WO2008004907A2 - Device for mixing liquid and powder materials - Google Patents

Device for mixing liquid and powder materials Download PDF

Info

Publication number
WO2008004907A2
WO2008004907A2 PCT/RU2007/000315 RU2007000315W WO2008004907A2 WO 2008004907 A2 WO2008004907 A2 WO 2008004907A2 RU 2007000315 W RU2007000315 W RU 2007000315W WO 2008004907 A2 WO2008004907 A2 WO 2008004907A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plate
powder
deflector
mixing
powder material
Prior art date
Application number
PCT/RU2007/000315
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2008004907A3 (en
Inventor
Stanislav Afanasjevich Gerasimenko
Sergey Vladimirovich Golovchenko
Original Assignee
Gerasimenko Stanislav Afanasje
Golovchenko Sergey Vladimirovi
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerasimenko Stanislav Afanasje, Golovchenko Sergey Vladimirovi filed Critical Gerasimenko Stanislav Afanasje
Publication of WO2008004907A2 publication Critical patent/WO2008004907A2/en
Publication of WO2008004907A3 publication Critical patent/WO2008004907A3/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50Mixing liquids with solids
    • B01F23/54Mixing liquids with solids wetting solids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/70Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material
    • B01F25/74Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material with rotating parts, e.g. discs
    • B01F25/741Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material with rotating parts, e.g. discs with a disc or a set of discs mounted on a shaft rotating about a vertical axis, on top of which the material to be thrown outwardly is fed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/051Stirrers characterised by their elements, materials or mechanical properties
    • B01F27/054Deformable stirrers, e.g. deformed by a centrifugal force applied during operation
    • B01F27/0542Deformable stirrers, e.g. deformed by a centrifugal force applied during operation deformable by centrifugal force

Definitions

  • the invention relates to techniques for mixing mobile media of different densities and in various states, and more particularly, to a device for mixing liquid and powder materials, as well as for producing highly homogenized materials, and can be used in the preparation of mixtures and highly homogenized materials in chemical, food, pharmaceutical , construction and other industries and agriculture.
  • the disadvantage of this method is the inability to control mixing and obtaining the resulting product of a heterogeneous structure. It contains lumps of remaining unmixed materials and granular components.
  • a continuous mixer is known for the preparation of a finely dispersed suspension of powder and liquid components at the mixing stage.
  • the mixer comprises a housing with a conical bottom rotated by an electric motor.
  • a shaft rotatable from the drive is installed along the central axis of the housing, on which a mixing body, disk, and movable dropping knives are mounted.
  • the liquid component is supplied to the rotating bottom and forms a film moving to the edge on its surface, and the powder component enters the disk, from where it is sprayed into the film due to centrifugal force.
  • the resulting mixture is discarded onto a rotating mixing body, from where it flows by gravity or with knives into the discharge pipes.
  • the disadvantage of this mixer is that the process of meeting the components occurs on the surface of the bottom, which does not provide a homogeneous structure of the mixture without lumps, voids or granular formations.
  • the mixing process itself is highly energy-consuming, in particular, due to the need to drop the mixture adhering to the walls of the mixing organ using knives. It is known that cleaning knives should work at low speeds (up to 60-300 rpm).
  • the objective of the invention is to remedy these disadvantages, increase, intensify mixing and ensure optimization of energy consumption and process control, improve the quality of the finished product and create a simple in design and inexpensive device for its production.
  • Dry or wet mixing in order to obtain a homogeneous mixture is a complex technological task.
  • a technology is known where interacting directed component flows are involved in mixing processes, one of which is a stream scattered by a rotating rotor, and the other flows down the wall of the mixing tank under the influence of gravity.
  • the main role here is played by the centrifugal and gravitational components of the flow displacement vector.
  • the centrifugal component of the flow displacement vector takes place only in the rotor. As soon as the rotor leaves the flow, the centrifugal component disappears due to the universal law of physics on rectilinear and uniform motion, but the gravitational component appears. The flow, therefore, becomes virtually uncontrollable.
  • the stream flows only under the influence of gravity, and the centrifugal component is absent.
  • the gravitational component remains, i.e. a mixture of components, whatever its quality, slides along the wall to the bottom. They are trying to improve the quality of the mixture by installing scrapers, mixers, etc. Naturally, such technical solutions complicate the design and do not make it possible to obtain a high-quality target product.
  • the problem is solved in that in the known device for mixing powder and liquid materials containing a housing, the first and second shafts passing through its central axis, connected with the corresponding first and second drives, the first and second means for loading powder and liquid materials, means for forming a powder material flow in the form of a plate rigidly mounted on the first shaft and a deflector in the form of a truncated cone that faces the plate with a large base facing downwards; means for forming a flow and the liquid material in the form of a drum mounted on a second shaft under the means for forming a powder material stream, and means for collecting and unloading the resulting product, in accordance with the invention, the shafts are rotatably mounted at different speeds, the means for forming a powder material stream contains the impeller, the blades of which are essentially orthogonal to the plane of the plate, are arranged radially along spiral paths and mounted on the plate by means of springs with possible Stu vibration along the plane of the plate.
  • This embodiment of the blades allows
  • the device further comprises an enclosed circular chamber surrounding the deflector from the outside, connected to a source of water or steam and configured to create a water or steam curtain directed into side of the drum.
  • an enclosed circular chamber surrounding the deflector from the outside, connected to a source of water or steam and configured to create a water or steam curtain directed into side of the drum.
  • the circular camera is installed not lower than the edge of the cone of the deflector.
  • the deflector be rigidly attached to the body so that the lower edge of the cone of the deflector is no higher than the level of installation of the plate on the first shaft.
  • the device may be further provided with a screen mounted, for example, spring-loaded in the housing above the rotation means.
  • a screen mounted, for example, spring-loaded in the housing above the rotation means.
  • FIG. 1 is a schematic front view of a device (vertical section); embodiment with a two-cavity drum;
  • FIG. 1 shows a device 1 for mixing powder and liquid materials.
  • the device comprises a housing 2 with a working volume of 3 and passing along its central axis of the first shaft 4 and the second shaft 5, driven into rotation, respectively, from the first drive 6 and the second drive 7.
  • the shafts 4 and 5 are mounted coaxially and connected in any known manner to the corresponding drives 6 and 7 so that they can have different speeds and directions of rotation. In this embodiment, in particular, the mutual twisting of the flows by the tangential components of the rotational speeds of the accelerators is compensated.
  • rotation means 8 On the first shaft 4, rotation means 8 is arranged, comprising a plate 9 open upwardly mounted on the first shaft 4 and an impeller 10 located above it, which is a series of blades 11 extending radially along the spiral paths, the working plane of which is essentially orthogonal the plane of the plate 9.
  • the dimensions of the plate are selected depending on the desired performance, i.e. the desired number of particles to be scattered: the larger the radius of the plate, the greater the number of powder particles will leave simultaneously from its surface while maintaining the same thickness of the powder layer, and also depending on the speed with which the particles should fly out from the surface of the plate.
  • This speed should not exceed the level after which turbulent air flows arise between the plate and the deflector, causing undesirable entrainment of the smallest and lightest particles, i.e. dusting.
  • a first loading means 12 is arranged for supplying the powder material to the rotating means 8.
  • a screen 13 is installed between the rotating means 8 and the first loading means 12 to prevent powder material from flying out of the zone of the rotating means 8.
  • a two-cavity drum 14 is mounted rotatably with the shaft 5, above which there is a second loading means 15 for supplying liquid material to the drum.
  • the dimensions of the drum are determined by the desired ratio of interacting droplets of liquid with particles of powder material, which reaches 100%.
  • a deflector 16 made in the form of a truncated cone.
  • the deflector 16 is placed with a large base down so that the edges of its smaller base are fastened to the housing, the walls surround the rotation means 8, and the edge 17 of the larger base extends in space below the level of attachment of the plate 9 to the shaft 4.
  • annular closed chamber 18 In the working volume 3, at the level not lower than the edge 17, an annular closed chamber 18 is installed with output nozzles 19 directed towards the central axis of the housing.
  • the chamber 18 is connected to an additional source of liquid or steam material not shown here. Liquid material or steam leaving the nozzles 19 creates an additional annular region of the atomized liquid material, for example, in the form of a droplet or vapor curtain.
  • the installation radius Rl of the annular chamber 18 relative to the central axis is greater than the radius R2 of the larger base of the deflector 1 b.
  • the device operates as follows. Drives 6 and 7 rotate the shafts 4 and 5 and, accordingly, the rotation means 8 and the drum 14. Powder material from the first means of loading 12 enters a rotating plate 9, on which particles of material are accelerated, mixed and frayed with the activation of the surface of each particle.
  • the impeller 10 located in the region of the recess of the plate 9 contributes to the specified process, and also prevents the grouping and stagnation of the powder material in the region of the central axis.
  • the screen 13 located above the plate 9 prevents the particles from flying upward, returning them to the region of accelerated centrifugal motion created by the plate 9.
  • the particles Upon acquisition of centrifugal acceleration, the particles are sprayed from the plate and hit the deflector wall, resulting in disaggregation and further activation of the particle surface, as well as the formation of the necessary direction of movement of the flow of powder material. After the impact, the particles, while retaining some tangential component of the spraying speed, fall in the form of a closed powder stream "pulled" down.
  • the liquid material supplied through the second loading means 15 to the rotating drum 14 acquires a film state due to centrifugal forces, which is sprayed from the drum in the form of a dispersed liquid stream consisting of small droplets.
  • the sprayed liquid stream is introduced into the stream of activated powder material, as a result of which they are intensively mixed.
  • Powder particles bound to the liquid material fall down on the bottom of the device.
  • the remaining undisturbed minor part of the particles of the powder material is additionally exposed to a water or steam curtain formed by the nozzles 19 of the annular chamber 18, thereby achieving higher mixing efficiency.
  • the target product is collected in the lower part of the body, if required, is additionally mixed using known mechanical means and unloaded from the device by any known methods and devices conventionally shown as unloading means 20.

