Анализ современных конструкций смесителей с высокоскоростным режимом смешивания

На современных предприятиях, где технологической линией предусмотрено использование смесительного оборудования по сухому способу смешивания, применяют различные типы смесителей: ленточные, барабанные горизонтальные, роторные и т.д.

Как показал опыт, быстрое и качественное смешивание достигается в смесительном оборудовании, в котором использован принцип перевода сыпучего материала в псевдоожиженное состояние с помощью быстровращающегося вертикального ротора [34,37,42,65,67].

Примером может служить разработанный в МИХМе (рис. 1.1) лопастной смеситель роторного типа. Процесс смешивания в данном смесителе осуществляется лопастным вертикальным валом, на котором закреплены три ряда радиальных лопастей прямоугольного сечения с углом наклона к горизонту 45°, смещенных относительно друг друга на 60°. При установочной мощности привода смесителя 22 кВт, коэффициенте загрузки смесительной камеры 0,8, полный цикл смешивания занимает не менее 10 минут [122].

Повышенное время смешивания в смесителе данной конструкции обусловлено созданием замкнутых циркуляционных потоков материала, совпадающих с траекториями вращения лопастей вертикального вала. Кроме того, создание этих потоков приводит к ухудшению качества готовой продукции вследствие образования застойных зон.

Рисунок 1.1. Схема лопастного смесителя, разработанного в МИХМе:

1 - смесительный барабан, 2 - вертикальный ротор, 3 - лопасти вертикального вала, 4 - двигатель, 5 - мотор-редуктор, 6 - загрузочный люк, 7 - разгрузочная коробка, 9 - шнек разгрузочной коробки

Из существующих зарубежных аналогов смесителей данного класса следует отметить смеситель с вертикальным и наклонным расположением ротора фирмы Eirich (рис. 1.2).

Рисунок 1.2.

а - схема смесителя, б,в - общий вид смесителя и камеры смешивания

В данном смесителе происходит разделение функций между рабочими органами смесителя: перемешиваемый материал приводится в движение вращающимся корпусом, а вертикальный ротор только перемешивает ее. Это позволяет независимо друг от друга регулировать скорость вращения ротора и изменять внесение энергии в смесь в широком диапазоне. Однако наличие дополнительного двигателя увеличивает энергопотребление [121].

На российском рынке также существуют высокоэффективные смесители фирмы СПЕКТР ВЛС (мешалки лопастные), предназначенные для приготовления всевозможных высокооднородных многокомпонентных сухих смесей (рис. 1.3).

Рисунок 1.3. Смеситель фирмы СПЕКТР ВЛС:

а - схема смесителя, б - общий вид смесителя: 1 - камера смесителя; 2- лопасти вертикального вала; 3 - электродвигатель; 4 - блок управления смесителем; 5 - рама;

6 - крышка смесителя; 7 - рычаг заслонки; 8 - выгрузной патрубок;

9 - клиноременная передача; 10 - лопастной вертикальный вал

Принцип работы смесителя заключается в том, что при вращении вала с развёрнутыми под определенным углом лопастями создаётся псевдожиженный слой, который позволяет быстро перемешивать компоненты смеси. В зависимости от свойств перемешиваемых материалов и высоты слоя, нужный режим смешивания устанавливается путём перемещения верхней пары лопастей по валу (вверх и вниз). Визуально нужный режим характеризуется

наличием воронки в центре поверхности слоя. Преимуществами данного смесителя по сравнению с известными аналогами является снижение энергозатрат, низкий шум при работе и увеличение срока эксплуатации [122].

Еще одним перспективным направлением развития для смесителей сухих смесей является вихревое смешивание [128]. Оно отличается высокими линейными и вращательными скоростями движения частиц материала.

Рисунок 1.4. Вихревой смеситель фирмы "БЕЛНИИЛИТ":

а - схема комплекса, б - общий вид смесителя

Таким образом, на сегодняшний день, не существует конструкции смесителя

с высоким уровнем энергетического воздействия на смешиваемые компоненты,

позволяющей при минимизации потребляемых энергоресурсов достигать готовой смесью всех заданных физико-механических и технологических свойств.

1.3.