Технические науки/3. Отраслевое машиностроение

К.т.н. Орехова Т.Н., Краснов В.В., Дёмушкин Н.П.

Белгородский технологический университет им. В.Г. Шухова, Россия

Тенденции развития современной техники и технологий смешения сыпучих материалов

Среди устройств, предназначенных для смешения дисперсных материалов, все более широкое внимание привлекают пневматические смесители.  У пневматических смесителей процесс смешения достигается за счёт протекающего воздушного потока.

  Такие смесительные установки имеют в большинстве случаев форму вертикального цилиндра, в нижней части которого предусмотрено либо перфорированное днище, либо сопло, через которое воздух вдувается в сыпучий материал, вследствие чего тот переходит в разрыхлённое, псевдоожиженное состояние.

Смесители, действующие по принципу псевдоожиженного слоя (рис. 1), обладают перфорированным днищем, через которое в груду материала подается воздух с избыточным давлением от 1 до 2 бар. В результате образуется взрыхлённая проходящим воздухом засыпка с текучестью, характерной для жидкости. Благодаря круговому (сегментами) отключению воздушного потока на перфорированном днище возникает мощная циркуляция в сыпучем материале, напоминающая кипящую жидкость.

Рис. 1. Смеситель по принципу псевдоожиженного слоя

      У смесителя, действующего по принципу пневматического удара (рис. 2), сжатый воздух под давлением от 10 до 40 бар через сопло вдувается в засыпку короткими толчками, создавая пульсирующее, сопровождаемое завихрениями движение смешения сыпучего материала.

Рис. 2. Смеситель по принципу пневматического удара

Пневмосмеситель показанный на рисунке 3 работает следующим образом. Подлежащий смешению сыпучий материал загружается в бункер через штуцер в верхней крышке и пневмосистемой приводится в интенсивную внутреннюю циркуляцию. Транспортирующий газ подается в нижнюю часть бункера по вертикальной трубе 3. Для равномерного распределения газа по нижнему сечению бункера установлен завихряющий червяк 4. Далее газ поступает во внутреннюю полость диффузора 6, эжектируя с собой сыпучий материал из нижней части бункера. Транспортируемые газом частицы материала ударяются о перегородку 8 и падают вниз. Частично обеспыленный газ удаляется из бункера через патрубок 11. Смешение сыпучего материала происходит в результате многократной циркуляции его внутри бункера. Готовая смесь по окончании цикла смешения удаляется из нижней части бункера разгрузочным приспособлением 12.

Рис. 3. Пневмосмеситель с внутренней циркуляцией материала:

1 ‒ цилиндрическая часть бункера; 2 ‒ коническая часть бункера;

3 ‒ вертикальная труба; 4 ‒ завихряющий червяк; 5 ‒ отбойник; 6 ‒ диффузор;

7 ‒ плоская крышка; 8 ‒ пылеотбойная перегородка; 9 ‒ камера; 10 ‒ болт;

11 ‒ патрубок; 12 ‒ разгрузочное приспособление

Таким образом, к достоинствам пневмосмесителей следует отнести простоту их конструкции, низкие удельные энергозатраты, короткий цикл смешения, отсутствие вращающихся механических устройств, а к недостаткам ‒ значительную эрозию внутренних поверхностей корпуса, истирание частиц компонентов, появление электростатического заряда, плохое качество смешения компонентов с большой разницей удельных весов и большой дисперсностью, необходимость отчистки отходящего газа.

Литература:

1. Герасимов М.Д., Герасимов Д.М., Степанищев В.А. Методика проведения исследований вибрационного устройства с асимметричной вынуждающей силой // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2016. №9. С.125-130.

2. Герасимов М.Д. Сложение колебаний в вибровозбудителях. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2016. №3. С. 116- 121.

3. Лоскутьев Ю.А., Максимов В.М., Веселовский В.В. Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строительных материалов //М.: Машиностроение, 1986. 378 с.

4. Орехова Т.Н., Агарков А.М., Голубятников А.А. Направления конструктивно-технологического совершенствования пневмосмесителей для производства строительных материалов // Научный альманах. 2015. № 3 (5). С. 124–127.

5. Орехова Т.Н., Уваров В.А. Определение скорости частиц материала пневмосмесителя сухих строительных смесей // Фундаментальные исследования. 2013. № 4-3. С. 592-596.

6. Прокопенко В.С., Шарапов Ринат Р., Агарков А.М., Шарапов Р.Р. Оптимизация работы оборудования для получения тонкодисперсных порошков // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. № 1. С. 80-83.

7. Романович А.А., Орехова Т.Н., Мещеряков С.А., Прокопенко В.С. Технология получения минеральных добавок// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 5. С. 188-192.

8. Романович А.А. Энергосбережение при производстве строительных изделий // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. – №3. – С. 69–71.

9. Уваров В.А., Орехова Т.Н. Анализ конструкций пневмосмесителей для производства сухих строительных смесей // Интерстроймех–2010. 2010. С. 91-96.

10. Шарапов Р.Р., Бойчук И.П., Агарков А.М., Прокопенко В.С. Уравнение движения взвешенной в потоке воздуха частицы в концентраторе // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 5. С. 175–178.