V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Качество смеси может быть улучшено за счет организации направленного движения потоков смешиваемых компонентов. С этой целью внутри смесительного барабана с помощью центрирующих опор установлен центральный вал, вращающийся вместе с ним. На валу размещены лопасти Г-образной формы ( в поперечном сечении). Биссектриса угла, образованного сторонами лопасти в поперечном сечении, перпендикулярна оси центрального вала.

При вращении барабана смешиваемые компоненты ссыпаются с рабочих поверхностей лопастей вниз, смешиваясь одновременно по двум образующим барабана. При этом, кроме разделения объёма материала на два равных потока, на каждой лопасти происходит его циркуляция по длине барабана. Основной поток смеси будет перемещаться в осевом направлении в сторону выгрузки, так как большие стороны лопастей установлены соответствующим образом. Одновременно происходит внутренняя объёмная рециркуляция смеси, позволяющая сглаживать пульсации входных потоков исходных компонентов и улучшая качество смеси. Степень рециркуляции регулируется за счет изменения угла наклона барабана. При этом на потоки, образованными вращающимися лопастями, накладывается другой поток, вызванный движением смеси вдоль барабана под углом естественного откоса. Таким образом, за счет многократного наложения и разделения потоков смешиваемых компонентов обеспечивается заданное качество смеси.

Соблюдая требования перпендикулярности биссектрисы Г-образных лопастей к оси вала обусловлено необходимостью обеспечения равного угла атаки сторон лопастей при их относительном движении в потоке смеси. В противном случае нарушается условие пропорционального разделения потока материала на лопасти, что приводит к снижению величины его осевой циркуляции и, как следствие, снижению качества смеси.

Нами исследовалась зависимость качества получаемых смесей( коэффициент неоднородности) от соотношения длин сторон Г-образных лопастей L₂/L₁ в диапазоне от 0,25 до 1. Где L₂- меньшая сторона, а L₂-большая. Дальнейшее увеличение этого соотношения практически не влияет на качество смеси. Результаты экспериментальных исследований приведены в таблице 1.

Таблица 1.

L2/L1 Vc , %	0,25	0,5	0,75	1
Смесь песок-ферромагнитный порошок	16	2	1,8	1,9
Смесь мука-соль	12	1,5	1,0	1,5

Анализ данных таблицы 1 показывает, что величина соотношения L₂/L₁ =0,5 удовлетворяет как требованиям качества смеси, так и условиям создания неравных осевых потоков.

Результаты исследований зависимости коэффициента неоднородности получаемых смесей от соотношения осевого миделева сечения H лопастей к их длине D приведены в таблице 2.

Анализ данных, приведённых в таблице 2, показывает, что наиболее рациональным, сточки зрения качества смеси, является интервал H/D=0,1-0,2. Это объясняется тем, что малая величина H/D при постоянном шаге лопастей приводит к увеличению доли объёма смеси, которая «проскальзывает» между лопастями не подвергаясь разделению потока на части и ухудшая качество смеси. При соотношении H/D≥0,15 уменьшается просвет между лопастями. При этом смесь, практически неразделенная лопастями, ссыпается в ту же зону, откуда начинается её подъём, а не попадает на соседние, что приводит к ухудшению качества смеси.

Таблица 2.

HD Vc , %	0,05	0,075	0,1	0,125	0,15
Смесь песок- ферромагнитный порошок	18	8,8	2,35	2,2	6,4
Смесь мука- соль	9,7	4,1	2,5	3,4	7,1
Смесь сухое молоко-сахар	13,4	7,7	3,5	4,7	12,6

Таким образом, нами установлены рациональные значения геометрических параметров лопастей, обеспечивающих наилучшее качество смеси ( L₂/L₁ =0,5; H/D=0,1-0,2).

Код для цитирования: Скопировать