 |
Вертикальные смесители
|
|
|
|
Порционный смеситель СМ-2 производства ЗАО «Инженерный центр
«Грант»», представленный рисунке 1. 2, состоит из рабочих органов в виде меша- лок, расположенных соосно с корпусом и представляющим собой вертикальный цилиндр с небольшим коническим усечением в нижней части, боковой выгрузки и привода [110]. Технические характеристики смесителя представлены в таблице 1. 2.
| а) | б) |
Рисунок 1. 2 – Смеситель СМ-2: а) общий вид смесителя; б) рабочий орган Таблица 1. 2 – Технические характеристики смесителя СМ-2
| Параметры | Значения |
| Объём бункера, м³ | 0, 2 |
| Мощность двигателя, кВт | |
| Частота вращения вала, мин-1 | |
| Равномерность смешивания, % | |
| Продолжительность смешивания, мин | 1, 5–2 |
| Габариты, мм | 1130 x 900 x 1090 |
| Масса, кг |
Достоинством этой конструкции является простота и высокая техническая надежность. К недостаткам можно отнести низкую автоматизацию, а именно не- обходимость ручного ввода смешиваемых ингредиентов.
Самой распространённой конструкцией вертикального смесителя является вертикальный шнековый смеситель, который широко производится различными предприятиями. Особенностью этих смесителей является то, что они подходят для смешивания только сухих ингредиентов [26].
Принцип работы заключается в том, что заранее дозированные ингредиенты последовательно (или одновременно) подаются в него, а перемешивание осуще- ствляется непосредственно во время их загрузки. При этом ответственные ингре- диенты или добавки могут вводиться в состав смеси через специальный боковой карман. Процесс смешивания происходит за счет одного вертикального шнека, например, в смесителях, производимых компанией АТМ серии СМ [113] и Доза- Агро серии ССК [115], или нескольких шнеков, например, смеситель УСК-3 вы- пускаемого «АгроГрант» [111].
|
|
|
Смесители, представленные на рисунке 1. 3, используются совместно с дро- билками, оснащенными пневмотранспортом, где камера смешивания смесителя дополнительно играет роль осадочной камеры циклона. Поэтому они дополни- тельно комплектуются системами аспирации воздуха. Также за счет движения воздушно-продуктовых потоков внутри смесителя осуществляется вспомогатель- ный процесс перемешивания ингредиентов [112, 114].
К достоинствам этого исполнения вертикальных смесителей относят:
- надежность и простота конструкции;
- автоматизация процесса загрузки;
- возможность получения сбалансированной смеси по собственной ре- цептуре;
- достаточно высокое качество получаемого продукта. К недостаткам относят:
- возможность сводообразования внутри камеры смешивания при вы- грузке;
- сегрегацию ингредиентов по размеру частиц;
- невозможность выгрузки всего приготовленного комбикорма без применения ручного труда.
Рисунок 1. 3 – Общий вид вертикальных шнековых смесителей кормов Одним из вариантов конструкций вертикальных смесителей со шнековыми
рабочими органами являются планетарно-шнековые смесители (рис. 1. 4). Они по- зволяют сохранить все преимущества вертикально-шнековых смесителей и изба- виться от ряда их недостатков: возможность смешивания ингредиентов с различ- ной плотностью и физико-механическими свойствами, исключения появления за- стойных зон и сводообразования при выгрузке, а также получения продукта с еще более высокой однородностью. Однако это требует создания более сложной ки- нематической схемы привода рабочих органов (планетарного механизма). Такая конструкция привода требует качественного и своевременного обслуживания, а также характеризуется большими энергетическими затратами на процесс смеши- вания и продолжительной разгрузкой [119, 126].
|
|
|
Рисунок 1. 4 - Варианты выпускаемых планетарно-шнековых смесителей (аналоги импортных screw mixer planetary mixer)
Принцип работы такого смесителя заключается во вращении шнека вокруг собственной оси и оси корпуса смесителя (рис. 1. 5) [122]. Смешивание происхо- дит очень плавно и без разрушающего воздействия для смешиваемых ингредиен- тов. В результате движения планетарного механизма материал подхватывается шнеком и поднимается по стенке камеры смешивания конической формы. После этого он движется к оси корпуса, в результате чего образуется нисходящий поток. В узкой части конического корпуса материал захватывается и начинает двигаться вверх. Таким образом, он интенсивно циркулирует по всей камере смешивания. Все это способствует качественному смешиванию самых разных компонентов за минимальное время [118, 121, 127].
4
| а) | б) | в) |
| 1 – смесительный бункер; 2 – шнек; 3 – водило; 4 – шестерни; 5 – шестерня, закрепленная неподвижно в рабочем бункере | ||
Рисунок 1. 4 – Планетарно - шнековый смеситель СПШ/20: а) общий вид; б) прин- ципиальная кинематическая схема; в) схема работы
Технические характеристики планетарно-шнекового смесителя серии СПШ представлены в таблице 1. 3 [123].
Таблица 1. 3 – Технические характеристики промышленной серии смесите- лей СПШ
| Модель | СПШ- | СПШ- 50М | СПШ- | СПШ- | СПШ- |
| Рабочий объем, л | |||||
| Частота оборотов, мин-1 | |||||
| - шнека | |||||
| - водила | 3, 8 | 7, 5 | 4, 6 | 5, 6 | |
| Установленная мощность, не более, кВт | 2, 5 | 2, 5 | 4, 5 | ||
| Габариты (LxBxH), мм | 1000х 1000х | 1000х1 000х | 1100х 1100х | 1500х 1500х | 1900х 1900х |
| Масса (не более), кг |
Горизонтальные ленточные смесители
Работа горизонтального смесителя осуществляется следующим образом - ингредиенты загружаются в бункер смесителя (камеру смешивания), где они под- вергаются интенсивному воздействию рабочих органов, выполненных в виде вин- товой поверхности.
В качестве рабочих органов применяются мешалки и шнеки (одно- и много- заходные винты, с переменным и постоянным шагом, с правой и левой навивкой и т. д. ) различных форм и конструкций (рис. 1. 6) [103, 108].
|
|
|
Наиболее широкое применение среди конструкций горизонтальных смеси- телей получили смесители с ленточными рабочими органами. В камере смешива- ния таких смесителей перемешивание слоев материала осуществляется лентой, расположенной на двух и более уровнях и выполненной в виде цельной винтовой поверхности. Смесители, оснащенные ленточными рабочими органами, предна- значены для смешивания сыпучих материалов.
| а) | б) |
Рисунок 1. 6 – Рабочие органы горизонтального ленточного смесителя: а) общий вид; б) схема перемещения материала
Смеситель УК-2. 10. 000-01 (рис. 1. 7), выпускаемый ПАО «Завод «Нежин- сельмаш»» (Украина) имеет следующие особенности: получение кормосмесей с влажностью не более 15%; поддержание структуры корма в процессе смешивания в виду отсутствия нагрева и переизмельчения ингредиентов при смешивании [105]. Он оснащен двухуровневым шнеком, причем внутренний шнек перемещает материал от выгрузки к противоположному торцу камеры смешивания, а наруж- ный шнек к выгрузке.
| а) | б) |
Рисунок 1. 7 – Смеситель горизонтальный шнековый УК-2. 10. 000-01: а) общий вид; б) ленточный шнек
Технические характеристики смесителя серии УК-2. 10. 000 представлены в таблице 1. 4.
Таблица 1. 4 – Технические характеристики УК-2. 10. 000
| Параметры | Значения |
| Объем емкости: - общий, м3 - рабочий, м3 | 0, 452 0, 4 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 2, 2 |
| Привод смесителя | Мотор-редуктор |
| Количество приводов, шт. | |
| Скорость вращения спирали не более, мин-1 | 35, 5 |
| Однородность смешивания до, % | |
| Время смешивания, мин | 10-15 |
| Полная масса, кг |
 |
Ленточный смеситель серии СГЛ производства ООО «ОПК-НН» (рис. 1. 8) оснащается двухзаходной спиральной лентой большого диаметра и такой же лен- той, но меньшего диаметра с противоположным направлением навивки, что по- зволяет осуществлять хаотическое перемещения сыпучего материала по рабочему объему смесителя [31, 120].
| а) | б) |
Рисунок 1. 8 - Смеситель СГЛ: а) общий вид; б) ленточный шнек
|
|
|
Краткие технические характеристики смесителя серии СГЛ представлены в таблице 1. 5.
Таблица 1. 5– Краткие технические характеристики смесителя серии СГЛ
| Модель | СГЛ-0, 5 | СГЛ-1 | СГЛ-2 | СГЛ-3 | СГЛ-4 | СГЛ-6 | СГЛ-10 | СГЛ-15 |
| Эффективный объем, м3 | 0, 5 | |||||||
| Максимальный объем, м3 | 0, 62 | 1, 20 | 2, 30 | 3, 25 | 4, 20 | 6, 30 | 10, 80 | 16, 00 |
| Мощность, кВт | 5, 5-7, 5 | 7, 5-11 | 90-110 | |||||
| Время смеши- вания, мин | 10-20 | 15-35 | 15-35 | 15-35 | 15-35 | 15-35 | 15-45 | 15-45 |
На рисунке 1. 9 представлен горизонтальный ленточный смеситель, разрабо- танный в ФАНЦ Северо-Востока (патент № 2488434) и предназначенный для смешивания сыпучих материалов, рабочий орган которого оснащается тремя вин- товыми лентами с переменным направлением навивки и лопатками [58].
6 1 3
а) б)
1 - бункер; 2 - рама; 3 - загрузочный патрубок; 4 - выгрузной патрубок; 5 - за- слонка; 6 - комбинированный шнек; 7 - двигатель; 8 - редуктор
Рисунок 1. 9 - Общий вид: а) горизонтального ленточного смесителя по патенту
№ 2488434; б) комбинированный шнек
Основным недостатком всех смесителей с горизонтальными рабочими ор- ганами является наличие «мертвых зон», т. е. мест, где осуществляется недоста- точное перемешивание ингредиентов. Как правило такие места наблюдаются в области вала и в верхней части камеры смешивания (бункера).
