УНИВЕРСАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО СМЕШЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТЕСТООБРАЗНЫХ МАСС И ПАСТ

АННОТАЦИЯ

В данной работе приведена схема предлагаемого двухступенчатого смесителя, разработанная на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований.

ABSTRACT

The scheme of the offered two-level amalgamator is resulted in the given work, developed on the basis of spent theoretical and experimental researches.   

Ключевые слова: установка, перемешивание, частиц, барабан, лопасть, процесс, бункер, компонент, конструкция.

Keywords: installation, hashing, particles, a drum, the blade, process, the bunker, a component, a design.

Перемешивание зернистых материалов обусловлено особым характером систем, состоящих из частиц твердого тела. В динамических процессах такие системы ведут себя иначе, чем твердая или жидкая фаза. По этой причине исследователи обособляют этот случай как сыпучую (зернистую) фазу.

Принципиальной особенностью, отличающей зернистую фазу от других фаз, является способность сыпучей среды к текучести. Это приводит к появлению внутреннего трения между частицами среды. Поэтому при разработке непрерывного аппарата для гомогенного перемешивания зернистых материалов необходимы фундаментальные теоретические и экспериментальные исследования.

Имеется очень много разнородных конструкций смесителей зернистых материалов. Это обусловлено как дифференцированными требованиями к отдельным промышленным операциям смешения и различным характером смешиваемых систем, так и отсутствием теоретических разработок для расчета таких смесителей.

В данной работе приведена схема предлагаемого двухступенчатого смесителя, разработанная на основе проведенных теоретических и экспериментальных научных работ [1; 2]. Исследование проведено на установке, центральным рабочим органом которой является смесительный барабан, схематически изображенный на рисунке 1.

Рисунок 1. Смесительный барабан

Данная составляющая пред­ставляет собой горизонтальный цилиндр, по оси которого проходит вал с насаженными на него лопатками, концы которых образуют две винтовые линии [3]. На протяжении одного шага лопатки наклоняются в одну сторону, а на протяжении следующего – в другую. Шаг лопаток различный: каждый предыдущий больше последующего. Таким об­разом, при каждом обороте вала материал перемешивается всеми ло­патками, он проходит большой путь вперед (в сторону выгрузки) и меньший в обратную сторону. Следовательно, материал по всей дли­не барабана перемешивается и, благодаря реверсивному движению, те­чет к выходу. Легко видеть, что эффективность и производительность смесительного барабана зависят от степени его заполнения, скоро­сти вращения и конструктивных параметров (шагов винтовых ланий, углов наклона лопаток, длины, диаметра барабана).

Разработана теория процесса непрерывного однородного смешения зернистых и порошковых материалов в сконструированном смесительном барабане. Полученные уравнения позволяют рассчитать все конструктивные размеры, скорость вращения барабана и расход энергии по заданной производительности установки. Корректность разработанной теории подтверждается ее хорошей согласованностью с результатами лабораторных исследований и испытания промышленной установки.

На рисунке 2 показаны: поперечное сечение барабана и принятые обозначения. Очевидно, что лопатки будут выполнять свои функции (перемешивание и транспортировка материала) лишь в том случае, когда они будут выступать над линией ската АВ. Из последнего рисунка видно, что для лопатки, расположенной в данный момент перпендикулярно линии ската, существует самый короткий путь, проекция которого на торцевое сечение равна отрезку ав. Для сравнения здесь же показана проекция пути зерна вдоль лопатки, расположен­ной в данный момент времени под другим углом к линии ската, – отрезок cd.

Рисунок 2. Поперечное сечение барабана и сегмент перемешиваемого и перемещающегося материала

В крупнотоннажных производствах, особенно где требуется доведение зернистого материала до более высокой однородности, целесообразно применение двухступенчатого смесителя, схематически изображенного на рисунке 3. Здесь компоненты смеси из бункеров 1 поступают через дозаторы 2 в общий шнек 3, а затем вторично перемешиваются во вторичном лопастном смесителе 4 непрерывного действия для окончательного перемешивания.

Рисунок 3. Двухступенчатый смесительный барабан

1 – бункеры компонентов смеси; 2 – дозаторы; 3 – общий шнек; 4 – вторичный смеситель; 5 – мешки; 6 – патрубки с перекидной заслонкой.

В созданном смесительном барабане, отличающемся наличием двух систем лопастей, расположенным по реверсивным винтовым линиям, проведены поисковые эксперименты по смешению сыпучих материалов. Целью исследований стала проверка корректности полученных теоретических зависимостей процесса перемешивания.   

Заметим, что наличие оригинальной конструкции рабочего органа смесителя позволяет смешивать не только сыпучие материалы, а также  – делает возможным приготовление тестообразных масс и паст, т.е. придает ему универсальный характер.

Список литературы:

1. Ташланов Н.Ю., Сайдалиев И.Н. Теоретическое исследование процесса перемешивания зернистых и порошковых ингредиентов на усовершенствованной шнековой установке непрерывного действия // Композиционные материалы. – Ташкент. – 2014. –  № 2. – С. 62-67.
2. Ташланов Н.Ю., Сайдалиев И.Н., Ортиков С.С. Экспериментальное исследование процесса перемешивания хлопковых семян с химическим препаратом // Композиционные материалы. – Ташкент. – 2015. – №1. – С. 38-42.
3. Ташланов Н.Ю. Гельперин Н.И., Усманов В., Рахимов М. Устройства для протравливания семян. А.С. № 494141. – Бюлл. № 45. – 1975.