Abstract

The invention relates to a device for mixing active mediums, in particular, powder and liquid materials. The device contains an enclosure (2), first (4) and second (5) shafts, first (12) and second (15) loading means of powder and liquid materials, powder material stream shaper, liquid material stream shaper and means (20) for collecting and unloading of the resulting end product. The shafts are mounted to allow rotation with different speeds. The powder material stream shaper includes a plate (9) having blades (11) which are placed radially along spiral trajectories and are fixed on the plate by means of springs to allow vibration along the plate's plane. The device additionally contains a closed circular chamber (18) surrounding the baffle for creation of water or steam veil and a screen (13) rigidly fixed on the enclosure above the plate. The invention ensures highly effective mixing with allowing to receive a resulting end product without lumps and interstice.

Description

УСТРОЙСТВО СМЕШИВАНИЯ ЖИДКИХ И ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ MIXING DEVICE FOR LIQUID AND POWDER MATERIALS
1. Область изобретения1. Field of invention
Изобретение относится к технике смешивания подвижных сред разных плотностей и в различных состояниях, а более конкретно, к устройству для смешивания жидких и порошковых, материалов, а также получения высокогомогенизированных материалов и может быть использовано в технологиях приготовления смесей и высокогомогенизирванных материалов в химической, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности и сельского хозяйства.The invention relates to techniques for mixing mobile media of different densities and in various states, and more particularly, to a device for mixing liquid and powder materials, as well as for producing highly homogenized materials, and can be used in the preparation of mixtures and highly homogenized materials in chemical, food, pharmaceutical , construction and other industries and agriculture.
2. Известный уровень техники2. The prior art
При смешивание различных сред, особенно содержащих компоненты в разных фазовых состояниях, важно получить продукт с максимальной равномерной консистенцией, в котором не было бы пустот или сгустков несмешанных фракций. Наличие таких участков значительно снижает качество продукта и может привести даже к разрушению получаемых из него изделий. Поэтому проблеме обеспечения качественного смешивания уделяется большое внимание. Предлагаются способы и устройства с. применением различных приемов: комплексного механического воздействия, создания определенных условий протекания смешивания и взаимодействия компонентов и другое, которые в совокупности призваны обеспечить получение оптимального по консистенции конечного продукта.When mixing various media, especially those containing components in different phase states, it is important to obtain a product with the maximum uniform consistency, in which there would be no voids or clots of unmixed fractions. The presence of such sites significantly reduces the quality of the product and can even lead to the destruction of products obtained from it. Therefore, much attention is paid to the problem of ensuring high-quality mixing. Methods and devices are provided. the use of various techniques: complex mechanical effects, the creation of certain conditions for the mixing and interaction of components, and more, which together are designed to provide an optimal final product in consistency.
В патенте РФ N°2121870 описано смешивание порошкообразных и гранулированных материалов, которое происходит внутри вращающегося вокруг своей оси параболического ротора. Смешиваемые материалы подают в полость ротора, выполненного в виде чаши, имеющей в сечении форму параболы. При вращении ротора частицам материалов сообщается разгон и движение по определенным траекториям, зависящим от параметров и скорости ротора и характеристик смешиваемых материалов. Траектории движения многократно сталкиваются и перекрещиваются, и смесь перемешивается. Таким образом, к краю ротора поступает уже приготовленная смесь, которая под действием центробежной силы сбрасывается с поверхности ротора и поступает на выгрузку. Недостатком такого способа является невозможность контроля за перемешиванием и получение результирующего продукта неоднородной структуры. В нем присутствуют комочки оставшихся не перемешанными материалов и гранулированных компонентов. Из авторского свидетельства СССР NаЗЗООЗО известен смеситель непрерывного действия для приготовления на стадии смешения тонкодисперсной суспензии из порошковой и жидкой составляющих. Смеситель содержит корпус с конусным днищем, вращаемым от электродвигателя. По центральной оси корпуса установлен вращаемый от привода вал, на котором укреплены перемешивающий орган, диск и перемещаемые сбрасывающие ножи. Жидкий компонент подается на вращаемое днище и образует на его поверхности движущуюся к краю пленку, а порошковый компонент поступает на диск, откуда за счет центробежной силы распыляется в пленку. Образующаяся смесь отбрасывается на вращающийся перемешивающий орган, откуда самотеком или при помощи ножей поступает в патрубки выгрузки. Недостатком такого смесителя является то, что процесс встречи компонентов происходит на поверхности днища, что не обеспечивает получение однородной структуры смеси без комочков, пустот или гранулированных образований. Более того, сам процесс смешиваний является восокоэнергозатратным, в частности, из-за необходимости сбрасывания налипающей на стенки перемешивающего органа смеси с помощью ножей. Известно, что чистящие ножи должны работать на низких скоростях (до 60-300oб/мин). Работа же на высоких скоростях (более ЗОООоб/мин) влечет за собой колоссальные энергозатраты. Таким образом конструкция устройства оказывается сложной, энергоемкой и содержит большое количество дополнительных элементов, что влечет за собой удорожание его эксплуатации, а, следовательно, и удорожание производства самих смесей.The patent of the Russian Federation N ° 2121870 describes the mixing of powdered and granular materials that occurs inside a parabolic rotor rotating around its axis. Mixed materials are fed into the rotor cavity, made in the form of a bowl having a parabolic shape in cross section. When the rotor rotates, the particles of materials are given acceleration and movement along certain trajectories, depending on the parameters and speed of the rotor and the characteristics of the mixed materials. The motion paths repeatedly collide and cross, and the mixture is mixed. Thus, the already prepared mixture enters the rotor edge, which, under the action of centrifugal force, is discharged from the rotor surface and is