Для перемешивания глины при полусухом и пластичном формовании керамических изделий, а также для подготовки шихты в стекольном, силикатном и других производствах, широко используют одновальные и двухвальные лопастные смесители непрерывного и циклического действия.
Смесители этой группы применяют как для приготовления шихты из нескольких компонентов, так и для приготовления однородной гомогенной массы в сухом виде или с увлажнением. Увлажнение может производиться водой или паром низкого давления.
В последнем случае достигается более высокое качество изделий, так как пар прогревает массу и затем, конденсируясь, увлажняет ее. Главным параметром лопастных смесителей принята их производительность. Промышленность выпускает смесители производительностью (по глине): 3, 5, 7, 18 и 35 м3/ч с диаметром лопастей соответственно 350, 600 и 750 мм.
На рисунке показан двухвальный лопастной смеситель непрерывного действия. Он состоит из корытообразного корпуса 2, закрытого крышкой 1, в котором размещены горизонтальные валы 3, с установленными на них лопастями 5. Валы приводятся во вращение навстречу один другому двигателем 10, через фрикционную муфту 9, редуктор 8 и зубчатую пару 7.
Лопасти устанавливают под углами, при которых достигается оптимальное соотношение окружных и осевых скоростей перемещения частиц, в результате чего обеспечивается нужное время прохождения компонентов от окна 6 до разгрузочного люка 15 и, следовательно, качество перемешивания.
Для увлажнения смеси сквозь зазоры в чешуйчатом днище 14 поступает пар, который подводится по трубе 13 через распределители 12. Для уменьшения потерь тепла нижняя часть корпуса закрыта кожухом 11 заполненным минеральной ватой. Массу можно увлажнять и водой, подаваемой по коллектору 4.
Для обеспечения высококачественного перемешивания применяют двухвальные противоточные смесители. Конструктивно они идентичны смесителю, показанному выше, но углы установки лопастей на валах противоположны по знаку. Такая схема установки лопастей создает определенные встречные потоки частиц, при общем направлении движения смеси к разгрузочному окну, поскольку угловая скорость вала 1 больше угловой скорости вала 2.
Углы установки лопастей и соотношение угловых скоростей валов для конкретных условий определяются опытным путем. Для предварительного перемешивания сухих смесей применяют одновальные лопастные смесители. Чаще всего они выполняют две функции: перемешивают и перемещают материалы, например, из бункеров в другие агрегаты. Конструктивно такие смесители аналогичны рассмотренным выше, но имеют один лопастной вал.
Для особо тщательного перемешивания (трудногомогенизируемых смесей) применяют смесители циклического действия, например, двухвальные смесители с Z-образными лопастями. В зависимости от требуемой однородности продолжительность перемешивания в таких смесителях может составлять 20-30 мин.
Двухвальные лопастные смесители непрерывного действия могут работать и в циклическом режиме, если их снабдить затвором и изменить схему установки лопастей.
Небольшой двухвальный лопастной смеситель наглядно (видео):
Основа расчёта производительности циклических смесителей:
П = V·z,
где V - обьем смесителя
z - число циклов в час.
Производительность смесителей непрерывного действия в общем виде:
П = 3600·F·vос,
где F - площадь поперечного сечения потока материала в смесителе, м2;
voc - осевая скорость движения материала, м/с.
С некоторым допущением рабочие органы лопастного смесителя могут рассматриваться как шнек с прерывистым винтом. Осевая скорость движения материала (м/с) зависит от окружной скорости лопастей, их формы и схемы установки.
