Устройство для смешения порошков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801098558 А за) В 01 Г 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОсудАРстВенный комитет сссРпо делАм изОБРетений и ОткРытий(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯПОРОШКОВ, содержащее вращающийся цилиндрический корпус и установленный в нем трубчатый элемент с выполненными в нем окнами, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса путем пересыпания материалов через трубчатый элемент, последний установлен по диагонали корпуса, а окна расположены.зеркально на противоположных торцах трубчатого элемента.2. Устройство по п.1, о т .л и ч аю щ е е с я тем, что наружный диаметр трубчатого элемента равен 1/4- 1/3 диаметра корпуса, а угол раскрытия окон равен 130- 1353, Устройство по и.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что корпус 19а установлен наклонно по отношению к его продольной оси.1 10985Изобретение относится к устройствай для перемешивания материалов,. преимущественно смесей, используемых для получения прецизионных сплавов и композиционных материалов.Известен смеситель, содержащий., цилиндрический конус, вращающийся относительно оси корпуса под заданным углом, в котором расположена мешалка с приводом Г 13.10Однако наличие мешалки с приводом во вращающемся конусе усложняет конструкцию смесителя и ограничивает возможности его использования, а неравномерное распределение компонентов смеси после перемешивания не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к смесям.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для смешения порошков, содержащее вращающийся цилиндрический корпус и установленный в нем трубчатый элемент с выполненными в нем окнами 23.25Недостатками известного устройства являются неравномерное еремешива- ние материала в объеме корпуса, а именно интенсивное перемешивание у торцевых стенок и образование застойной зоны в центре, недостаточная высота подъема материала, обусловленная вращением корпуса в вертикальном положении и, как следствие, низкие интенсивность перемешивания и производительность устройства, наравне со сложностью конструкции, увеличивают количество примесей от истирания внутри сосуда трубчатого элемента о смешиваемый материал.40 Целью изобретения является интен-сификация процесса путем пересыпания материалов через трубчатый элемент,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для смешения порошков, содержащем вращающийся цилиндрический корпус и установленный в нем трубчатый элемент с выполненными в нем окнами, последний установлен по диагонали корпуса, а окна расположены зеркально на противоположных торцах трубчатого элемента.Кроме того, наружный диаметр трубчатого элемента равен 1/4-1/3 диаметра корпуса, а угол раскрытия окон55о130-135 . При этом корпус установлен наклонно по отношению к продольной оси устройства. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - сечение Л-А на фиг, 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.Устройство для смешения порошков содержит вращающийся цилиндрический корпус 1 и установленный в нем трубчатый элемент 2 с выполненными в нем окнами 3 и 4. Трубчатый элемент установлен по диагонали корпуса 1, а окна 3 и 4 расположены зеркально на противоположных торцах трубчатого элемента 2. Наружный диаметр трубчатого элемента 2 равен 1/4-1/3 диаметра корпуса 1, а угол раскрытия оконс3 и 4 равен 130-135 . Корпус 1 установлен наклонно по отношению к продольной оси устройства.Экспериментально установлено, что наилучшие условия для перемешивания возникают в результате максимальной свободной поверхности в объеме корпуса 1 при загрузке его со смешиваемым материалом наполовинуЭтому же условию отвечает диаметр трубчатого элемента 2, равный 1/4-1/3 диаметра корпус 1. Для достижения качественного перемешивания и максимального повышения производительности объем захватываемого через окна 3 и 4 трубчатого элемента 2 может быть равен объему материала, попадающего в застойную зону перемешивания в извест ых устройствах. Этим определяется ширина окон 3 и 4, а угол раствора их по образующей элемента 2 должен обеспечивать захват и удержание части перемешиваемого материала при подъеме ее трубчатым .элементом 2 в процессе вращения корпуса 1 до скатывания по его внутренней поверхности. Этому условию соответствует угол 30 135 оСкорость вращения корпуса 1 может быть равной 15 об/мин. Процесс перемешивания состоит из двух стадий. Первая заключается в том, что смешиваемый материал, увлекаемый стенками вращающегося в наклонном положении корпуса, за счет силы трения поднимается на определенную высоту, а вторая стадия заключается в перемешивании материала при скатывании (стек- нии) его с высоты по диагонали корпуса вниз за счет текучести.Наличие трубчатого элемента 2 существенно изменяет схему перемешивания массы, Жесткое крепление элемента 2 устраняет влияние застойной зоны10985584чатого элемента 2 захватывается около0,314 л перемешиваемого материала, который после подъема на максимальнуювысоту скатывается по трубчатому элементу 2 со скоростью 10 см/с. Весь5объем перемешиваемого материала пропускают через трубчатый элемент 2за 1,5 мин при интенсивном перемешивании у торцов корпуса, включая пере 1 р мешивание наружной поверхностью трубт- чатого элемента 2 и смешивание путемпринудительного перемещения материалаот одной торцевой стенки корпуса кдругой в направлении, обратном пересыпаемой массе по внутренней поверхности трубчатого элемента 2, ликвидируязастойную зону.