вибрационный смеситель

Формула изобретения

Вибрационный смеситель, содержащий днище, вертикальный корпус с закрепленной на его внутренней поверхности перфорированной спиральной лопастью, загрузочный бункер и выгрузочный патрубок, отличающийся тем, что он снабжен установленным на верхнем витке перфорированной лопасти с возможностью поворота отсекателем, вставкой по форме тела вращения, заслонкой, а загрузочный бункер выполнен по форме цилиндра, наружная поверхность которого примыкает к лопасти, образуя желоб с верхним и нижним оппозитно расположенными отверстиями в его стенке, причем вставка установлена в цилиндре на днище соосно с цилиндром, при этом заслонка смонтирована с возможностью поворота у нижнего отверстия в кольцевом желобе, образованном вставкой и цилиндром.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам непрерывного действия для приготовления композиций на основе сыпучих материалов и может найти применение в пищевой, химической, строительной и некоторых других отраслях промышленности.

Известен вибрационный смеситель [1], снабженный установленным коаксиально по оси корпуса и соединенным со штоком перевернутым цилиндрическим стаканом, на котором закреплены тарелки, перфорированным цилиндром, коаксиально размещенным в стакане, направляющей конической тарелкой, закрепленной на верхнем торце перфорированного цилиндра и проходящей через разгрузочные окна, выполненные в верхней части стакана над верхней тарелкой, и устройством перемещения компонентов, помещенным внутрь перфорированного цилиндра.

К недостаткам устройства относится его сложность, трудоемкость изготовления и значительная энергоемкость, обусловленная наличием как привода вибратора, так и привода транспортирующего шнека.

Наиболее близким техническим решением является вибрационный смеситель [2], имеющий вертикальный корпус с закрепленной на его внутренней поверхности перфорированной спиральной лопастью, коническое днище, загрузочный бункер и выгрузочный патрубок. Вибрационный смеситель снабжен двухбалансным вибратором с разнесенными массами и крепится к опорной раме с помощью фланца.

Недостатком известного устройства является низкое качество получаемой смеси. Оно обусловлено тем, что около оси аппарата образуется область, где коэффициент вибрации, являющийся отношением ускорения вибрации к ускорению свободного падения (Aw²/g), обычно меньше некоторого значения, когда возникает устойчивое вибросмешивание ингредиентов. Кроме того, в этой зоне угол вибрации, от величины которого зависит направленное движение сыпучей массы, близок к 90^o. С превышением коэффициентом вибрации порогового значения и достижением углом вибрации значений меньших 60^o происходит интенсивное виброкипение ингредиентов и их устойчивое направленное движение, что достигается на спиральной лопасти лишь в областях, непосредственно примыкающих к корпусу аппарата. Совместное действие этих двух явлений, виброкипения и движения, на рабочем органе обеспечивает заданное качество готового продукта.

Конструкция смесителя предусматривает нижнюю разгрузку готового продукта, поэтому возможен проскок части материала к выгрузочному патрубку, что снижает качество смеси.

Целью изобретения является повышение качества смеси сыпучих материалов, получаемых в вибрационном смесителе.

Поставленная цель достигается тем, что на внутренней поверхности вертикального корпуса закреплена перфорированная спиральная лопасть. Загрузочный бункер выполнен по форме цилиндра, наружная поверхность которого примыкает к перфорированной спиральной лопасти, образуя желоб. В стенке загрузочного бункера вверху и внизу - два оппозитно расположенных отверстия. Соосно с загрузочным бункером установлена вставка в виде тела вращения, в пространстве между вставкой и внутренней поверхностью цилиндрического загрузочного бункера установлена заслонка. На верхнем витке перфорированной лопасти смонтирован с возможностью поворота отсекатель.

Эксперименты, проведенные на опытном образце смесителя, показали, что наличие вставки позволяет избежать образования "застойной зоны" и организовать дополнительный регулируемый заслонкой контур рециркуляции смешиваемых материалов в пространстве между вставкой и внутренней поверхностью цилиндрического загрузочного бункера. Наличие на верхнем витке перфорированной лопасти с возможностью поворота отсекателя позволяет в широких пределах регулировать количество материала, поступающего в контур "внешнего" рецикла.

На фиг.1 показан смеситель, общий вид; на фиг.2 - смеситель, вид сверху; на фиг.3-5 - варианты изготовления вставки; в частности, на фиг.3 - вставка в виде цилиндра со сферической крышкой; на фиг.4 вставка выполнена в виде цилиндра с конусообразной крышкой; на фиг.5 - вставка в виде конуса.

На внутренней поверхности корпуса 1 закреплено перемешивающее устройство 2 в виде перфорированной спиральной лопасти. Загрузочный бункер 3 выполнен по форме цилиндра и прикреплен к днищу 4. Наружной поверхностью загрузочный бункер 3 примыкает к лопасти 2, образуя желоб. В стенке два оппозитно расположенных отверстия: нижнее 5 - на уровне днища 4, верхнее отверстие 6 - на уровне поворотного вокруг своей оси рассекателя 7, установленного на верхнем витке перемешивающего органа. Смеситель имеет выгрузочный патрубок 8, упругие элементы 9, посредством которых он присоединен к станине, и вибропривод 10. На днище 4 в загрузочном бункере 3 соосно с ним установлена вставка 11 в виде тела вращения. В образованном кольцевом зазоре-желобе у отверстия 5 установлена поворачивающаяся на оси заслонка 12.

Устройство работает следующим образом.

При включении вибропривода 10 корпус 1 с перемешивающим устройством 2 совершает сложное пространственное движение, возникающее в результате расположения упругих элементов 9 под углом к оси аппарата. Ингредиенты поступают в цилиндрический загрузочный бункер 3 сверху, или сначала на вставку 11, или сразу в кольцевой зазор-желоб между этими фигурами, где движутся под действием направленной вибрации. В процессе движения ингредиенты перемешиваются как друг с другом, так и с готовым продуктом, возвращаемым на рециркуляцию отсекателем 7 через отверстие 6. Затем эта усредненная смесь-полуфабрикат поступает через отверстие 5 на перфорированную лопасть 2. Заслонка 12, установленная в кольцевом зазоре у отверстия 5, позволяет регулировать высоту слоя сыпучего материала и величину его усреднения. В крайнем левом положении заслонка полностью перекрывает движение смеси по кругу, принудительно направляя ее в отверстие 5. В этом случае высота слоя и величина усреднения минимальны.

Попав на перфорированную спиральную лопасть 2, поток материала движется вверх по желобу, перемешивается на нем и одновременно просыпается через перфорацию на нижележащий виток, создавая таким образом контур "внутреннего" рецикла. Высота образовавшегося на лопасти виброкипящего слоя в первую очередь зависит от скорости транспортирования материала.

Рассекатель 7, установленный на верхнем витке, разделяет материал на два потока: часть смеси идет к выгрузочному патрубку 8, другая - сбрасывается через отверстие 6 загрузочного бункера в нижнюю часть аппарата, образуя при этом контур "внешнего" рецикла. С помощью рассекателя 7 можно регулировать количество материала, поступающего в контур "внешнего" рецикла. В случае периодического режима работы смесителя рассекатель 7 закрывает выгрузочный патрубок 8, и весь поток материала направляется в нижнюю часть аппарата через отверстие 6. После заполнения аппарата необходимым количеством ингредиентов и последующим достижением смесью заданного качества выгрузочный патрубок 8 открывают и выгружают готовый продукт.

Введение в конструкцию вибрационного смесителя вставки и поворачивающейся на оси заслонки, расположенных на днище внутри загрузочного бункера, позволяет повысить качество смешиваемых композиций в сравнении с прототипом, оцениваемое коэффициентом вариации V_с, до 50%.

Источники информации

1. А.с. 919720, кл. В 01 F 11/00, 15.04.1982.

2. А.с. 1472110 А2, кл. В 01 F 11/00, 15.04.1989.