Барабанный смеситель

Название	Барабанный смеситель
Разработчик (Авторы)	Светлов Сергей Алексеевич, Светлова Татьяна Сергеевна
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2725232
Дата регистрации	30.06.2020
Правообладатель	федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ). Отдел научно-исследовательской работы сотрудников и преподавателей (ОНИРСиП)
Область применения (класс МПК)	B01F 9/02 (2006.01)

Описание изобретения

Техническое решение относится к области устройств для смешивания и измельчения различных сыпучих порошкообразных материалов и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен барабанный смеситель [1], включающий вращающийся барабан, на внутренней поверхности которого по периметру установлены лопасти, при этом расстояние от стенки барабана до свободного конца лопасти для четных и нечетных лопастей различно. Недостатками данного смесителя является неудовлетворительное качество смешивания, наличие застойных зон, длительный цикл смешивания, большие энергетические затраты на единицу готовой смеси.

Известен смеситель [2], содержащий горизонтальный барабан с приводом, снабженный рабочим органом в виде закрепленных на валу барабана лопастей, обращенных попеременно гранями и ребрами к плоскости их вращения. К недостатку данного устройства можно отнести отсутствие горизонтального продольного перераспределения материала в корпусе, что увеличивает время смешивания компонентов и снижает однородность получаемой смеси. Указанный смеситель не обеспечивает приготовление смеси требуемого качества.

Известен аппарат для смешивания пищевых материалов [3], содержащий роторный контейнер, вращающийся на горизонтальной оси, содержащий пару подвижных элементов, установленных внутри контейнера, каждый из которых состоит из перфорированной пластины. Недостатками данного устройства являются: плохое смешивание компонентов смеси около стенок контейнера, со стороны пластин, из-за наличия застойных зон; небольшая рабочая поверхность взаимодействия (контакта) перфорированных пластин с компонентами смеси, не обеспечивающая эффективное перераспределение компонентов смеси внутри контейнера; неудовлетворительное качество получаемой смеси.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является барабанный смеситель [4], содержащий цилиндрический корпус с цапфой и крышкой, вал, на котором установлен корпус, подшипниковую опору, привод, поворотную раму и перемешивающее устройство, состоящее из перекрещивающихся перфорированных перегородок, размещенных внутри корпуса вдоль его оси, закрепленных на крышке и установленных с зазором относительно стенок корпуса. Между перфорированными перегородками установлены неперфорированные перегородки, при этом ширина неперфорированных перегородок меньше, чем перфорированных. К недостатку данного смесителя можно отнести плохое смешивание сыпучих материалов, склонных к образованию агломератов и комкованию.

Предлагаемое техническое решение направлено на усовершенствование конструкции барабанного смесителя. Задачей смесителя является повышение качества получаемой смеси из сыпучих материалов и улучшения условий приготовления смеси. Техническое решение позволит повысить качество получаемой смеси за счет интенсификации процесса смешивания компонентов, измельчения и истирания частиц сыпучих материалов при использовании распределительных устройств в виде перекрещивающихся изогнутых перфорированных лопастей с разной перфорацией, расположенных внутри корпуса смесителя, между которыми находятся мелящие тела, предназначенные для улучшения процесса смешивания за счет измельчения и истирания компонентов смеси.

Предлагаемый барабанный смеситель содержит цилиндрический корпус с цапфой и крышкой, вал, на котором установлен корпус, подшипниковую опору, привод, поворотную раму и перемешивающее устройство, которое состоит из перекрещивающихся перфорированных лопастей, размещенных внутри корпуса и закрепленных на крышке. Перемешивающее устройство установлено с зазором относительно стенок корпуса и расположено вдоль оси корпуса. Лопасти выполнены изогнутыми в направлении вращения корпуса, имеют различную перфорацию и между лопастями расположены мелящие тела в виде шаров, цилиндрических роликов или стержней. Лопасти изогнуты по радиусу, центр которого находится на предыдущей лопасти.

