Смеситель

Предлагаемая полезная модель относится к области приготовления однородных по составу многокомпонентных смесей жидкостей с твердыми веществами, паст, смесей мелкодисперсных порошковых веществ и пластичных масс на их основе, получаемых с помощью добавки связующего компонента (компонентов), и может быть использована в различных отраслях промышленности, где требуется однородное распределение компонента (компонентов) в массе конечной многокомпонентной смеси, например, в производстве химических источников тока, в фармацевтической промышленности, в производстве катализаторов, в порошковой металлургии, в производстве строительных материалов, в пищевой промышленности, в химических производствах, в сельском хозяйстве и т.д. Смеситель содержит корпус 1 с герметично соединенной с ним основной, крышкой 2, установленной с возможностью перемещения вдоль вала и жестко соединенной с дополнительной крышкой 4, выполненной выпуклой в сторону основной крышки 2, мешалку, имеющую вращающийся вал 5 с лопастями 6, соединенный с электродвигателем 7, нагревательное устройство 8, прикрепленное к корпусу 1, вакуумный насос 9, соединенный трубопроводом с основной крышкой 2, днище 10, которое в месте соединения со стенками имеет криволинейную форму. Предложенный смеситель повышает однородность конечной смеси.

Предлагаемая полезная модель относится к области приготовления однородных по составу многокомпонентных смесей жидкостей с твердыми веществами, паст, смесей мелкодисперсных порошковых веществ и пластичных масс на их основе, получаемых с помощью добавки связующего компонента (компонентов), и может быть использована в различных отраслях промышленности, где требуется однородное распределение компонента (компонентов) в массе конечной многокомпонентной смеси, например, в производстве химических источников тока, в фармацевтической промышленности, в производстве катализаторов, в порошковой металлургии, в производстве строительных материалов, в пищевой промышленности, в химических производствах, в сельском хозяйстве и т.д.

Известен смеситель (патент РФ №2155632, В 01 F 3/18, 13/00), содержащий бункеры с течками и корпус с выходным отверстием, причем течки различных компонентов объединены, в корпусе размещена турбина, ось которой расположена поперечно направлению потоков компонентов из объединенных течек.

Однако указанный смеситель имеет сложную конструкцию из-за большого количества составных элементов и не обеспечивает необходимую однородность конечной смеси.

Кроме того известен смеситель (патент РФ №36264, В 01 F 3/18, 7/18), являющийся прототипом и содержащий корпус с вертикальными стенками, соединенными с. днищем под углом, и с герметично соединенной с ним разъемной крышкой, установленной с возможностью перемещения вдоль вала, мешалку, имеющую вращающийся вал с лопастями, зафиксированными на валу сварными швами, соединенный с электродвигателем, нагревательное устройство, прикрепленное к корпусу, и вакуумный насос, соединенный трубопроводом с разъемной крышкой.

Указанный смеситель имеет недостаток, обусловленный тем, что приготовление с его помощью высоко однородных смесей из порошковых компонентов в корпусе, имеющем соединение днища со стенками корпуса под углом, оказывается затруднительным из-за образования застойных зон у дна корпуса. В ходе процесса смешивания в объеме смесителя возникают восходящие и нисходящие потоки пульпообразующей жидкости с распределенньми в ней смешиваемыми компонентами, обуславливающие массообмен и массоперенос порошковых компонентов в

пульпообразующей жидкости снизу вверх и сверху вниз. Таким образом в совокупности восходящие и нисходящие потоки образуют геометрическую фигуру тороид. Идеальное смешение возможно только в том случае, когда профиль стенок корпуса смесителя повторяет профиль циркулирующих потоков пульпообразующей жидкости в пределах тороида. Поскольку профиль в месте соединения днища данного смесителя со стенками корпуса имеет в сечении угол, то это приводит к нарушению циркуляции частиц смешиваемых компонентов на периферии тороида. В результате этого области вблизи дна и стенок корпуса оказываются вне интенсивного массопереноса и массообмена порошковых компонентов в жидкости снизу вверх и сверху вниз. Эти области оказываются застойньми зонами для массопереноса и массообмена порошковых компонентов смеси. В результате этого часть порошковых компонентов, находящихся в таких застойных зонах, не принимает активного участия в процессе массопереноса и массообмена снизу вверх и сверху вниз и, таким образом, и в самом процессе повышения однородности смеси, поэтому и конечная смесь, в конце концов, не будет являться высоко однородной.

Задачей полезной модели является повышение однородности конечной смеси.

Поставленная задача достигается тем, что смеситель, содержащий корпус, с герметично соединенной с ним основной крышкой, установленной с возможностью перемещения вдоль вала, мешалку, имеющую вращающийся вал с лопастями, соединенный с электродвигателем, нагревательное устройство, прикрепленное к корпусу, вакуумный насос, соединенный трубопроводом с основной крышкой, снабжен дополнительной крышкой, жестко соединенной с основной крышкой и выполненной выпуклой в сторону основной крышки, а днище смесителя в месте соединения со стенками корпуса имеет криволинейную форму.