Горизонтальные лопастные смесители
Наряду с ленточными смесителями используются и лопастные смесители, конструкция которых в общем виде представлена на рисунке 1. 10 [117]. К досто- инствам многих лопастных смесителей относят возможность изменения условий протекания процесса смешивания в результате установки сменных лопаток- мешалок, выполненных с различными углами атаки, формы или размера. Таким образом, вариативность в выборе рабочих органов позволяет применять лопаст- ные смесители для смешивания ингредиентов с различными физико- механическими свойствами и получать кормовые смеси различной влажности.
Основными различиями между лопастными смесителями являются тип применяемой в его конструкции лопасти-мешалки (рис. 1. 11) и количество валов.
1 – смесительный бункер; 2 –вал; 3 – выгрузная горловина;
4 – смешивающие лопасти; 5 – электро- двигатель; 6 – редук- тор
Рисунок 1. 10 – Схема лопастного смесителя
1 3 2
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | ||
1
 |  | ||
6
1- лопасть, 2- втулка, 3- вал, 4- шайба специальная, 5, 6- левая и правая цапфы, 7,
8- радиальные рычаги
Рисунок 1. 11 – Лопасти-мешалки: а)- горизонтальная; б) - наклонная;
в) - вертикальная; г) - пропеллерная; д) - специальная; е) - якорная; ж) - Z-
образная полосовая, з) - Z-образная парусная, и) - Z-образная литая, к) - винтовая
Смеситель двухвальный лопастной для тяжелых смесей представлен на ри- сунке 1. 12 [128]. Машины этого типа являются наиболее универсальными и при- меняются в том или ином виде во всех отраслях промышленности, так как позво- ляют смешивать опилки, зерно, сено, солому, травяную муку, торф, землю и т. д.
Рисунок 1. 12 – Общий вид смесителя серии СГУ
Особенности смесителя: возможность загрузки сырья в измельченном виде; полная выгрузка; наличие двух смешивающих валов; возможность загрузки ком- понентов жидкого типа; высокий уровень смешивания до 98%; минимизация вре- менных затрат на смешивание; частота вращения, составляющая 30 мин-1.
Двухроторные смесители типа ЗЛ (рис. 1. 13), оснащенные Z-образными ло- пастями, предназначаются в основном для смешивания влажных смесей до пасто- образного вида и вязкостью до 100 кПа‧ сек. [104]. Однако, возможно смешивание также сухих сыпучих материалы [31]. Воздействие вращающихся Z-образных ло- пастей приводит к значительным сдвиговым деформациям, что позволяет эффек- тивно осуществлять процесс смешивания и измельчения массы вплоть до диспер- гирования ингредиентов.
Рисунок 1. 13 – Общий вид смесителя с Z-образными лопастями серии ЗЛ
Технические характеристики смесителя серии ЗЛ представлены в табли- це 1. 6.
Таблица 1. 6 – Технические характеристики смесителя серии ЗЛ
| Параметры | ЗЛ-50 | ЗЛ-100 | ЗЛ-250 | ЗЛ-400 | ЗЛ-2000 |
| Рабочий объем камеры, дм3 | |||||
| Частота вращения ротора, мин-1 | 60 (12…80) | 60 (12…80) | 50 (12…70) | 40 (10…60) | (3…16) |
| Установленная мощность, кВт | 5, 5 | 7, 5 | 15, 0 | 22, 0 | 55, 0 |
| Габариты, мм | |||||
| - длина | |||||
| - ширина | |||||
| - высота | |||||
| Масса, кг |
Для смешивания и одновременного запаривания выпускаются следующие модели: С-2, С-7, С-12 (рис. 1. 14) [116]; СКЦ-Ф-3. Для обогащения сыпучих сме- шиваемых кормов жидкими добавками производят смесители серий: НРВ; НСН; РМ; VKL [7].
7
 |
1 – корпус, 2 – парораспределитель, 3 – лопастная мешалка, 4 – шнек выгруз- ной, 5 – горловина выгрузная с клиновой задвижкой, 6 – система управления, 7 – крышка смесителя, 8 – привод смесителя
Рисунок 1. 14 – Общий вид смесителя С-12А
Достоинствами этого типа смесителей является возможность введения и равномерного распределения во всем объеме кормовой смеси жировых компонен- тов или мелассы. Также смесители, оснащенные несколькими роторами (лопаст-
ными валами), позволяют за счет создания встречных потоков смешивать ингре- диенты с различными физико-механическими свойствами. К недостаткам этих смесителей можно отнести: большие габариты, возможность только торцевой вы- грузки готового продукта [30].
По результатам анализа конструкций и принципов работы смесителей ши- роко используемых для смешивания сыпучих и сухих ингредиентов можно сднлать вывод о том, что для получения сыпучих кормосмесей наиболее перспек- тивной конструкцией является горизонтальный шнековый смеситель с ленточным рабочим органом. Смеситель такого типа обеспечивает возможность получения готового продукта более высокого качества при невысокой энергоёмкости про- цесса смешивания.
|
|
|
