SU1472110A2

SU1472110A2 - Vibrating mixer

Info

Publication number: SU1472110A2
Application number: SU874220681A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Сергеевич Сулеин; Виталий Николаевич Иванец; Юрий Алексеевич Коршиков; Галина Евгеньевна Иванец; Владимир Иванович Коврижных; Анатолий Николаевич Абияка
Original assignee: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1989-04-15

Abstract

Изобретение относитс к вибрационным смесител м, используемым в пищевой, химической и других отрасл х промышленности, и позвол ет повысить качество смешени . Вибрационный смеситель состоит из корпуса 1, в котором расположен перфорированный желоб 2. К корпусу крепитс крышка 3 с закрепленным на ней штоком 4 и коническое днище 5 с выводным патрубком 6. Шток 4 и патрубок 6 расположены в соосных опорах 7, 8, представл ющих собой подшипники скольжени . На штоке 4 и патрубке 6 закреплены компенсирующие элементы 9, 10. Опоры 7, 8 соединены между собой штангами 11, на которых установлены направл ющие пластины 12 с планками. На штоке 4 жестко укреплен двухбалансный вибратор 14 с разнесенными массами 15, соединенный с электродвигателем 16 гибкой св зью 17. Вибрационный смеситель крепитс к опорной раме с помощью фланца 18. К коническому днищу 5 присоединены штыри 19, на свободных концах которых закреплены ползуны. К нижней кромке нижнего витка перфорированного желоба 2 присоединен перфорированный диск 21, снабженный диафрагменным затвором 22. Над верхним витком желоба 2 установлен перфорированный диск 23. При работе вибратора 14 корпус 1 с наход щимс в нем перемешивающим устройством совершает сложное возвратно-поступательное (вращательное) движение. Смесь, качественно усредн сь, выходит по патрубку 6. 2 ил.The invention relates to vibration mixers used in the food, chemical and other industries of the industry, and allows for improved mixing quality. The vibratory mixer consists of a housing 1 in which a perforated chute 2 is located. A cover 3 with a stem 4 and a conical bottom 5 with a discharge nozzle 6 is attached to the housing. The stem 4 and nozzle 6 are located in coaxial supports 7, 8, which are sliding bearings. The compensating elements 9, 10 are fixed to the stem 4 and the nozzle 6. The supports 7, 8 are interconnected by means of rods 11, on which guide plates 12 with strips are mounted. A two-balance vibrator 14 with spaced masses 15 connected to an electric motor 16 by a flexible coupling 17 is rigidly fixed on the rod 4. The vibrating mixer is attached to the support frame by means of a flange 18. Pins 19 are attached to the conical bottom 5, on which the free ends are attached to the slide blocks. A perforated disk 21 is fitted to the lower edge of the lower turn of the perforated trough 2, which is equipped with a diaphragm gate 22. A perforated disk 23 is installed above the upper turn of the trench 2. During the operation of the vibrator 14, the housing 1 with a mixing device performs a complicated reciprocating (rotational) motion. . The mixture, qualitatively averaged, goes through pipe 6. 2 Il.

Description

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для непрерывного смешения сыпучих материалов в пищевой, химической и других отраслях промышленности и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1105220.The invention relates to vibration technology and can be used for continuous mixing of bulk materials in the food, chemical and other industries and is an improvement of the known device according to ed. St. No. 1105220.

Целью изобретения является повышение качества смешения.The aim of the invention is to improve the quality of mixing.

На фиг. 1 показан вибрационный смеситель, общий вид; на фиг. 2 — разрез А—А на фиг. 1.In FIG. 1 shows a vibration mixer, general view; in FIG. 2 — section A — A in FIG. 1.

Вибрационный смеситель состоит из кор-, пуса 1, в котором расположено перемешивающее устройство, выполненное в виде винтового перфорированного желоба 2. К корпусу 1 крепится крышка 3 с закрепленными на ней штоком 4 и коническое днище 5 с выводным патрубком 6. Шток 4 и патрубок 6 расположены в соосных опорах 7, 8.The vibration mixer consists of a housing 1, in which a mixing device is located, made in the form of a screw perforated chute 2. A cover 3 with a rod 4 and a conical bottom 5 with an outlet pipe 6 is attached to the body 1. located in coaxial bearings 7, 8.

