Змішувач шнековий

Реферат: Винахід призначено для застосування в хімічній, харчовій промисловості при виробництві будівельних матеріалів та інших галузях. Змішувач шнековий включає корпус, змішувальний пристрій, завантажувальний та вивантажувальний пристрої. Згідно з винаходом, змішувальний пристрій виконано у вигляді трьох розташованих паралельно спіральних шнеків, які обертаються в одному напрямку, причому бокові шнеки мають більший крок спіральної поверхні, ніж центральний, і робоча зона цих шнеків має на один крок менше, ніж центральний, і зв'язані залежностями p2  k  p1 ; k  z1 /(z1 - 1), , де p1 , p 2 - кроки спіралей відповідно центрального і бокових шнеків; z1 кількість кроків p1 в робочій зоні центрального шнека. Таке конструктивне виконання шнекового змішувача дозволить спростити конструкцію пристрою, суттєво підвищити якість процесу змішування та розширити технологічні можливості пристрою можливістю змішування сипкої, пастоподібної і іншої продукції. UA 108120 C2 (12) UA 108120 C2 UA 108120 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Винахід призначено для застосування в хімічній, харчовій промисловості при виробництві будівельних матеріалів та інших галузях. Відомий пристрій для змішування сипких матеріалів (Патент RU № 2326025 С1, кл. В65В1/00, В01 F3/18, 2008, Бюл. № 16), який складається з дозатора, пристрою вивантаження, корпуса, привода, вала з дисками і відбійником. Недоліком такого пристрою є невелика якість процесу змішування та обмеженість використання лише для сипких матеріалів. Місильний пристрій та спосіб приготування макаронних виробів (Патент України UA № 13212 С1, кл. А21С1/06, A23L1/16, 1997, Бюл. № 1) взятий по більшості ознак, що співпадають, за прототип. Пристрій складається з корпуса, завантажувального і вивантажувального пристроїв, робочих органів, які складаються з місильних шнеків і ріжучих елементів. Недоліками такого пристрою є: - складність конструкції; - обмеженість технологічних можливостей, а саме неможливість змішування сипких матеріалів; - низька якість процесу змішування. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення змішувача шляхом встановлення змішувальних шнеків з різним кроком спіральних поверхонь. Змішувач шнековий включає корпус, змішувальний пристрій, завантажувальний та вивантажувальний пристрої. Згідно з винаходом, змішувальний пристрій виконано у вигляді трьох спіральних шнеків, які обертаються в одному напрямку, причому бокові шнеки мають більший крок спіральної поверхні, ніж центральний, і робоча зона цих шнеків має на один крок менше, ніж центральний шнек, і зв'язані залежностями р2=kр1; k=z1/(z1-1) де р1, p2 - кроки спіралей відповідно центрального і бокових шнеків; z1 - кількість кроків р1 в робочій зоні центрального шнека. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним результатом полягає в наступному. Конструкцією передбачено виконання змішувального пристрою у вигляді спіральних шнеків, які обертаються в одному напрямку і бокові шнеки мають більший крок спіральної поверхні, ніж центральний, і робоча зона цих шнеків має на один крок менше, ніж центральний шнек. При цьому кроки шнеків зв'язані залежностями р2=kр1 і k=z1/(z1-1), де pl, p2 - кроки спіралей відповідно центрального і бокових шнеків; z1 - кількість кроків р1 в робочій зоні центрального шнека, то можна стверджувати що об'єм продукту, який розміщується між двома сусідніми спіральними поверхнями центрального і бокових шнеків буде зменшуватися від Vпочатковий=max до Vкінцевий=min, по всій довжині змішувача. Співавторами винаходу Волчком A.I. і Скримською Л.В. було здійснено доповідь на 79-й науковій конференції молодих вчених, Київ, НУХТ, 2013, щодо досліджень процесу змішування змішувачем, параметри якого зв’язані вказаними залежностями. Розрахунки числових значень параметрів змішувача при різних значеннях p1 та р2 наведені в таблиці. z1 k p1 р2 45 50 55 2 2 40 80 3 1,5 40 60 4 1,33.. 39,85 53 5 1,25 40 50 6 1,2 40 48 7 1,166.. 40,05 46,7 8 1,1429 39,99 45,7 9 1,125 40 45 10 1,11.. 40 44,4.. 11 1,1 40 44 Як видно з результатів, наведених в таблиці, різним значенням р1 та р2 відповідають різні значення k і, найголовніше, z1, так як при перевищенні максимально допустимого значення z1 буде відбуватися явище заклинювання шнеків. Наприклад, при р1=40, р2=50, k=1,25, максимально можлива кількість кроків z1=5. При р1=40, р2=45, k=1,125, відповідно z1=9. Тобто в першому випадку максимальна довжина змішувача буде L=z1*р1=5*40=200 мм, в другому випадку - L=z1*р1=9*40=360 мм. , Об'єм продукту, який розміщується між двома сусідніми спіральними поверхнями шнеків з вказаними параметрами, буде зменшуватися від Vпочатковий=max до Vкінцевий=min, по всій довжині змішувача і за рахунок видавлювання надлишкової частини цього об’єму буде здійснюватись додаткове перемішування компонентів цього продукту. На фіг. 1 зображено змішувач, вид спереду. На фіг. 2 зображено переріз по А-А. На фіг. 3 зображено переріз по Б-Б. 1 UA 108120 C2 5 10 Змішувач складається з корпуса 1, завантажувального 2 та вивантажувального 3 пристроїв. Змішувальний пристрій виконано з спіральних центрального 4 та бокових 5 шнеків. Змішувач працює наступним чином. Матеріали, які потрібно змішувати, надходять в корпус 1 змішувача через завантажувальний пристрій 2. Потім ці матеріали переміщуються шнеками 4 та 5 до вивантажувального пристрою 3. За рахунок того, що крок р1 спіральної поверхні центрального шнека 4 менше, ніж крок р2 спіральної поверхні бокових шнеків 5, то робочий об'єм матеріалу між робочими поверхнями цих шнеків по всій довжині пристрою зменшується, матеріал видавлюється і додатково перемішується. Таке конструктивне виконання шнекового змішувача дозволить спростити конструкцію пристрою, суттєво підвищити якість процесу змішування та розширити технологічні можливості пристрою можливістю змішування сипкої, пастоподібної і іншої продукції. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Змішувач шнековий, що включає корпус, змішувальний пристрій, завантажувальний та вивантажувальний пристрої, який відрізняється тим, що змішувальний пристрій виконано у вигляді спіральних шнеків, які обертаються в одному напрямку, причому бокові шнеки мають більший крок спіральної поверхні, ніж центральний, і робоча зона цих шнеків має на один крок менше, ніж центральний шнек, і зв'язані залежностями р2=kр1; k=z1/(z1-1), де р1, р2 - кроки спіралей відповідно центрального і бокових шнеків; z1 - кількість кроків р1 в робочій зоні центрального шнека. 2 UA 108120 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3