Способ смешения сыпучих компонентов и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к фармацевтической, химической и пищевой промышленности, где требуется упорядоченное распределение некомкующихся сыпучих компонентов между собой внутри объема готовой смеси. Техническим результатом является улучшение качества смеси при обеспечении упорядоченного расположения составляющих ее компонентов, а также улучшение экономических характеристик и безопасности производственных процессов смешения сыпучих материалов. Способ заключается в подаче, дозировании и смешении. Дозирование осуществляют механическим разделением подающихся непрерывных потоков компонентов на микрообъемы в единицу времени. Смешение осуществляют упорядоченной укладкой отделенных микрообъемов в емкости для смеси в виде угловых секторов. Устройство содержит дозирующий узел и смеситель. Дозирующий узел выполнен в виде питателей и карусели отсекателей, жестко закрепленной на главном валу, вращающемся в неподвижном стакане. Смеситель выполнен в виде закрепленного на главном валу несущего диска и емкостей, установленных на подставках. 2 с. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к фармацевтической, химической и пищевой промышленностям, где требуется упорядоченное распределение некомкующихся сыпучих компонентов между собой внутри объема готовой смеси.

Известен способ смешения (см., например, Ю.И. Макаров. Аппараты для смешения сыпучих материалов. - М.: Машиностроение, 1973 г., с. 185), когда заранее отмеренные массы сыпучих компонентов порционно засыпаются в емкость смесителя непрерывного действия.

Недостатком способа является отсутствие упорядоченности расположения компонентов смеси.

Способ реализуется устройством в виде полого вращающегося относительно своей оси барабана, с одного торца которого имеется отверстие для загрузки исходных компонентов, а с другого выпускное отверстие для выхода готовой смеси (см. Ю. И. Макаров. Аппараты для смешения сыпучих материалов. - М.: Машиностроение, 1973 г., с. 185).

Недостатком устройства является невозможность обеспечения упорядоченного расположения компонентов в приготавливаемой на нем смеси.

Наиболее близким к предлагаемому является способ смешения сыпучих компонентов (см. А.В. Чувпило. Время пребывания и эффект продольного смешения металлических и полупроводниковых порошков. /Тез. докл. к конферен. Расчет, конструирование и исследование оборудования производства источников тока. Севастополь, 21 - 25 ноября 1967 г. - Киев: Техника, 1967 г., с. 33), состоящий в первоначальном непрерывном объемном дозировании тонкоструйных потоков сыпучих компонентов с дальнейшим их соединением и смешиванием в смесителе непрерывного действия.

Недостатком способа является нарушение упорядоченности распределения компонентов при их окончательном смешении.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство смешения сыпучих компонентов (см. Расчет, конструирование и исследование оборудования производства источников тока. /под ред. Чувпило А.В. - М: Энергия, 1968, с. 81), состоящее из узла дозирования в виде шнековых питателей и приемной камеры и смесителя в виде червячно-лопастной конструкции.

Недостатком устройства является невозможность обеспечения упорядоченного расположения компонентов на стадии их смешения в двухвалковом лопастном смесителе непрерывного действия.

Задачей данного изобретения является улучшение качества смеси при обеспечении упорядоченного расположения составляющих ее компонентов, а также улучшение экономических характеристик и безопасности производственных процессов смешения сыпучих материалов.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе смешения сыпучих компонентов, заключающемся в подаче, дозировании и смешении дозирование осуществляют механическим разделением подающихся непрерывных потоков компонентов на микрообъемы в единицу времени, а смешение осуществляют упорядоченной укладкой отделенных микрообъемов в емкости для смеси в виде угловых секторов за счет изменения емкостями своих положений относительно потоков сыпучих компонентов и относительно собственной оси.

Устройство смешения сыпучих компонентов, реализующее предлагаемый способ смешения, содержащее дозирующий узел и смеситель, причем дозирующий узел выполнен в виде питателей и карусели отсекателей, жестко закрепленной на главном валу, вращающемся в неподвижном стакане, а смеситель выполнен в виде закрепленного на главном валу несущего диска и емкостей, установленных на подставках, жестко закрепленных с вращающимися в радиальных отверстиях несущего диска валами, на которых закреплены шестерни, связанные с зубчатым колесом, жестко закрепленным на торце неподвижного стакана.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано устройство для смешения сыпучих компонентов, на фиг. 2 - вид сверху на предлагаемое устройство, на фиг. 3 - схема реализации способа через одну из разверток цилиндрического сечения готовой смеси, а на фиг. 4 показано радиальное сечение смеси компонентов.

Предлагаемый способ смешения сыпучих компонентов (фиг. 3, 4) состоит в том, что от непрерывных, перемещающихся под действием силы тяжести потоков компонентов по времени механически отсекаются микрообъемы 1, 2, 3, которые, совершая дальнейшее гравитационное перемещение, образуют на поверхности емкости для смеси угловые секторы, угловые параметры которых ₁, ₂ и ₃ пропорциональны соотношению компонентов в смеси, а толщина d₁ колеблется около значения величины средней фракции компонентов. Следующий микрообъем одного и того же компонента 4 приобретает местоположение, смещенное относительно местоположения предыдущего микрообъема по фазе, равной данному угловому параметру ₁. Устройство, реализующее предлагаемый способ смешения сыпучих компонентов (фиг. 1, 2), содержит дозирующее устройство в виде питателей 1 и карусели 2 отсекателей 3, жестко закрепленной на главном валу 4, вращающемся в неподвижном стакане 5, и смеситель, выполненный в виде закрепленного на главном валу 4 несущего диска 6 и емкостей 7, установленных на подставках 8, жестко закрепленных с вращающимися в радиальных отверстиях 9 несущего диска 6 валами 10, на которых закреплены шестерни 11, связанные с зубчатым колесом 12, жестко закрепленным на торце неподвижного стакана 5.

Способ реализуется следующим образом.

От непрерывных потоков сыпучих компонентов отделяются микрообъемы проходящими под неподвижными питателями 1 отсекателями 3 вращающейся карусели 2. Совершая дальнейшее гравитационное перемещение, микрообъемы попадают в находящиеся под каруселью 2 вращающиеся емкости 7. Форма питателей 1 и отсекателей 3 обеспечивает расположение микродоз смешиваемых компонентов внутри емкостей 7 так, что, закончив свое перемещение, они получают форму углового сектора. За каждый последующий оборот главного вала 4 емкости 7 поворачиваются на один полный оборот и фазу, так что местоположение каждого последующего микрообъема одного и того же компонента окажется смещенным относительно предыдущего на величину фазы. В результате многократного вращения главного вала 4 в емкостях 7 образуется смесь упорядоченно уложенных микрообъемов сыпучих компонентов.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Смешиваемые сыпучие компоненты, через питатели 1, под действием силы тяжести опускаются вниз, поступая через отсекатели 3 карусели 2 в емкости 7. Учитывая, что основной вал 4 вращается в отверстии стакана 5 и зубчатого колеса 12, происходит разделение потоков сыпучих компонентов на микрообъемы, которые укладываются в емкости 7 за счет одновременного их вращения установленных на подставках 8, которые закреплены на торцах валов 10, вращающихся при вращении несущего диска 6, относительно своей оси за счет взаимодействия шестерней 11 с зубчатым колесом 12.

Данный способ и реализующая его конструкция могут найти применение на различных производствах смесей сыпучих материалов, обеспечивая высокое качество готовых смесей V_с до 1 -1,5%, большое соотношение компонентов в смеси до 1:100, снижение затрат электроэнергии в 1,5 - 3 раза, уменьшение производственной площади в 2 - 3 раза, а также заметное улучшение экологической, взрыво- и пожаробезопасности.

Формула изобретения

1. Способ смешения сыпучих компонентов, заключающийся в подаче, дозировании и смешении, отличающийся тем, что дозирование осуществляют механическим разделением подающихся непрерывных потоков компонентов на микрообъемы в единицу времени, а смешение осуществляют упорядоченной укладкой отделенных микрообъемов в емкости для смеси в виде угловых секторов за счет изменения емкостями своих положений относительно потоков сыпучих компонентов и относительно собственной оси.

2. Устройство для смешения сыпучих компонентов, содержащее дозирующий узел и смеситель, отличающееся тем, что дозирующий узел выполнен в виде питателей и карусели отсекателей, жестко закрепленной на главном валу, вращающемся в неподвижном стакане, а смеситель выполнен в виде закрепленного на главном валу несущего диска и емкостей, установленных на подставках, жестко закрепленных с вращающимися в радиальных отверстиях несущего диска валами, на которых закреплены шестерни, связанные с зубчатым колесом, жестко закрепленным на торце неподвижного стакана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4