ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Для указанных технологических процессов обычно применяют громоздкие и энергоемкие смесители шнекового и лопастного типов. Известны также более легкие, высокопроизводительные и менее энергоемкие центробежные смесители, рабочий орган (ротор) которых представляет обращенный малым основанием книзу усеченный полый конус или два-три концентрично установленных усеченных конуса с разными углами наклона их образующих. Подобные смесители имеют застойные зоны, что сказывается на качестве (однородности) получаемой смеси. Предлагаемый центробежный смеситель лишен указанных недостатков.

Смеситель состоит из конического корпуса 1 (см. рисунок), закрепленного на раме 2. Внутри корпуса размещен полый ротор 3, внутренняя полость которого в сечении, проходящем через его вертикальную ось i-i вращения, выполнена в виде параболы 4, обращенной вершиной книзу и отсеченной плоским основанием 5, перпендикулярным оси вращения. На основании вершиной вверх установлена парабола 6 меньшего размера (без разреза - это полый эллиптический параболоид). Парабола 6 сопряжена с параболой 4 ротора посредством двух расположенных по бокам вершиной вниз таких же парабол 7 и 8 (конструктивно между параболой 4 ротора и параболой 6 меньшего размера образован цилиндрический параболический желоб). Верхние торцы параболы 4 ротора закруглены посредством неполных парабол 9 и 10, установленных вершиной вверх и имеющих те же размеры, что и параболы 6-8. Парабола 4 ротора может иметь несколько очертаний (рис. б-г) - в упрощенном уравнении параболы y=aх ² коэффициент a имеет значения 0,10-0,15. Кривые 4 ', 4'', 4''' означают очертание параболы 4 ротора («большой» параболы) при коэффициентах a соответственно 0,10; 0,125; 0,15, если ось оу направлена вертикально вверх, а начало координат совпадает с предполагаемой (отсеченной) вершиной параболы. Во всех вариантах размеры 2малых» парабол остаются неизменными. Ротор закреплен на валу 11, установленном в подшипниках 12. Вал через клиноременную передачу 13 проводится во вращение от электродвигателя 14. Корпус имеет выгрузной патрубок 15. У днища корпуса на валу 11 закреплены лопасти 16 для выгрузки смеси через патрубок. Вверху на корпусе установлена крышка 17, через которую проходит загрузочная течка 18 со штуцерами 19 и питателями 20.

В процессе работы компоненты смеси непрерывно подаются посредством питателей и штуцеров в загрузочную течку 18, где частично перемешиваются и далее поступают во внутреннюю полость ротора 3. При вращении последнего компоненты смеси начинают ускоренно перемещаться по сложным траекториям. Первоначально компоненты разбиваются о вершину эллиптического параболоида (в сечении парабола 6) и под действием центробежных сил отбрасывается в стороны от оси вращения i-i, попадая частично в цилиндрический параболоидный желоб, образованный параболами 7 и 8, частично на стенки «большой» параболы 4 ротора. Плавные переходы, образованные параболами, исключают застойные зоны в центре ротора. Радиус-вектор расположения частицы в роторе сразу принимает повышенное значение, вследствие чего центробежная сила перебрасывает частицы на «большую» параболическую поверхность ротора. Частицы (компоненты смеси), перемещаясь по внутренней поверхности параболы 4 и совершая спиралеобразное движение, поднимаются к верхней кромке ротора. Поскольку частицы имеют разную массу, различные первоначальные радиусы-векторы и различные коэффициенты трения, то скорость и траектории их движения будут различны. Вследствие этого траектории отдельных частиц будут многократно пересекаться, а смесь перемешиваться. Этому способствует и оптимальная частота вращения ротора. Переменный, изменяемый по криволинейному закону, радиус-вектор каждой частицы «регулирует» скорости движения и характер траекторий их движения. Приготовленная смесь плавно переходит с параболы 4 на отбуртовку торца ротора, образованную неполными параболами 9 и 10, и частицы плавно «стекают» с ротора и поступают на днище корпуса 1. Далее смесь лопастями 16 выгружается из смесителя через патрубок 15. Обеспечиваются высокая эффективность смесителя и качество смешивания.