Использование в корпусе смесителя перекрещивающихся перфорированных лопастей, изогнутых в направлении вращения корпуса, расположенных вдоль оси корпуса, позволяет захватывать сыпучую смесь со стенок корпуса и поднимать ее в верхнюю часть корпуса, изменяя траекторию и скорость движения потоков смеси в корпусе смесителя, способствуя интенсивному смешиванию компонентов. Наличие между лопастями мелящих тел в виде шаров, цилиндрических роликов или стержней ускоряет процесс перемешивания компонентов смеси, склонных к образованию агломератов и комков, значительно уменьшая время их смешивания и увеличивая однородность смеси за счет измельчения и истирания частиц сыпучих материалов. Для уменьшения силы удара мелющих тел об изогнутую лопасть, увеличения площади контакта мелющих тел со смесью, находящейся на лопасти, и обеспечения плавного движения, например, шаров по поверхности лопасти, профиль ее выполнен по радиусу с центром на предыдущей лопасти. Изменяя количество перфорированных лопастей, форму лопасти, расположение и размеры отверстий в ней, можно обеспечить оптимальные условия смешивания компонентов приготавливаемой смеси.

Сущность технического решения поясняется чертежами: на фигуре 1 показан продольный разрез корпуса смесителя; на фигуре 2 поперечный разрез А-А корпуса смесителя; на фигуре 3 поперечный разрез А-А корпуса с шестью перфорированными лопастями.

Барабанный смеситель состоит из цилиндрического корпуса 1 с цапфой 2, крышки 3, вала 4, установленного в подшипниковой опоре 5. Смеситель оснащен приводом 6, размещенным на поворотной раме 7. Внутри корпуса 1 вдоль его оси расположены перекрещивающиеся перфорированные изогнутые перегородки 8, 9 и 10, укрепленные на крышке 3 и установленные относительно корпуса с зазором. В перегородках 8, 9 и 10 выполнены отверстия 11. Между перегородками в корпусе 1 расположены шары 12.

Устройство работает следующим образом. При открытой крышке 3 в корпус 1 барабанного смесителя, находящийся в наклонном положении, повернутый крышкой 3 вверх, устанавливаются перегородки 8, 9 и 10, загружаются исходные компоненты и шары 11. Затем корпус 1 закрывается крышкой 3, на которой крепятся перегородки с помощью резьбового соединения, и устанавливается в горизонтальное положение. Включается привод 6, который передает вращение валу 4 и через цапфу 2 корпусу 1. Направление вращения корпуса 1 показано стрелкой на фигуре 2. При вращении корпуса 1 компоненты смеси перемещаются из одной части корпуса в другую, поэтапно проходят через зоны между перегородками 8, 9 и 10 и стенками корпуса 1, а также через отверстия 11 в перегородках, измельчаются и истираются шарами 12, изменяют траекторию движения, перераспределяются по сечению корпуса и интенсивно смешиваются. После достижения требуемой степени однородности смеси вращение корпуса прекращается, корпус устанавливается в наклонное положение крышкой 3 вниз, открывается крышка 3 и производится выгрузка смеси и шаров под действием собственного веса. После окончательной выгрузки смеси из корпуса, шары отделяются от смеси путем рассева на вибросите и цикл технологических операций по приготовлению смеси повторяется.

Использование предлагаемого устройства для смешивания сыпучих материалов обеспечивает, по сравнению с существующими барабанными смесителями, повышение однородности смеси, вследствие интенсивного измельчения, истирания и смешивания компонентов в рабочем объеме корпуса смесителя и периодического разделения смеси на множество потоков с различным направлением и относительной скоростью движения, увеличение производительности смесителя. В настоящее время барабанный смеситель с указанными признаками применяется в научных исследованиях по смешиванию сыпучих порошкообразных материалов и в учебном процессе при проведении лабораторного практикума.

Список литературы, используемый при составлении заявки

1. Авт. свид. СССР №1162471, В01F 9/02, 1985 г.

2. Авт. свид. СССР №715128, В01F 9/02, В28С 5/18, 1980 г.

3. Заявка JPH 03161037, В01F 9/02, 1991 г.

4. Патент РФ №2595659, В01F 9/02, 2016 г.

Формула изобретения

1. Барабанный смеситель, содержащий цилиндрический корпус с цапфой и крышкой, вал, на котором установлен корпус, подшипниковую опору, привод, поворотную раму и перемешивающее устройство, состоящее из перекрещивающихся перфорированных лопастей, размещенных внутри корпуса вдоль его оси, закрепленных на крышке и установленных с зазором относительно стенок корпуса, отличающийся тем, что лопасти выполнены изогнутыми в направлении вращения корпуса, имеют различную перфорацию и между лопастями расположены мелющие тела в виде шаров, цилиндрических роликов или стержней.

2. Барабанный смеситель по п. 1, отличающийся тем, что лопасти изогнуты по радиусу, центр которого находится на предыдущей лопасти.

Изобретение "Барабанный смеситель" (Светлов Сергей Алексеевич, Светлова Татьяна Сергеевна ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога