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 спіральних шнеків, які обертаються в одному напрямку, причому один шнек має більший крок спіральної поверхні, ніж інший, і робоча зона цього шнека має на один крок менше, ніж іншого шнека, і зв'язані залежностями р2=k·р1; k=z1/(z1-1), де p1, р2 - кроки спіралей відповідно першого і другого шнеків; z1 - кількість кроків р1 в робочій зоні першого шнека, а спіральна поверхня другого шнека має отвори, діаметр яких зменшується від центра спіральної поверхні до її периферії. 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 108259 C2 (12) UA 108259 C2 UA 108259 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. А21С 1/06, A23L1/16, 1997, Бюл. № 1) взято 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 привідних шнеків з різним кроком спіральних поверхонь і виконання змішувальної поверхні перфорованою. Змішувач шнековий включає корпус, змішувальний пристрій, завантажувальний та вивантажувальний пристрої. Згідно з винаходом змішувальний пристрій виконано у вигляді двох спіральних шнеків, які обертаються в одному напрямку, причому один шнек має більший крок спіральної поверхні, ніж інший, і робоча зона цього шнека має на один крок менш, ніж іншого шнека, і зв'язані залежностями р2=kp1; k=z1/(z1-1) де р1, р2 - кроки спіралей відповідно першого і другого шнеків; z1 - кількість кроків р1 в робочій зоні першого шнека, а спіральна поверхня другого шнека має отвори, діаметр яких зменшується від центра спіральної поверхні до її периферії. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним результатом полягає в наступному. 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 один шнек має більший крок спіральної поверхні і робоча зона цього шнека має на один крок менше, ніж іншого шнека. При цьому кроки шнеків зв'язані залежностями р2=kр1 і k=z1/(z1-1), де pl, р2 - кроки спіралей відповідно першого і другого шнеків; z1 - кількість кроків р1 в робочій зоні першого шнека. 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. Таблиця z1 k p1 р2 45 50 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 р 1 та р2 відповідають різні значення k і, найголовніше, z1, так як при перевищенні максимально допустимого значення z1 буде відбуватися явище заклинювання шнеків. Наприклад, при р 1=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. 1 UA 108259 C2 5 10 15 20 25 Виконання спіральної поверхні другого шнека з отворами, діаметр яких зменшується від центра спіральної поверхні до периферії, забезпечує видавлювання більшої кількості суміші першим шнеком через більші отвори, тобто ближче до осі другого шнека, і меншої кількості суміші - через менші отвори. Завдяки такій конструкції буде ліквідована застійна зона біля осі другого шнека, тобто буде спостерігатися більш інтенсивне перемішування і однорідність складу суміші, яка готується. На фіг. 1 зображено змішувач, вид спереду. На фіг. 2 зображено переріз по А-А. На фіг. 3 зображено переріз по Б-Б. На фіг. 4 зображено переріз по В-В. Змішувач складається з корпуса 1, завантажувального 2 та вивантажувального 3 пристроїв. Змішувальний пристрій виконано з спіральних шнеків 4 та 5. Шнек 5 має отвори 6, діаметр яких зменшується від центра спіральної поверхні шнека 5 до її периферії. 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 p1 спіральної поверхні шнека 4 менше, ніж крок р2 спіральної поверхні шнека 5, то робочий об'єм матеріалу між робочими поверхнями обох шнеків по всій довжині пристрою зменшується, матеріал видавлюється і додатково перемішується, причому крізь отвори 6 додатково видавлюється суміш, що знаходиться на ділянках біля осей та на периферії шнеків, що запобігає налипанню та застою суміші на цих ділянках. 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 30 35 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 один шнек має більший крок спіральної поверхні, ніж інший, і робоча зона цього шнека має на один крок менше, ніж іншого шнека, і зв'язані залежностями р2=k·р1; k=z1/(z1-1), де p1, р2 - кроки спіралей відповідно першого і другого шнеків; z1 - кількість кроків р1 в робочій зоні першого шнека, а спіральна поверхня другого шнека має отвори, діаметр яких зменшується від центра спіральної поверхні до її периферії. 2 UA 108259 C2 3 UA 108259 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4