыпные воронки установлены по высоте корпуса смесителя с шагом, равным 0,07 м.

Готовая смесь выгружается из смесителя через патрубок в коническом днище корпуса.

По сравнению с известным предлагаемое устройство имеет следующие преимущества.

Использование в устройстве распределителя сыпучего материала в виде конуса с продолговатыми отверстиями на его боковой поверхности, ширина которых увеличивается на (10…15) % в каждом последующем ряду в направлении к нижнему основанию распределителя, обеспечивает практически одинаковые условия для прохождения частиц сыпучего материала через отверстия распределителя. Кроме того, при этом организуются тонкие разрыхленные потоки падающих частиц сыпучего материала и более равномерное распределение их по поперечному сечению смесителя. Вследствие этого создаются стабильные условия для заполнения пересыпных воронок, более эффективного перемешивания частиц сыпучих компонентов и получения более однородной смеси.

Каскад пересыпных воронок с различным углом наклона образующей усеченных конусов в них интенсифицирует процесс перераспределения частиц в разрыхленном потоке за счет увеличения их подвижности, а также позволяют организовать перекрестные потоки сыпучего материала с отклонением частиц на разное расстояние в радиальном направлении в пространстве между ними и тем самым повысить эффективность процесса смешивания. Происходит более равномерное перераспределение частиц сыпучего материала или в направлении центральной части корпуса смесителя под верхней пересыпной воронкой, или в направлении стенки корпуса - под нижней воронкой. Тем самым исключается сосредоточение частиц сыпучего материала в центральной или периферийной части корпуса и обеспечивается достаточно равномерное их распределение по поперечному сечению смесителя.

В результате обеспечивается более равномерное распределение частиц сыпучего материала по поперечному сечению смесителя, создаются одинаковые условия для их подачи в пересыпные воронки, достигается однородное объемное их распределение в корпусе смесителя и, как следствие, повышается эффективность их смешивания.

Основной отличительной особенностью и новизной предлагаемого технического решения является организация тонких разрыхленных потоков падающих частиц сыпучего материала и равномерное их распределение по поперечному сечению смесителя с помощью конусного распределителя, а также интенсификация процесса смешивания частиц сыпучих материалов за счет организации перекрестных разрыхленных потоков материала и их эффективного перемешивания с помощью пересыпных воронок, образующая усеченных конусов которых имеет различный угол наклона к вертикали.

Claims (1)

1. Гравитационный смеситель сыпучих материалов, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, патрубки для загрузки исходных компонентов и выгрузки готового продукта, распределитель потока материала, выполненный в виде конуса с радиальными отверстиями на боковой поверхности и закрепленный с зазором в проекции на вертикальную плоскость относительно верхней пересыпной воронки и с зазором относительно корпуса в проекции на горизонтальную плоскость, чередующиеся по высоте верхние и нижние пересыпные воронки в виде осесимметричных высоких, начиная с наружного конуса, и низких усеченных конусов в смежных рядах, при этом верхняя пересыпная воронка состоит из перевернутых усеченных конусов, установленных большим основанием вверх, а нижняя воронка - из усеченных конусов, установленных большим основанием вниз, усеченные конусы пересыпных воронок имеют одинаковый угол наклона образующей к вертикали и установлены с кольцевым зазором относительно друг друга в проекции на горизонтальную плоскость, в смежных кольцевых зазорах закреплены изогнутые лопасти с противоположным наклоном, причем направление наклона изогнутых лопастей в кольцевых зазорах верхней и нижней пересыпных воронок противоположное, и направляющие воронки в виде перевернутого усеченного конуса, соединенные с верхним концом наружного усеченного конуса нижних пересыпных воронок, отличающийся тем, что конус распределителя потока материала имеет угол наклона образующей к горизонтали, равный (1,05…1,1)ϕ, где ϕ - угол трения движения частиц исходного материала, а радиальные отверстия на его боковой поверхности расположены по концентрическим окружностям в шахматном порядке в смежных рядах, выполнены продолговатыми и имеют ширину (1,25…1,5)d _max , где d _max - максимальный диаметр частиц исходного материала, причем ширина отверстий увеличивается на 10…15% в каждом последующем ряду в направлении к нижнему основанию распределителя, а образующие усеченных конусов верхней пересыпной воронки, начиная с наружного, имеют убывающий с одинаковым шагом в интервале от 35° до 25° угол наклона к вертикали, а нижней пересыпной воронки, начиная с наружного, - возрастающий с одинаковым шагом в интервале от 25° до 35° угол наклона к вертикали.