В табл. 1 и 2 представлены результаты испытаний. Таблица ДиаДиа- .метр Влияние на качество перемешивания метртрубкорпуса,мм чатого элемента, мм 130 зоны 32 То же 35 4043 3на перенос частиц материала от одной стенки корпуса к другой, за счет это го также уменьшается количество при месей от истирания стенок элемента 2 о смешиваемый материал. К преимущест венному центробежному перемешиванию добавляется перемешивание массы наружной поверхностью элемента 2 и быстрое пересыпание захватываемой че рез ркна 3 и 4 части материала, поднятого на максимальную высоту по вн ренней .поверхности элемента 2.Большая скорость пересылаемой мас сы по внутренней поверхности элемента 2 обусловлена установкой его по диагонали максимального сечения кор пуса, причем его сечение проходит че рез ось вращения, но не совпадает с этой осью, в этом случае угол наклона элемента 2 равен двойному углу наклона корпуса. При Ъысыпании из противоположного окна 3 или 4 смесь ровным слоем стекает по внутренней поверхности корпуса и оказывается расположенной между двумя слоями, на которые рассекается вся перемешиваемая масса наружной поверхностью трубчатого элемента 2 у торцевой стенки корпуса. Скопление у этой торцевой стенки большего объема перемешиваемой массы приводит к принудительному перемещению массы в объеме корпуса от одной торцевой стенки к другой в направлении, обратном пересыпаемой по внутренней поверхности элемента 2, ликвидируя застойную зону. Таким об 35 разом обуславливается высокая интенсивность перемешивания. 30 Образование застойной Нормальное перемешивание, устранение застойной эоны 45 Снижение интенсивностиП р и м е р. В корпусе диаметром40 130 мм и длиной 350 мм, установленном с углом наклона к оси вращения 20 , поочередно испытывают установленные по диагонали плоскости максимального сечения, проходящего через ось вращений и не совпадающего с этой осью, трубчатые элементы диаметром 30, 32, 35, 40, 43 и 45 мм. У торцов испытываемых элементов выполнены два окна шириной 85 мм с углом с раствора по образующей 129, 130, 13 1, 132, 133, 134, 135 и 136 . Корпус наполовину загружают смесью порошков титана и углерода, взятых в соотношении 68-17 (по массе), что составляет 2,3 л, Корпус герметично закрывают и приводят во вращение посредством привода со скоростью 15 об/мин. При вращении через окно 3 или 4 трубпе емешивания 2 29 0,314 Часть массы выс ается при подъеме а максимальную вы- соту Захватываемая ма удерживается до скатывания после подъема на макси мальную высотуПродолжение табл. 2 2 Э 1,То же 131132 0,312 133 134 0,3111351 10 Снижение объемазахватываемой мас 136 0,290 сы, снижение производительности 15 Анализ результатов показывает,что наилучшее качество перемешивания и наибольшая производительность дости гается при диаметре элемента 2, равном1/4"1/3 диаметра корпуса и угле раст- вора окон по образующей элемента 130" 135. О качестве перемешивания судят по степени распределения компонентов в смеси, которая характеризуется величиной коэффициента 1 (степень от.клонения от идеального смешения) и определяется из уравнения Щ, -ВФакт тРв,и 100%Теор 30 где т - количество титана в1 фснт отобранной пробе;ш , - количество титана приТвР идеальном перемешивании.Величину шт , определяют по весовой методике. Пробу взвешивают и сжигают в токе кислорода до постоян ного веса при 1100 С. При этом угле- о род выгорает с образованием СО а титан окисляется до окисла ТдО,. Смесь считается готовой, если испытания показывают,. что необходимое качество перемешивания достигается ,в предлагаемом устройство при перемешивании смеси в течение 1 ч. При перемешивании аналогичной смеси в барабанном смесителе типа "пьяная бочка", принятом за базовый объект, время перемешивания составляет 24 ч.Таким образом, эффективность смешивания в предлагаемом устройстве в 24 раза выше.Предлагаемая конструкция устройства для обработки порошковых смесей по сравнению с известными имеет следующие преимущества. За счет изменения схемы перемешивания при установке в сосуде трубчатого элемента происходит значительная интенсификация процесса перемешивания, обеспечивающая высокое качество перемешивания и сокращение времени перемешивания. При этом устраняется застойная зона, снижается намол, упрощается конструкция устройства и снижается себестоимость его изготовления.За базовый вариант принят двухконусный смеситель типа "пьяная бочка", в котором производят перемешивание аналогичных смесей. Использование устройства для перемешивания стихеометических смесей, например титана с углеродом, в течение 24 ч не обеспе" нивает требуемого качества перемешивания (у торцевых стенок происходит скапливание частиц углерода). По сравнению с базовым вариантом предлагаемое устройство обеспечивает высокое качество перемешиваныя,.в течение 1 ч.3098558 Составитель А. Тарасоврковецкая Техред Л,Иартяшова Коррект Пилипен ктор 0 аказ 4298 4/ 13035,Филиал ППП "Патент Ужгор Проон гна Тираж 576 Государственного к лам изобретений и осква, Ж, Раушс Подписноитета СССРкрытийя наб., д 5