На штоке 4 установлен упругий компенсирующий элемент 9, расположенный между крышкой 3 и опорой 7. На выводном патрубке 6 также установлен упругий элемент 10, расположенный между коническим днищем 5 и опорой 8. Соосные опоры 7 и 8 жестко соединены между собой четырьмя штангами И. На двух диаметрально расположенных штангах И установлены направляющие пластины 12 с планками 13. На штоке 4 жестко укреплен двухбалансный вибратор 14 с разнесенными массами 15. Электродвигатель 16 постоянного тока соединен гибкой связью 17 с вибратором 14. Крепление вибрационного смесителя к опорной раме (не показано) осуществляется с помощью опорного фланца 18, соединенного с соосной опорой 8. К коническому днищу 5 приварены штыри 19, на свободных концах которых закреплены с возможностью вращения ползуны 20.An elastic compensating element 9 is installed on the stem 4, located between the cover 3 and the support 7. An elastic element 10 is also installed on the outlet pipe 6, located between the conical bottom 5 and the support 8. The coaxial supports 7 and 8 are rigidly interconnected by four rods I. On two diametrically arranged rods And guide plates 12 with straps 13 are installed. A dual-balance vibrator 14 with spaced masses 15 is rigidly mounted on the rod 4. The DC motor 16 is connected by a flexible connection 17 to the vibrator 14. The vibration mount second mixer to the support frame (not shown) carried by the support flange 18 connected to coaxial support 8. conical bottom 5 are welded pins 19, the free ends of which are fixed, with the sliders 20 of rotation.

К нижней кромке нижнего витка перфорированного желоба 2 присоединен перфорированный диск 21, снабженный диафрагменным затвором 22. На расстоянии шага над верхним витком желоба 2 установлен перфорированный диск 23.A perforated disk 21 is attached to the lower edge of the lower turn of the perforated trough 2, equipped with a diaphragm shutter 22. A perforated disk 23 is installed at a step distance above the upper turn of the trough 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

От вибратора 14 знакопеременная нагрузка через шток 4 и крышку 3 передается к корпусу 1, в котором закреплено перемешивающее устройство в виде винтового перфорированного желоба 2. Соосные опоры 7, 8 представляют собой подшипники скольжения. Каждая направляющая пластина 12 представляет собой две жестко закрепленные одна относительно другой параллельные планки, между которыми помещается с возможностью относительного перемещения ползун 20. Последний выполнен в виде прямоугольной бронзовой пластинки, укрепленный с возможностью вращения на свободных концах штырей 19, приваренный к коническому днищу 5. Угловые опоры расположены одна относительно другой таким об2 разом, что в пространстве представляют собой участки двухзаходной внутренней прямоугольной резьбы. Установка в вибрационном смесителе двух пар направляющих приводит к тому, что при приложении вертикальной нагрузки к штоку 4 все элементы корпуса 1 с желобом 2 двигаются в пространстве по винтовой линии с углом подъема, на которой настроены угловые направляющие пластины 12. Последние изготовлены таким образом, что позволяют плавно изменять угол их установки относительно горизонта в пределах 0—90°. Направление (правое или левое) винтовых линий желоба 2 и угловых направляющих пластин 12 должно совпадать.From the vibrator 14, an alternating load through the rod 4 and the cover 3 is transmitted to the housing 1, in which a mixing device is fixed in the form of a screw perforated groove 2. The coaxial bearings 7, 8 are sliding bearings. Each guide plate 12 is two parallel brackets, rigidly fixed relative to one another, between which a slider 20 is placed with the possibility of relative movement. The latter is made in the form of a rectangular bronze plate, rotatably mounted on the free ends of the pins 19, welded to a conical bottom 5. Angular the supports are arranged relative to one another in such a way that in space they are sections of double-entry internal rectangular thread. Installation in a vibrating mixer of two pairs of guides leads to the fact that when a vertical load is applied to the rod 4, all elements of the housing 1 with the groove 2 move in space along a helical line with an elevation angle at which the angular guide plates 12 are configured. The latter are made so that allow you to smoothly change the angle of their installation relative to the horizon within 0-90 °. The direction (right or left) of the helical lines of the groove 2 and the angular guide plates 12 should coincide.

