Способ смешения сыпучих материалов

Способ смешения сыпучих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к переработке сыпучих материалов и может быть использовано в химической, торфоугольной, строительной и ряде других отраслей промышленности для приготовления смесей с резко различающимися физико-механическими свойствами компонентов.

Известен способ приготовления смеси сыпучих материалов и установка для его осуществления (а.с. СССР №1719042, опубл. 15.03.92, бюл. №10, МПК В01F 3/18). Способ включает загрузку компонентов в эластичные цилиндрические емкости, дозирование, деление их на микрообъемы и послойную укладку во вращающуюся цилиндрическую емкость с помощью распределительного устройства.

Однородность получаемой таким способом смеси определяется точностью дозирования компонентов и, следовательно, размером и точностью установки зазора между поверхностью смеси (или дном емкости) и срезом патрубка распределительного устройства. Однородность смеси снижается из-за отсутствия стадии воздействия на нее после укладки в емкость. Качество смеси также зависит от колебаний скорости вращения емкости. Недостатком этого способа является низкая производительность процесса смешивания.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ смешения сыпучих материалов (а.с. СССР №1197713, опубл. 15.12.85, бюл. №46, МПК В01F 3/18), включающий загрузку компонентов в эластичную цилиндрическую емкость между вертикальными перегородками, извлечение перегородок из емкости и вращение ее с одновременным обжатием в радиальном направлении с двух противоположных сторон, выгрузку готовой смеси.

Недостатком данного способа является невысокая однородность получаемой смеси и значительная продолжительность процесса. Это связано с тем, что после загрузки компонентов между вертикальными перегородками и извлечения перегородок из емкости поверхность контакта смешиваемых компонентов невысока, отсутствует этап укладки компонентов с одновременным созданием развитой поверхности их контакта. Если используется большое число перегородок, то процесс загрузки становится сложным и слишком продолжительным.

Задачей данного изобретения является повышение качества смеси и скорости процесса смешивания.

Для решения поставленной задачи предлагается способ смешения сыпучих материалов, включающий загрузку компонентов в вертикальную эластичную цилиндрическую емкость между вертикальными перегородками с одновременным вращением емкости и перегородок, распределение компонентов между перегородками спиральными слоями от периферии к центру, извлечение перегородок, вращение эластичной емкости с одновременным обжатием ее в радиальном направлении с двух противоположных сторон, выгрузку готовой смеси.

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

На фиг.2 показан разрез А-А устройства для осуществления предлагаемого способа смешения сыпучих материалов. Здесь устройство изображено в момент загрузки компонентов А и Б в эластичную емкость.

На фиг.3 дан вид устройства сверху, на котором показаны только эластичная камера с компонентами А и Б после их послойной загрузки, извлечения перегородок и деформации камеры рабочей лентой.

Устройство для осуществления способа смешения сыпучих материалов (фиг.1-3) содержит эластичную цилиндрическую емкость 1, размещенную на основании 2 посредством оси 3, установленной в подшипниковом узле 4. Емкость 1 охватывается транспортерной лентой 5, огибающей ролики 6, также установленные с возможностью вращения на основании 2. Один из роликов соединен с приводом 7, а другой - с натяжным устройством 8. Внутри емкости 1 размещены вертикальные спиральные ленты 9, жестко связанные с диском 10, над которым установлена крышка 11 с захватом, связанная вертикальным стержнем с механизмом возвратно-поступательного движения (не показан). Устройство содержит также бункеры загрузки компонентов 13 и 14, установленные на неподвижной стойке 15 и сообщенные гофрированными эластичными патрубками с емкостью 1 через отверстия в крышке 11 и диске 10.

Между емкостью 1 и основанием 2 установлена заслонка 16, под которой находится патрубок разгрузки смеси 17.

Компоненты А и Б, загружаемые через патрубки 13 и 14, движутся по гофрированным эластичным патрубкам. При вращении роликов 6 от привода 7 начинает движение лента 5 и передает вращение емкости 1 со спиральными лентами 9 и диском 10. При совпадении отверстий в крышке 11 и диске 10 компоненты поступают в емкость 1 между соседними витками спиральных лент 9, захватываются ими и движутся к центру емкости. При этом компоненты распределяются в виде спиральных слоев, разделенных лентами 9 и не контактирующих друг с другом. После этого привод 7 выключается, и спиральные ленты 9 извлекаются с помощью механизма возвратно-поступательного движения, связанного со стержнем 12. Распределение слоев компонентов после извлечения из емкости 1 лент 9 показано на фиг.3. Затем с помощью натяжного устройства 8 изменяется расстояние между осями валков 6 и обеспечивается необходимая деформация эластичной емкости 1. Окончательное смешивание компонентов происходит при вращении емкости 1 от привода 7. При этом осуществляется радиальное воздействие на компоненты лентами 5. Выгрузка смеси происходит через патрубок разгрузки 17 при открытой заслонке 16, то есть когда совпадают отверстия в камере 1 и заслонке 16 с патрубком 17.

Предлагаемый способ позволяет существенно повысить однородность получаемой смеси, сократить время смешивания за счет сочетания систематического смешивания, при котором значительно повышается поверхность контакта перерабатываемых фаз, с последующим силовым (сдвиговым) воздействием на смесь. Увеличение поверхности контакта перерабатываемых компонентов достигается тем, что они сначала распределяются спиральными слоями между спиральными лентами по всей высоте эластичной емкости. Затем ленты извлекаются, а эластичная емкость подвергается обжатию в радиальном направлении с двух противоположных сторон.

Способ также позволяет решить проблему быстрой загрузки компонентов в необходимом соотношении, которая осуществляется при одновременном вращении эластичной емкости.

Пример

Приготовление двухкомпонентной смеси в устройстве с эластичной емкостью диаметром 600 мм и высотой 420 мм. Число витков двухзаходной спиральной ленты - 6.

Угловая скорость вращения эластичной емкости при загрузке компонентов и после извлечения спиральной перегородки ω=π рад/с (30 об/мин). 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=18000 см³ Объем загрузки компонентов Q₁=9000 см³, Q₂=9000 см³.

Коэффициент неоднородности смеси, полученной после укладки смеси спиральными слоями и выгрузки, составляет 9%.

Коэффициент неоднородности смеси, полученной после 20 оборотов емкости, составляет 4,5%. При дальнейшем вращении емкости роста коэффициента неоднородности не происходит.

Способ смешения сыпучих материалов, включающий загрузку компонентов в вертикальную, эластичную цилиндрическую емкость между вертикальными перегородками, извлечение перегородок из емкости и вращение ее с одновременным обжатием в радиальном направлении с двух противоположных сторон, выгрузку готовой смеси, отличающийся тем, что на стадии загрузки компонентов одновременно вращают эластичную емкость вместе с перегородками и распределяют между ними компоненты спиральными слоями от периферии к центру.