discharged. The disadvantage of this method is the inability to control mixing and obtaining the resulting product of a heterogeneous structure. It contains lumps of remaining unmixed materials and granular components. From the USSR author's certificate of NAZOOZO, a continuous mixer is known for the preparation of a finely dispersed suspension of powder and liquid components at the mixing stage. The mixer comprises a housing with a conical bottom rotated by an electric motor. A shaft rotatable from the drive is installed along the central axis of the housing, on which a mixing body, disk, and movable dropping knives are mounted. The liquid component is supplied to the rotating bottom and forms a film moving to the edge on its surface, and the powder component enters the disk, from where it is sprayed into the film due to centrifugal force. The resulting mixture is discarded onto a rotating mixing body, from where it flows by gravity or with knives into the discharge pipes. The disadvantage of this mixer is that the process of meeting the components occurs on the surface of the bottom, which does not provide a homogeneous structure of the mixture without lumps, voids or granular formations. Moreover, the mixing process itself is highly energy-consuming, in particular, due to the need to drop the mixture adhering to the walls of the mixing organ using knives. It is known that cleaning knives should work at low speeds (up to 60-300 rpm). Work at high speeds (more than ZOOOob / min) entails enormous energy costs. Thus, the design of the device is complex, energy-intensive and contains a large number of additional elements, which entails an increase in the cost of its operation, and, consequently, an increase in the cost of production of the mixtures themselves.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, повышение, интенсификации перемешивания и обеспечение оптимизации энергозатрат и управляемости процессом, улучшение качества готового продукта и создание простого в конструктивном исполнении и недорогого устройства для его получения.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, increase, intensify mixing and ensure optimization of energy consumption and process control, improve the quality of the finished product and create a simple in design and inexpensive device for its production.
Сухое или мокрое смешивание с целью получения однородной смеси представляет собой сложную технологическую задачу. В частности, известна технология, где в процессах перемешивания участвуют взаимодействующие направленные потоки компонентов, один из которых представляет собой разбрасываемый вращающимся ротором поток, а другой стекает по стенке смесительной емкости под действием гравитации. Основную роль здесь играют центробежная и гравитационная составляющие вектора перемещения потоков. Однако центробежная составляющая вектора перемещения потока имеет место лишь в роторе. Как только поток покидает ротор, центробежная составляющая исчезает в силу универсального закона физики о прямолинейном и равномерном движении, но появляется гравитационная составляющая. Поток, следовательно становится, практически неуправляемым. С другой стороны, по стенке емкости поток стекает только под действием гравитации, а центробежная составляющая при этом отсутствует. При смешивании же потоков компонентов на стенках емкости (при этом как известно турбулентность минимальна и эффективность смешивания низкая) остается только гравитационная составляющая, т.е. смесь компонентов, какая она ни есть по качеству, сползает по стенке на дно. Качество смеси пытаются улучшить установкой скребков, мешалок и т.д. Естественно такие технические решения усложняют конструкцию и никак не позволяют получить качественный целевой продукт.Dry or wet mixing in order to obtain a homogeneous mixture is a complex technological task. In particular, a technology is known where interacting directed component flows are involved in mixing processes, one of which is a stream scattered by a rotating rotor, and the other flows down the wall of the mixing tank under the influence of gravity. The main role here is played by the centrifugal and gravitational components of the flow displacement vector. However, the centrifugal component of the flow displacement vector takes place only in the rotor. As soon as the rotor leaves the flow, the centrifugal component disappears due to the universal law of physics on rectilinear and uniform motion, but the gravitational component appears. The flow, therefore, becomes virtually uncontrollable. On the other hand, along the wall capacity, the stream flows only under the influence of gravity, and the centrifugal component is absent. When mixing the streams of components on the walls of the tank (in this case, turbulence is known to be minimal and the mixing efficiency is low) only the gravitational component remains, i.e. a mixture of components, whatever its quality, slides along the wall to the bottom. They are trying to improve the quality of the mixture by installing scrapers, mixers, etc. Naturally, such technical solutions complicate the design and do not make it possible to obtain a high-quality target product.
Следовательно, необходимо эффективно воздействовать на потоки компонентов, в частности, обеспечивать предварительное перемешивание порошкового материала или предварительное перемешивание и активацию, или дополнительно еще и измельчение, и контролировать процесс смешивания на всем пути от подачи в аппарат и до выгрузки целевого продукта.Therefore, it is necessary to effectively influence the flows of components, in particular, to provide pre-mixing of the powder material or pre-mixing and activation, or additionally grinding, and to control the mixing process all the way from feeding to the apparatus and to unloading the target product.
3. Сущность изобретения3. The invention
Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для смешивания порошковых и жидких материалов, содержащем корпус, проходящие через его центральную ось первый и второй валы, связанные с соответствующими первым и вторым приводами, первое и второе средства загрузки порошковых и жидких материалов, средство для образования потока порошкового материала в виде жестко установленной на первом валу тарелки и дефлектора в виде обращенного большим основанием вниз усеченного конуса, окружающего тарелку, средство для образования потока жидкого материала в виде барабана, установленного на втором валу под средством для образования потока порошкового материала, и средства для сбора и выгрузки результирующего продукта, в соответствии с изобретением валы установлены с возможностью вращения с разными скоростями, средство для образования потока порошкового материала содержит размещенную над тарелкой крыльчатку, лопасти которой по существу ортогональны плоскости тарелки, размещены радиально по спиральным траекториям и закреплены на тарелке посредством пружин с возможностью вибрирования вдоль плоскости тарелки. Такое выполнение лопастей позволяет им при изменениях расхода порошкообразного материала принимать необходимую, адаптирующуюся, кривизну, облегчая тем самым сход порошка и резко снижая энергозатраты на трение.The problem is solved in that in the known device for mixing powder and liquid materials containing a housing, the first and second shafts passing through its central axis, connected with the corresponding first and second drives, the first and second means for loading powder and liquid materials, means for forming a powder material flow in the form of a plate rigidly mounted on the first shaft and a deflector in the form of a truncated cone that faces the plate with a large base facing downwards; means for forming a flow and the liquid material in the form of a drum mounted on a second shaft under the means for forming a powder material stream, and means for collecting and unloading the resulting product, in accordance with the invention, the shafts are rotatably mounted at different speeds, the means for forming a powder material stream contains the impeller, the blades of which are essentially orthogonal to the plane of the plate, are arranged radially along spiral paths and mounted on the plate by means of springs with possible Stu vibration along the plane of the plate. This embodiment of the blades allows them to take the necessary, adaptive curvature with changes in the flow rate of the powdery material, thereby facilitating the flow of the powder and drastically reducing energy consumption for friction.
Предпочтительно, чтобы устройство дополнительно содержало окружающую дефлектор извне замкнутую круговую камеру, связанную с источником воды или пара и выполненную с возможностью создания водяной или паровой завесы, направленной в сторону барабана. Для этого можно, например, выполнить на обращенной в сторону центральной оси поверхности круговой камеры выпускные форсунки, через которые выходят находящийся в камере пар или жидкость в виде мелких капелек, которые и образуют водяную или паровую завесы.Preferably, the device further comprises an enclosed circular chamber surrounding the deflector from the outside, connected to a source of water or steam and configured to create a water or steam curtain directed into side of the drum. To do this, for example, it is possible to perform exhaust nozzles on the surface of the circular chamber facing the central axis, through which the vapor or liquid in the form of small droplets, which form a water or steam curtain, is released.
При этом круговая камера устанавливается не ниже края конуса дефлектора.In this case, the circular camera is installed not lower than the edge of the cone of the deflector.
Желательно, чтобы дефлектор был жестко прикреплен к корпусу так, чтобы нижний край конуса дефлектора оказывался не выше уровня установки тарелки на первом валу.It is desirable that the deflector be rigidly attached to the body so that the lower edge of the cone of the deflector is no higher than the level of installation of the plate on the first shaft.
Устройство может быть дополнительно снабжено экраном, установленным, например, подпружиненно, в корпусе над средством вращения. Такой экран предотвращает массовый уход частиц порошкового материала из области тарелки до момента достижения ее кромки, что, с одной стороны, обеспечивает более полное его вовлечение в процесс смешивания, а, с другой, позволяет избежать осаждения мелких частиц в виде пыли на элементах конструкции, что затрудняет нормальное функционирование или даже может привести к поломке устройства.The device may be further provided with a screen mounted, for example, spring-loaded in the housing above the rotation means. Such a screen prevents the mass escape of particles of powder material from the plate to the moment of reaching its edge, which, on the one hand, ensures its more full involvement in the mixing process, and, on the other hand, avoids the deposition of small particles in the form of dust on structural elements, which interferes with normal operation or may even cause the device to malfunction.
4. Краткое описание чертежей4. Brief Description of the Drawings
Далее изобретение поясняется с помощью одного из возможных, но не исчерпывающих, вариантов его выполнения, показанного на чертежах, на которых:Further, the invention is illustrated using one of the possible, but not exhaustive, options for its implementation, shown in the drawings, in which:
Фиг. 1 — схематический вид устройства спереди (вертикальное сечение); вариант выполнения с двуполостным барабаном;FIG. 1 is a schematic front view of a device (vertical section); embodiment with a two-cavity drum;
5. Пример выполнения изобретения5. An example of carrying out the invention
На фиг. 1 показано устройство 1 для смешивания порошковых и жидких материалов. Устройство содержит корпус 2 с рабочим объемом 3 и проходящими по его центральной оси первым валом 4 и вторым валом 5, приводимыми во вращение, соответственно, от первого привода 6 и второго привода 7. Валы 4 и 5 установлены соосно и соединены любым известным способом с соответствующими приводами 6 и 7 так, что могут иметь разные скорости и направления вращения. В таком варианте, в частности, компенсируется взаимозакручивание потоков тангенциальными составляющими скоростей вращения ускорителей.In FIG. 1 shows a device 1 for mixing powder and liquid materials. The device comprises a housing 2 with a working volume of 3 and passing along its central axis of the first shaft 4 and the second shaft 5, driven into rotation, respectively, from the first drive 6 and the second drive 7. The shafts 4 and 5 are mounted coaxially and connected in any known manner to the corresponding drives 6 and 7 so that they can have different speeds and directions of rotation. In this embodiment, in particular, the mutual twisting of the flows by the tangential components of the rotational speeds of the accelerators is compensated.