При малых углах установки направляющих пластин 12 относительно горизонта силы трения ползунов 20 о направляющие пластины при приложении вертикальной нагрузки превышают сдвиговое усилие, возникающее при разложении этой вертикальной нагрузки на нормальную и касательную составляющие, т. е. при малых углах установки угловых направляющих пластин 12 одна только вертикальная нагрузка не сможет обеспечить колебания корпуса 1 по винтовой линии. Для обеспечения колебаний корпуса 1 по винтовой линии на шток 4 должна действовать не только вертикальная знакопеременная нагрузка, но и знакопеременный крутящий момент. Поэтому вибратор 14 выполнен со смещенными дебалансами. Гибкая связь 17 двигателя 16 с вибратором 14 необходима, поскольку· корпус вибратора участвует в сложном пространственном движении, а другим путем подвести крутящий момент к вибратору трудно. Электродвигатель постоянного тока позволяет плавно изменять частоту колебаний вибратора в пределах 10—30 Гц, что дает возможность быстро подобрать оптимальную частоту колебаний смесителя для различных материалов, обеспечивающих их кипение. Элементы 9 и 10 служат для ограничения амплитуды колебаний корпуса 1 и для взаимного ориентирования конического днища 5 относительно направляющих пластин 12.At small angles of installation of the guide plates 12 relative to the horizon, the friction forces of the sliders 20 against the guide plates when applying a vertical load exceed the shear force arising from the decomposition of this vertical load into the normal and tangential components, i.e., at small angles of installation of the angular guide plates 12 vertical load will not be able to provide vibrations of the housing 1 along a helical line. To ensure oscillations of the housing 1 along a helix, not only a vertical alternating load must act on the rod 4, but also an alternating torque. Therefore, the vibrator 14 is made with offset imbalances. A flexible connection 17 of the engine 16 with the vibrator 14 is necessary because the vibrator body is involved in a complex spatial movement, and it is difficult to bring torque to the vibrator in another way. The DC motor allows you to smoothly change the oscillator frequency of the vibrator within 10-30 Hz, which makes it possible to quickly select the optimal oscillation frequency of the mixer for various materials that ensure their boiling. Elements 9 and 10 serve to limit the amplitude of oscillations of the housing 1 and for the mutual orientation of the conical bottom 5 relative to the guide plates 12.

Физическая сущность процесса смешения сыпучих материалов в вибрационном смесителе заключается в следующем.The physical essence of the process of mixing bulk materials in a vibrating mixer is as follows.

Экспериментальные исследования показали, что качество смешения сыпучих материалов значительно повышается при условии, если часть смешанной композиции транспортируют в зону подачи исходных компонентов. В предлагаемом устройстве просеивание компонентов и одновременно частичная его рециркуляция осуществляются на винтовом перфорированном желобе, совмещающем колебания по винтовой линии, шаг которой больше шага самого винтового перфорированного желоба. Принцип движения частиц материала вверх по винтовому желобу заключается в том, что каждая час1472110 тица материала, получив толчок под определенным углом от вибрирующего желоба, некоторое время находится в полете по направлению вверх по винтовому желобу. За это время желоб возвращается в исходное положение, а частица получает следующий толчок и т. д. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы угол установки направляющих пластин 12 был больше угла подъема винтовой линии перфорированного желоба 2. За счет таких направляющих 10 колебаний поток частиц сыпучего материала непрерывно движется вверх по винтовому перфорированному желобу. Так как винтовой желоб выполнен с перфорацией, то частицы смешиваемых компонентов участвуют в сложном движении: поток материала на перфорированном желобе «кипит», движется вверх по винтовому желобу и одновременно просеивается через перфорацию на нижележащий виток желоба. Скорость движения частиц вверх по желобу определяется 20 углом установки направляющих пластин 12 и частотой колебаний корпуса 1. При виброкипении сыпучих материалов в них неизбежно начинается процесс сегрегации (расслоение частиц под действием инерционных сил и сил тяжести), который оказывает вредное влияние на качество смешения материалов. В предлагаемом устройстве это явление самоустраняется тем, что нижний слой материала в «кипящем» слое просыпается через перфорацию в первую очередь, попадая при этом в верхний более легкий слой «кипящего» материала на нижележащем винте винтового перфорированного желоба, что и приводит к автоматическому усреднению материала на всех витках желоба, не считая первого.Experimental studies have shown that the quality of mixing bulk materials is significantly improved, provided that part of the mixed composition is transported to the feed zone of the starting components. In the proposed device, the sieving of the components and at the same time its partial recirculation are carried out on a screw perforated trough, combining vibrations along a helical line, the step of which is greater than the step of the screw perforated trough itself. The principle of the movement of material particles up the spiral chute is that every particle of material, having received a push at a certain angle from the vibrating chute, is in flight for some time in the direction upward along the helical chute. During this time, the chute returns to its original position, and the particle receives the next push, etc. To fulfill this condition, it is necessary that the angle of installation of the guide plates 12 be greater than the angle of elevation of the helix of the perforated chute 2. Due to such guides 10, the flow of particles of loose particles material continuously moves up the spiral perforated groove. Since the screw chute is made with perforation, the particles of the mixed components participate in a complex movement: the material flow on the perforated chute “boils”, moves up the helical chute and is simultaneously sifted through the perforation to the underlying coil of the chute. The speed of particles moving up the chute is determined by the angle of installation of the guide plates 12 and the oscillation frequency of the housing 1. When vibro-boiling bulk materials, they inevitably begin the process of segregation (separation of particles under the influence of inertial forces and gravity), which has a harmful effect on the quality of mixing of materials. In the proposed device, this phenomenon is eliminated by the fact that the lower layer of material in the "fluidized" layer wakes up through the perforation first of all, falling into the upper lighter layer of the "boiling" material on the underlying screw of the screw perforated trough, which leads to automatic averaging of the material on all turns of the gutter, not counting the first.