На чертеже приведен предлагаемый смеситель, который содержит корпус 1, к которому герметично крепится основная крышка 2, например, через уплотнительную прокладку 3,. установленная с возможностью перемещения вдоль вала и жестко соединенная с дополнительной крышкой 4, выполненной выпуклой в сторону основной крышки 2, мешалку, имеющую вращающийся вал 5 с лопастями 6, соединенный с электродвигателем 7, нагревательное устройство (НУ) - 8, прикрепленное к корпусу 1, вакуумный насос (ВН) - 9, соединенный трубопроводом с основной крышкой 2, днище 10, которое в месте соединения со стенками имеет криволинейную форму. В качестве нагревательного устройства может использоваться, например, калорифер.

Устройство работает следующим образом. Во внутренний объем корпуса 1 загружают исходную смесь порошковых компонентов и добавляют необходимое

количество пулыюобразующей жидкости, в качестве которой должна выступать легкокипящая жидкость с малой вязкостью (азеотропные смеси или растворы жидкостей), химически инертная (инертные) ко всем исходным компонентам смеси и конструкционным материалам смесителя. После чего к верхней части корпуса 1 через уплотнительную прокладку 3 герметично фиксируют основную крышку 2 и включают электродвигатель 7, в результате чего вал 5 вместе с лопастями 6 мешалки приходит во вращательное движение. После этого включают термический нагрев стенок корпуса 1 обдувом горячего воздуха (нагревом инфракрасной лампы и т.д.), а также включают вакуумный насос (ВН) 9. Во внутреннем объеме смесителя после приведения во вращательное движение лопастей 6 мешалки происходит смешивание исходных компонентов смеси между собой с образованием пульпы, что оказывается обусловлено наличием пульпообразующей жидкости. В результате этого в смесителе устанавливаются восходящие и нисходящие потоки пульпообразующей жидкости с распределенными в ней смешиваемыми компонентами, обуславливающие массоперенос и массообмен порошковых компонентов в пульпообразующей жидкости снизу вверх и сверху вниз. Восходящие и нисходящие потоки в совокупности образуют геометрическую фигуру тороид. Профиль тороида имеет криволинейную форму в сечениях либо окружность, либо эллипс. Очевидно, что идеальное смешение и распределение смешиваемых компонентов в конечной смеси возможно только в том случае, если профиль стенок корпуса повторяет профиль циркулирующих потоков пульпообразующей жидкости в пределах тороида. Именно в этом случае весь объем пульпообразующей жидкости в смесителе оказывается вовлечен в процесс циркуляции. Поскольку днище 10 смесителя в месте соединения со стенками корпуса 1 имеет криволинейную форму, то области вблизи дна и стенок смесителя оказываются вовлеченными в процесс интенсивного массопереноса и массообмена порошковых компонентов в пульпообразующей жидкости снизу вверх и сверху вниз. В результате эти области оказываются менее застойными для массолереноса и массообмена порошковых компонентов смеси, чем в случае если бы соединение днища 10 смесителя со стенками корпуса 1 имело бы в сечении угол. Это способствует интенсивному перемешиванию смешиваемых компонентов между собой и пульпообразующей жидкостью, что и повышает однородность приготовляемой смеси. При включенной мешалке порошковые компоненты смеси находятся в объеме смесителя в динамическом однородном состоянии под воздействием восходящих и нисходящих потоков пульпообразующей жидкости, препятствующих появлению неоднородного распределения частиц какого-либо из компонентов исходной смеси, и исключающих влияние силы тяжести на характер распределения исходных компонентов. Вследствие

этого порошковые компоненты принимают активное участие в процессе массопереноса и массообмена снизу вверх и сверху вниз и, таким образом, и в самом процессе повышения однородности смеси. Кривизна поверхности дополнительной крышки 4 способствует сохранению формы тороида в верхней части корпуса 1 смесителя, поэтому дополнительная крышка 4 сохраняет профиль циркулирующих потоков пульпообразующей жидкости в пределах тороида.

Кроме того дополнительная крышка 4 уменьшает интенсивность уноса смешиваемых компонентов в вакуумный насос (ВН) 9 в виде аэрозолей, за счет чего повышается стабильность состава смеси по смешиваемым компонентам, задаваемая при изначальной дозировке исходных компонентов. Суммарное воздействие вакуумного насоса (ВН) 9 и нагревательного устройства (НУ) 8 способствует быстрому удалению из объема смесителя паров легкокипящей пульпообразующей жидкости. После удаления из объема смесителя паров легкокипящей пульпообразующей жидкости с помощью мешалки производят активацию смеси, что приводит к устранению комков, измельчению и ускорению процесса сушки конечной смеси.

Полученная смесь может проходить при необходимости дополнительную операцию сушки путем выдержки полученного продукта в вакуумном термошкафе.

Смеситель, содержащий корпус с герметично соединенной с ним основной крышкой, установленной с возможностью перемещения вдоль вала, мешалку, имеющую вращающийся вал с лопастями, соединенный с электродвигателем, нагревательное устройство, прикрепленное к корпусу, вакуумный насос, соединенный трубопроводом с основной крышкой, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной крышкой, жестко соединенной с основной крышкой и выполненной выпуклой в сторону основной крышки, а днище смесителя в месте соединения со стенками корпуса имеет криволинейную форму.