На первом валу 4 размещено средство вращения 8, содержащее жестко установленные на первом валу 4 открытую вверх тарелку 9 и расположенную над ней крыльчатку 10, представляющую собой ряд простирающихся радиально по спиральным траекториям лопастей 11, рабочая плоскость которых по существу ортогональна плоскости тарелки 9. Размеры тарелки выбирают в зависимости от желаемой производительности, т.е. желаемого количества разбрасываемых частиц: чем больший радиус имеет тарелка, тем большее количество порошковых частиц уйдет одновременно с ее поверхности при сохранении одинаковой толщины слоя порошка, а также в зависимости от той скорости, с которой частицы должны вылетать с поверхности тарелки. Данная скорость, в свою очередь, не должна превышать тот уровень, после которого между тарелкой и дефлектором возникают турбулентные потоки воздуха, вызывающие нежелательный унос наиболее мелких и легких частиц, т.е. пыление. Обычно выбирают скорость 2 - 8м/сек.On the first shaft 4, rotation means 8 is arranged, comprising a plate 9 open upwardly mounted on the first shaft 4 and an impeller 10 located above it, which is a series of blades 11 extending radially along the spiral paths, the working plane of which is essentially orthogonal the plane of the plate 9. The dimensions of the plate are selected depending on the desired performance, i.e. the desired number of particles to be scattered: the larger the radius of the plate, the greater the number of powder particles will leave simultaneously from its surface while maintaining the same thickness of the powder layer, and also depending on the speed with which the particles should fly out from the surface of the plate. This speed, in turn, should not exceed the level after which turbulent air flows arise between the plate and the deflector, causing undesirable entrainment of the smallest and lightest particles, i.e. dusting. Usually choose a speed of 2 - 8m / s.
Над средством вращения 8 расположено первое средство загрузки 12, предназначенное для подачи порошкового материала на средство вращения 8. В данном варианте исполнения между средством вращения 8 и первым средством загрузки 12 установлен экран 13, предназначенный для предотвращения разлетания порошкового материала из зоны средства вращения 8.Above the rotation means 8, a first loading means 12 is arranged for supplying the powder material to the rotating means 8. In this embodiment, a screen 13 is installed between the rotating means 8 and the first loading means 12 to prevent powder material from flying out of the zone of the rotating means 8.
На втором валу 5 установлен с возможностью вращения вместе с валом 5 двуполостной барабан 14, над которым располагается второе средство загрузки 15 для подачи на барабан жидкого материала. Размеры барабана определяются желаемым соотношением взаимодействующих капелек жидкости с частицами порошкового материала, которое достигает 100%.On the second shaft 5, a two-cavity drum 14 is mounted rotatably with the shaft 5, above which there is a second loading means 15 for supplying liquid material to the drum. The dimensions of the drum are determined by the desired ratio of interacting droplets of liquid with particles of powder material, which reaches 100%.
В верхней части устройства внутри корпуса 1 установлен дефлектор 16, выполненный в виде усеченного конуса. Дефлектор 16 размещен большим основанием вниз так, что края его меньшего основания скреплены с корпусом, стенки окружают средство вращения 8, а край 17 большего основания простирается в пространстве ниже уровня крепления тарелки 9 к валу 4.In the upper part of the device inside the housing 1 is installed a deflector 16, made in the form of a truncated cone. The deflector 16 is placed with a large base down so that the edges of its smaller base are fastened to the housing, the walls surround the rotation means 8, and the edge 17 of the larger base extends in space below the level of attachment of the plate 9 to the shaft 4.
В рабочем объеме 3 на уровне не ниже края 17 установлена кольцевая замкнутая камера 18 с выходными форсунками 19, направленными в сторону центральной оси корпуса. Камера 18 соединена с непоказанным здесь дополнительным источником подачи жидкого или парового материала. Жидкий материал или пар, выходя из форсунок 19, создает дополнительную кольцевую область распыленного жидкого материала, например, в виде капельной или паровой завесы. Радиус Rl установки кольцевой камеры 18 относительно центральной оси больше радиуса R2 большего основания дефлектора 1 б. В нижней части корпуса имеются любые известные средства 20 для сбора и выгрузки целевого продукта.In the working volume 3, at the level not lower than the edge 17, an annular closed chamber 18 is installed with output nozzles 19 directed towards the central axis of the housing. The chamber 18 is connected to an additional source of liquid or steam material not shown here. Liquid material or steam leaving the nozzles 19 creates an additional annular region of the atomized liquid material, for example, in the form of a droplet or vapor curtain. The installation radius Rl of the annular chamber 18 relative to the central axis is greater than the radius R2 of the larger base of the deflector 1 b. In the lower part of the housing there are any known means 20 for collecting and unloading the target product.
Устройство работает следующим образом. Приводы 6 и 7 придают вращение валам 4 и 5 и, соответственно, средству вращения 8 и барабану 14. Порошковый материал из первого средства загрузки 12 поступает на вращающуюся тарелку 9, на которой частицы материала ускоряются, перемешиваются и перетираются с активированием поверхности каждой частички. Размещенная в области углубления тарелки 9 крыльчатка 10 способствует указанному процессу, а также предотвращает группирование и застой порошкового материала в области центральной оси. Размещенный над тарелкой 9 экран 13 препятствует разлетанию частиц вверх, возвращая их в область ускоренного центробежного движения, создаваемого тарелкой 9. При приобретении центробежного ускорения частицы распыляются с тарелки и ударяются о стенку дефлектора, в результате чего происходит дезагрегация и дальнейшее активирование поверхности частиц, а также формирование необходимого направления перемещения потока порошкового материала. После удара частицы, сохраняя некоторую тангенциальную составляющую скорости распыления, падают в виде замкнутого порошкового потока «чyлкoм» вниз. Подаваемый через второе средство загрузки 15 на вращающийся барабан 14 жидкий материал за счет центробежных сил приобретает состояние пленки, которая распыляется с барабана в виде состоящего из мелких капель дисперсного жидкого потока. Распыляемый жидкий поток внедряется в поток активированного порошкового материала, в результате чего происходит их интенсивное перемешивание. Соединившиеся с жидким материалом порошковые частицы падают вниз на днище устройства. Оставшаяся неувлажненной незначительная часть частиц порошкового материала подвергается дополнительному воздействию водяной или паровой завесы, образуемой форсунками 19 кольцевой камеры 18, благодаря чему, достигается более высокая эффективность смешивания. Полученный после перемешивания