Разработка конструкций смесителей на основе системно-структурного подхода

При создании оборудования на основе системного подхода объект разработки рассматривается как система, имеющая несколько взаимосвязанных уровней. На первом этапе проектирования определяется структура смесителя в целом и выявляются проблемы смешивания.

Требования к конструкции смесителя и режимам работы формулируются в зависимости от физико-механических свойств ма

териалов и необходимой однородности смеси. Для этого предлагаются конкретные рекомендации по выбору смесителей стандартного типа на основе эмпирических уравнений и балльной системы исходя из соответствия смесителя предъявляемым технологическим требованиям (табл. 19.3, где 0 — незначительное проявление свойства; 1 — слабое; 2 — плохое; 3 — хорошее; 4 — отличное; П — периодический; Н — непрерывный; Д — диффузионный; К — конвективный).

Таблица 19.3. Характеристики и свойства некоторых смесителей

Тип смесителя

Периодический или непрерывный

Основной механизм смешивания

Противодействие сегрегации

Осевое смешение

Простота разгрузки

Сегрегация при разгрузке

Простота очистки

Горизонтальный барабан

П

д

2

2

2

2

3

Смеситель Lodige

П

к

3

3

3

3

2

Наклонный барабан:

с малым наклоном

Н

д

4

2

3

3

3

с большим наклоном

П

д

2

3

2

2

3

Вертикальный цилиндр

П

Сдвиг

2

3

3

2

3

Смесители гравитационно-пересыпного действия

V-образный

П

д

2

2

3

2

3

Y-образный

П

д

2

2

3

2

3

Двухконусный

П

д

2

2

3

2

3

Кубический

П

д

0

3

3

2

3

Ленточный

П

к

3

1

3

4

4

Ленточный

П

к

3

4

3

3

4

Воздухостру й н ы й

П

к

4

3

3

3

4

Смеситель Nauta

П

к

4

4

4

4

2

При проектировании смесителя выбирают такую технологию, которая обеспечит оптимальные условия смешения.

1. Выбранные физические основы процесса смешения осуществляются при следующих условиях:

О число поверхностей сдвига в перерабатываемом материале, образующихся в единицу времени, должно быть максимальным;

О число составляющих движений рабочего органа, корпуса или их элементов, должно быть максимальным, что позволяет сообщать группам частиц поступательное и вращательное перемещение относительно плоскостей сдвига и относительно друг друга;

О предельная скорость обновления поверхности раздела фаз обеспечивается при максимально неустановившемся движении и турбулентном характере самой поверхности;

О энергия должна затрачиваться на изменение положения частиц, разрыв внутренних связей и диффузионный перенос.

  • 2. Повышение эффективности смесителей достигается за счет выбора оптимальных режимов работы, совершенствования конструкции рабочих органов и организации внутренних рециклов движения материальных потоков в рабочем объеме смесителя.
  • 3. Для смешения компонентов с большой разницей их содержания в смеси должны использоваться методы, при которых равномерная подача компонентов происходит вдоль искусственно создаваемой оси однородности смеси, а смешение — в плоскостях, ей перпендикулярных.
  • 4. Переработка материалов, склонных к агломерированию, возможна за счет проведения процесса в разреженном состоянии или тонких слоях, для чего пригодны вибрационные смесители, виброжелоба и смесители со сложным движением материала вокруг пересекающихся осей.
  • 5. Смесители больших объемов эффективны при многократной перезагрузке бункеров транспортными устройствами, применении пневмоустройств и послойной загрузки.
  • 6. На основе смесителей непрерывного действия возможно создание гибких автоматизированных систем.

Возможности разрабатываемых смесителей могут быть расширены, если в их структуру включить гибкие элементы. При их использовании достигаются:

О совмещение основного процесса с транспортированием;

О непрерывность технологического процесса при сохранении периодичности смешения;

О оптимальная форма рабочих поверхностей корпуса и рабочих органов по критерию скорости процесса;

О эффективное приготовление смесей с малыми добавками, а также многокомпонентных смесей;

О предварительный послойный ввод компонентов, что повышает скорость их смешения;

О регулирование соотношений диффузионного и конвективного смешивания, что обеспечивает универсальность устройств;

О самоочищаемость рабочих поверхностей, что приводит к повышению эффективности переработки компонентов, склонных к адгезии;

О переработка материалов, склонных к агломерированию.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >