Механическое перемешивание

Предмет: МДК.01.01

Урок № 52

Тема: Основные типы оборудования для смешивания сыпучих материалов

Пневматическое перемешивание

Пневматическая классификация используется, когда механическая классификация затруднительна. Чаще всего ее применяют для классификации мелких порошков (менее 100 мкм). Процесс проводят в поле силы тяжести или центробежных сил.

Сепараторы псевдоожиженного слоя представляют собой прямоугольный корпус 1, разделенный газораспределительной решеткой 2 (рис. 1.).

Рис. 1. Схема сепаратора псевдоожиженного слоя (ПС) 1 – корпус; 2 – распределительная решетка     Корпус имеет прямоугольную форму для того, чтобы материал двигался без продольного перемешивания (идеальное вытеснение). Газораспределительная решетка может быть горизонтальной или слегка наклоненной в сторону выгрузки.

Рис. 2. Расположение перегородок в сепараторе ПС Для повышения эффективности сепарации верхняя часть аппарата слегка расширена. Кроме того, эти аппараты подразделяют на несколько зон при помощи секционных перегородок (6…8 штук). Такие перегородки разделяют слипшиеся и задерживают крупные частицы, а мелкие частицы уносятся с отработанным воздухом и улавливаются в циклонах (рис. 2.). Благодаря таким перегородкам эффективность сепарации возрастает на 30…50 %.

Гравитационное перемешивание

Гравитационно-ударный и гравитационно-лотковый смесители

Данные конструкции (рис. 3.1 и 3.2) представляют собой вертикальный корпус квадратного сечения с установленными внутри наклонными полками (достаточно 5…6 ступеней смешивания). Загрузка материала в аппарат производится сверху, а выгрузки снизу. Для интенсификации и улучшения качества смешивания применяют вибрацию корпуса.

Рис. 3.1. Схема гравитационно-ударного смесителя

Рис. 3.2. Схема гравитационно-лоткового смеситель

 

 

 

Механическое перемешивание

 

Для интенсификации процесса используют барабаны сложной формы: цилиндрический наклонный («пьяная бочка»), биконический вертикальный, а также бицилиндрический, граненый вертикальный и прочие.

 

а	б
Рис. 4. Разновидности барабанных смесителей
а – цилиндрический наклонный барабан; б – биконический вертикальный барабан.

 

В этих смесителях отсутствуют внутренние устройства, что позволяет перемешивать влажные материалы.

Объем загрузки материала составляет от 1,5 до 20 м³, а диаметр барабана от 1400 до 2600 мм.

Оптимальная степень заполнения барабана 30…70%, а частота вращения может быть рассчитана по формуле:

,

где d_ч – диаметр частиц, мм; R_бар – радиус барабана, м.

 

 

Механическое перемешивание

 

Для интенсификации процесса используют барабаны сложной формы: цилиндрический наклонный («пьяная бочка»), биконический вертикальный, а также бицилиндрический, граненый вертикальный и прочие.

 

а	б
Рис. 4. Разновидности барабанных смесителей
а – цилиндрический наклонный барабан; б – биконический вертикальный барабан.

 

В этих смесителях отсутствуют внутренние устройства, что позволяет перемешивать влажные материалы.

Объем загрузки материала составляет от 1,5 до 20 м³, а диаметр барабана от 1400 до 2600 мм.

Оптимальная степень заполнения барабана 30…70%, а частота вращения может быть рассчитана по формуле:

,

где d_ч – диаметр частиц, мм; R_бар – радиус барабана, м.

 

Предмет: МДК.01.01

Урок № 53

Практическое занятие № 26. Графическая работа. Изучение устройства основных типов смесителей.

Задание 1. Изобразить графически схему барабанного смесителя. Выписать: обозначения, принцип действия.

Задание 2. Изобразить графически схему шнекового смесителя. Выписать: обозначения, принцип действия.

Задание 3. Ответить на вопрос: в чем различие этих смесителей?

Смешивание сухих сыпучих материалов проводят либо как предварительную операцию перед основным технологическим процес­сом (например, при получении бетона сначала готовят песчано-­цементную смесь), либо как основной процесс изготовления ко­нечного продукта с заданными свойствами.

Барабанные смесители (рис.1) применяются для периодического и непрерывного смешивания сухих порошкообразных веществ. Барабанные смесители выполняют на бандажах или с опорой на цапфах. Для увеличения продольных перемещений частиц в цилиндрических смесителях с горизонтальной осью внутри корпуса устанавливают спирали и наклонные лопатки. Сыпучий материал, загружаемый с помощью шнека, при вращении барабана многократно поднимается на некоторую высоту, пересыпается, совершая сложное возвратно-поступательное движение.

Рис. 1. Схема барабанного смесителя: 1 — корпус; 2 — спиральные ребра; 3 — полка; 4 — опорный ролик; 5 — шнек

По окончании смешивания изменяют направление вращения барабана, и полученная смесь выгружается тем же шнеком.

Смесители барабанного типа являются тихоходными (частота вращения 6...8 об/мин), циркуляция смешиваемого материала в них мало интенсивна и продолжительность смешивания значительна.

Для непрерывного смешивания сыпучих, пластических и вязких материалов применяют одновальные и двухвальные шнековые смесители.

На рис. 2. схематично показана конструкция шнекового смеси­теля. В корытообразном корпусе 5 вращается вал 6, на котором закреплены лопатки двух форм. Одни из них (лопатки 2) являются транспортирующими и выполнены с наклоном. Они перемещают? смешиваемые компоненты от бункера 1 к выпускному окну 4. Между этими лопатками размещены перемешивающие лопатки 3 с продольными плоскостями. Эти лопатки перемешивают материал в направлении поперечном направлению движения потока. Совер­шаемое сложное движение обеспечивает эффективное смешива­ние компонентов.

Для смешивания густых и вязких масс применяют аппараты периодического действия с лопастными валками сложной формы.

Дозирование сыпучих материалов предусматрива­ет равномерное поступление в аппарат исходных компонентов с заданным расходом. Выполнение этого условия обеспечивает по­лучение высококачественного продукта.

 

Рис. 2. Шнековый смеситель: 1 — бункер; 2 — транспортирующие лопатки; 3 — перемешивающие лопатки; 4 — выпускное окно; 5 — корпус; 6 — вал

 

 

Предмет: МДК.01.01

Урок № 54

Практическое занятие № 27. Графическая работа. Изучение устройства основных типов смесителей.

Задание 1. Изобразить графически смесители. Дать обозначения и описание каждого.

Задание 2. Ответить на вопрос: Чем лопастные смесители отличаются от планетарно-шнековых и смесителей с псевдоожижением материала вращающимся ротором

 

Планетарно-шнековые смесители

 

Данная конструкция представляет собой корпус конического типа с установленным внутри шнеком (рис. 1). Во время работы шнек совершает одновременно вращательное и планетарное движения. При помощи шнека материал поднимается в верхнюю часть аппарата, откуда под действием силы тяжести вновь опускается вниз. Затем цикл повторяется. Данные смесители применяют для перемешивания как сыпучих, так и пастообразных материалов.

Рис. 1. Устройство планетарно-шнекового смесителя

 

Лопастные смесители

Лопастные смесители являются более универсальными. В них можно смешивать как сыпучие, так и увлажненные смеси и даже пасты. Чаще всего эти смесители имеют два вращающихся вала, на которых смонтированы различные лопасти (рис. 2.1 и 2.2). Корпус таких смесителей неподвижен и может иметь на поверхности рубашку для охлаждения или нагрева продукта.

Рис. 2.1. Схема двухвального смесителя
1 – корпус; 2 – вал.

 

Рис. 2.2. Конструкция Z - образного вала

 

Смеситель с псевдоожижением материала вращающимся ротором

 

Рис. 3. Схема смесителя с псевдоожижением материала вращающимся ротором 1 – корпус; 2 – вал; 3 – верхний диск; 4 – нижний диск

В корпусе 1 аппарата на консольном валу 2 вращается ротор, состоящий из верхнего диска 3 (с центральным отверстием) и нижнего диска 4 (с загнутыми кверху краями) (рис. 3.).   При вращении ротора с окружной скоростью 5 м/с и более в аппарате создается интенсивная циркуляция сыпучего материала, который переходит в состояние, близкое к псевдоожиженному. Качество перемешивания зависит от степени заполнения аппарата, скорости вращения ротора и формы лопастей.