Для исключения сегрегации частиц на нижнем витке он выполнен в комбинации с перфорированным диском 21, установленным вплотную к нижнему концу нижнего витка желоба 2 и снабженным диафрагменным затвором 22. Перфорированный диск 21 является как бы продолжением нижнего витка.To prevent particle segregation at the lower turn, it is made in combination with a perforated disk 21, mounted close to the lower end of the lower turn of the trough 2 and provided with a diaphragm shutter 22. The perforated disk 21 is a continuation of the lower turn.

Сыпучий материал, находящийся на диске, перемещается не по круговой траектории. Часть материала переходит на пер- форированный нижний виток, а часть (готовая смесь) поступает через перфорацию витка на выход смесителя. Повышение качества смеси за счет равномерного распределения смеси по виткам подтверждено экспериментально.Bulk material located on the disk does not move along a circular path. Part of the material goes to the perforated bottom turn, and part (the finished mixture) enters through the perforation of the turn to the mixer output. Improving the quality of the mixture due to the uniform distribution of the mixture over the turns is confirmed experimentally.

При запуске смесителя диафрагменный затвор 22 закрывают полностью и смеситель выводят на стационарный режим без выхода смеси. Вызвано это тем, что при пуске смесителя, пока витки не заполнены, происходит проскок материала и на выходе может получиться некачественная смесь. После заполнения смесителя диафрагменный затвор открывают в положение, при котором обеспечивается равномерное заполнение витков для конкретной смеси и смеситель начинает работать в стационарном режиме.When starting the mixer, the diaphragm shutter 22 is completely closed and the mixer is brought to a stationary mode without the mixture leaving. This is caused by the fact that when the mixer is started, while the turns are not full, a slip of material occurs and at the output a poor-quality mixture can be obtained. After filling the mixer, the diaphragm shutter is opened in a position in which uniform filling of the turns for a specific mixture is ensured and the mixer starts to work in a stationary mode.

Установка верхнего перфорнрова¹.; ··.· диска 23 обусловлена необходимостью равномерного распределения подаваемых компонентов по всему сечению аппарата еще в верхней его части. Компоненты, поступающие из дозаторов на верхний диск, начинают перемещаться по круговым траекториям, усредняя состав смеси, поступающий на верхний перфорированный виток. Расстояние между верхним диском и верхним витком должно быть равно шагу между виткам:, вследствие того, что если это расстояние сделать меньше шага, то поток, шчтупающий на верхний виток, будет ежи 30 маться. При этом смеситель «захлебнется о Увеличение расстояния между диском 23 и верхним витком нецелесообразно, так как габариты смесителя при этом увеличатся, что приведет к повышению энергозатрат на процесс смешения.Installation of the upper performance ¹ .; ··. · Of the disk 23 is caused by the need for a uniform distribution of the supplied components over the entire cross section of the apparatus in its upper part. The components coming from the dispensers to the upper disk begin to move along circular paths, averaging the composition of the mixture entering the upper perforated coil. The distance between the upper disk and the upper turn should be equal to the step between the turns: due to the fact that if this distance is made less than a step, then the stream dipping onto the upper turn will hedge 30. At the same time, the mixer “drowns in.” Increasing the distance between the disk 23 and the upper turn is impractical, since the dimensions of the mixer will increase, which will lead to an increase in energy consumption for the mixing process.

Claims

Claim

Vibration mixer St. No. 1105220, characterized in that, in order to improve the quality of mixing, it is equipped with 40 two perforated disks, one of which is located above the upper turn of the spiral by an amount equal to its pitch, and the other at the lower edge of the lower turn and is equipped with a diaphragm shutter.