В химической и других отраслях промышленности при проведении процессов смешения сыпучих сред очень часто имеет место возникновения нежелательного процесса - разделения смеси, что существенно ухудшает ее качество, повышает время смешения и затраты энергии. Согласно многочисленным исследованиям разделение смеси происходит под действием силы тяжести и центробежных сил, когда частицы смешиваемых материалов отличаются по плотности, а также за счет различия в размерах частиц. Разделение наиболее часто происходит при выгрузке готовой смеси, при ее движении по рабочим органам смесителя, при скоплении одного из компонентов в застойных зонах, а также при движении по замкнутым криволинейным траекториям, что имеет место в большинстве конструкций смесителей.

Среди основных существующих способов снижения разделения смеси при ее получении можно выделить следующие: организация циркуляции смеси и разрушение сформировавшихся потоков из частиц одного материала. Однако, как показывает практика, данные способы существенно усложняют конструкцию смесителей и повышают затраты энергии. Для повышения эффективности процессов смешения трудносмешиваемых материалов разработаны новые способы смешения основанные на уменьшения влияния движущих сил, разделяющих материалы.

К данным методам относятся организация процесса смешения в дисперсных потоках за распыливающим элементом (исключение разделения по действием центробежной силы); уплотнение приготовленной смеси (снижение разделения под действием силы тяжести); измельчение частиц одного из компонентов (снижение разделения по размерам); деление потока на зоны (неподвижные направляющие устройства для обеспечения раздельного транспортирования порций смеси к устройству выгрузки).

Согласно проведенным опытным исследованиям применение данных способов позволило существенно повысить качество получаемых смесей. Для реализации вышеописанных методов снижения сегрегации разработана новая конструкция пат. 2624698 агрегата для смешения сыпучих сред транспортерного типа (см. рис.).

Агрегат содержит ленточный транспортер 1 с приводом 2, дозаторы 3 и 4, смесительные устройства 5, выполненные в виде приводных щеточных барабанов, снабженные приспособлениями для поворота 6 вокруг вертикальных стоек 7, отбойный элемент, представляющий собой рамку 8 с эластичным материалом 9, устройство выгрузки 10, уплотняющий валик 11 с отверстиями для выхода газа 12, покрытый эластичной газопроницаемой оболочкой 13 для выхода газа в процессе уплотнения, снабженный пружинным подпором 14. Привод смесительных устройств 5 осуществляется от электродвигателей 15.

Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов работает следующим образом. Подлежащие переработке сыпучие материалы подаются дозаторами 3 и 4, установленными над ленточным транспортером симметрично относительно его продольной оси на поверхность движущейся транспортерной ленты и движутся параллельными слоями. Далее распределенные слоями на ленте материалы захватываются вращающимися смесительными устройствами 5 и распыляются. Благодаря тому, что смесительные устройства снабжены приспособлениями для поворота вокруг вертикальных стоек, сформированные ими дисперсные потоки также будут иметь угловое смещение к продольной оси транспортера, то есть располагаться не в параллельных плоскостях и имеют зону пересечения. В данной зоне располагаются отбойный элемент с которым взаимодействуют дисперсные потоки смешиваемых материалов. Подбором частоты вращения смесительных устройств, а также перемещением отбойного элемента вдоль транспортера и его наклоном можно достичь таких параметров распределения количеств частиц смешиваемых материалов по сечениям потоков, что в области отбойного элемента (в зоне взаимодействия с ним) на каждом участке будет одинаковое соотношение смешиваемых материалов, то есть сформируется однородная смесь. В с вязи с тем, что отбойный элемент представляет собой рамку с эластичным материалом отражения частиц от которого практически отсутствуют (материал подбирается из условия минимальных значений коэффициентов восстановления скорости при ударе), сформированная смесь оседает на транспортерную ленту и движется в зону уплотнения.

Уплотняющее устройство предназначено для исключения сегрегации сформированной смеси, в частности, в процессах выгрузки и дальнейшего транспортирования. Механизм снижения негативного воздействия сегрегации заключается в уменьшении «подвижности» частиц смешиваемых компонентов после уплотнения сформированной смеси. Благодаря тому, что уплотняющий валик снабжен пружинным подпором в данном агрегате появляется возможность организации постоянного прижимного усилия на уплотняемую смесь, что отсутствует в существующих устройствах.