целевой продукт собирается в нижней части корпуса, если требуется, дополнительно перемешивается с помощью известных механических средств и выгружается из устройства любыми известными способами и приспособлениями, условно показанными как средство выгрузки 20.The device operates as follows. Drives 6 and 7 rotate the shafts 4 and 5 and, accordingly, the rotation means 8 and the drum 14. Powder material from the first means of loading 12 enters a rotating plate 9, on which particles of material are accelerated, mixed and frayed with the activation of the surface of each particle. The impeller 10 located in the region of the recess of the plate 9 contributes to the specified process, and also prevents the grouping and stagnation of the powder material in the region of the central axis. The screen 13 located above the plate 9 prevents the particles from flying upward, returning them to the region of accelerated centrifugal motion created by the plate 9. Upon acquisition of centrifugal acceleration, the particles are sprayed from the plate and hit the deflector wall, resulting in disaggregation and further activation of the particle surface, as well as the formation of the necessary direction of movement of the flow of powder material. After the impact, the particles, while retaining some tangential component of the spraying speed, fall in the form of a closed powder stream "pulled" down. The liquid material supplied through the second loading means 15 to the rotating drum 14 acquires a film state due to centrifugal forces, which is sprayed from the drum in the form of a dispersed liquid stream consisting of small droplets. The sprayed liquid stream is introduced into the stream of activated powder material, as a result of which they are intensively mixed. Powder particles bound to the liquid material fall down on the bottom of the device. The remaining undisturbed minor part of the particles of the powder material is additionally exposed to a water or steam curtain formed by the nozzles 19 of the annular chamber 18, thereby achieving higher mixing efficiency. Obtained after mixing, the target product is collected in the lower part of the body, if required, is additionally mixed using known mechanical means and unloaded from the device by any known methods and devices conventionally shown as unloading means 20.
Следует иметь в виду, что приведенный вариант реализации изобретения является одним из возможных других, в которых в соответствии с духом и идеей изобретения могут быть использованы иные конструктивные решения. It should be borne in mind that the given embodiment of the invention is one of the others possible, in which other design solutions can be used in accordance with the spirit and idea of the invention.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Устройство для смешивания порошковых и жидких материалов, содержащее корпус, проходящие через его центральную ось первый и второй валы, связанные с соответствующими первым и вторым приводами, первое и второе средства загрузки порошковых и жидких материалов, средство для образования потока порошкового материала в виде жестко установленной на первом валу тарелки и дефлектора в виде обращенного большим основанием вниз усеченного конуса, окружающего тарелку, средство для образования потока жидкого материала в виде барабана, установленного на втором валу под средством для образования потока порошкового материала, и средства для сбора и выгрузки результирующего продукта, отличающееся тем, что валы установлены с возможностью вращения с разными скоростями, средство для образования потока порошкового материала содержит размещенную над тарелкой крыльчатку, лопасти которой по существу ортогональны плоскости тарелки, размещены радиально по спиральным траекториям и закреплены на тарелке посредством пружин с возможностью вибрирования вдоль плоскости тарелки.1. A device for mixing powder and liquid materials, comprising a housing, first and second shafts passing through its central axis, connected to respective first and second drives, first and second means for loading powder and liquid materials, means for forming a flow of powder material in the form of a rigid installed on the first shaft of the plate and the deflector in the form of a truncated cone, facing a large base downward, surrounding the plate, means for forming a flow of liquid material in the form of a drum, installed on the second shaft under the means for forming a flow of powder material, and means for collecting and unloading the resulting product, characterized in that the shafts are mounted for rotation at different speeds, the means for forming a flow of powder material contains an impeller placed above the plate, the blades of which are essentially orthogonal to the plane of the plate, placed radially along spiral paths and mounted on the plate by means of springs with the possibility of vibration along the plane of the plate.
2. Устройство по п.п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит окружающую дефлектор замкнутую круговую камеру, выполненную с возможностью создания водяной или паровой завесы, направленной в сторону барабана.2. The device according to p. 1, characterized in that it further comprises a closed circular chamber surrounding the deflector, configured to create a water or steam curtain, directed towards the drum.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что круговая камера установлена не ниже края конуса дефлектора.3. The device according to p. 2, characterized in that the circular camera is installed not lower than the edge of the cone of the deflector.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дефлектор жестко прикреплен к корпусу так, что нижний край конуса дефлектора расположен не выше уровня установки тарелки на первом валу.4. The device according to p. 1, characterized in that the deflector is rigidly attached to the housing so that the lower edge of the cone of the deflector is not higher than the level of installation of the plate on the first shaft.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит экран, жестко установленный в корпусе над тарелкой. 5. The device according to p. 1, characterized in that it further comprises a screen rigidly mounted in the housing above the plate.
PCT/RU2007/000315 2006-07-05 2007-06-13 Device for mixing liquid and powder materials WO2008004907A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123967/15A RU2313383C1 (en) 2006-07-05 2006-07-05 Device used for commixing of the liquid and powdery materials
RU2006123967 2006-07-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008004907A2 true WO2008004907A2 (en) 2008-01-10
WO2008004907A3 WO2008004907A3 (en) 2008-06-12

Family

ID=38895029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2007/000315 WO2008004907A2 (en) 2006-07-05 2007-06-13 Device for mixing liquid and powder materials

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2313383C1 (en)
WO (1) WO2008004907A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007136297A2 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Gerasimenko Stanislav Afanasje Method and device for carrying out physicochemical processes

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545298C1 (en) * 2013-10-15 2015-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Centrifugal mixer with guide diffuser

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1855548A (en) * 1931-05-22 1932-04-26 Thomas E Forster Mixing machine
US3288052A (en) * 1963-08-07 1966-11-29 Hough Richard Murray Coating apparatus
US3717086A (en) * 1971-02-22 1973-02-20 R Hough Liquid mist applicator
GB2118052A (en) * 1982-03-23 1983-10-26 Univ Washington A particleboard furnish blender

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1855548A (en) * 1931-05-22 1932-04-26 Thomas E Forster Mixing machine
US3288052A (en) * 1963-08-07 1966-11-29 Hough Richard Murray Coating apparatus
US3717086A (en) * 1971-02-22 1973-02-20 R Hough Liquid mist applicator
GB2118052A (en) * 1982-03-23 1983-10-26 Univ Washington A particleboard furnish blender

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007136297A2 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Gerasimenko Stanislav Afanasje Method and device for carrying out physicochemical processes
WO2007136297A3 (en) * 2006-05-24 2008-05-22 Stanislav Afanasje Gerasimenko Method and device for carrying out physicochemical processes

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008004907A3 (en) 2008-06-12
RU2313383C1 (en) 2007-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4987850A (en) Apparatus for the wetting of seeds
KR870000861B1 (en) Granulating and coating machine
US8678639B2 (en) Mixing machine
JP7270832B2 (en) Impeller assembly and solid-liquid mixing device using the impeller assembly
US5073032A (en) Mixing device for bulk impregnation of particulate matter by a binder
EP3347288B1 (en) Mixing silo design for dust removal and methods of using the same
JP5882018B2 (en) Continuous mixing equipment for powder and liquid
CN109603678B (en) Method and apparatus for producing granulated substance
US2815246A (en) Rotating vane wheel atomizer
WO2004022217A1 (en) Fluidized bed device
RU2294795C2 (en) Method of mixing of the bulk materials and the aerodynamic device for its realization
RU2313383C1 (en) Device used for commixing of the liquid and powdery materials
CN212383838U (en) Agglomerate impact dissociation sorting unit
WO2018139932A1 (en) Mixer
RU2313384C1 (en) Method, device and installation for realization of the physical-chemical processes between the moving mediums
PL85392B1 (en) Foundry mixing machine[us3773299a]
WO2016001977A1 (en) Granular detergent automatic supply device
JP2020157217A (en) Scattering apparatus, and catalyst loading apparatus
RU2479353C1 (en) Dressing device
JP6808212B2 (en) Media circulation type crusher
RU2460577C1 (en) Loose material mixer
JPH09508574A (en) Centrifuge
SU1150014A1 (en) Centrifugal continuous mixer
JPH0975703A (en) Rotary blade type agitating granulator
RU2686944C1 (en) Centrifugal mixer for loose materials

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07794045

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2