Шаровой смеситель

Шаровые смесители - это машины для гомогенизации/смешивания сухих, влажных или мокрых порошков. Шаровые смесители также могут смешивать жидкости. Шаровые смесители обычно используются для порционного смешивания. Внутри шара находится смесительная камера. Смесительный инструмент вращается в смесительной камере и расслаивает смесь в трех измерениях. Этот процесс приводит к очень высокой эффективности смешивания, если ось вращения перемешивающего инструмента не является ни горизонтальной, ни вертикальной. Наилучший эффект смешивания достигается при наклонном расположении. Шаровые смесители также могут использоваться в качестве реакторов синтеза или вакуумных смесительных сушилок. В этом случае шар имеет двойные стенки. Через двойную оболочку проходит теплоноситель. Таким образом, происходит массо- и теплообмен.

Шаровые смесители оснащены как минимум одним вращающимся перемешивающим инструментом. Он используется для полного перемешивания всего объема шара. В качестве опции могут поставляться дополнительные перемешивающие инструменты. Как правило, это быстро вращающиеся измельчители или ножи. Они имеют меньший эффективный диаметр и вызывают деагломерацию в процессе смешивания.

Производители шаровых смесителей выпустили на рынок различные конструкции шаровых смесителей. Некоторые производители устанавливают вал смесителя под углом к шару. Другие устанавливают вал смесителя под углом к шару. Другие устанавливают вал смесителя под углом сверху, а дополнительный инструмент для дезагломерации - под шаром. Еще одни устанавливают и основной смесительный инструмент, и инструмент для деагломерации над шаром.
 

Основные инструменты для смешивания в шаровых смесителях

Производители шаровых смесителей разработали различные геометрии инструментов. Некоторые разработали основной смесительный инструмент в виде пространственно изогнутой арматуры. Другие - в виде спирали. Другие используют лопатообразные инструменты. Решающим фактором является то, что вращающиеся в сфере перемешивающие инструменты всегда имеют одинаковое расстояние от сферы, независимо от положения перемешивающего инструмента. Одинаковое расстояние между стенкой шара и смесительным инструментом должно быть обеспечено и при смешивании тяжелых или липких материалов. В связи с этим смесительные инструменты должны быть сконструированы таким образом, чтобы быть особенно стабильными по размерам.
 

Заполнение смесью

Смешиваемые компоненты засыпаются в смесительную камеру сверху. Для этого должна быть предусмотрена как минимум одна заливная горловина. Некоторые шаровые смесители также имеют несколько заливных отверстий. Запорный клапан может быть выполнен в виде поворотного клапана, плоского золотника или сегментного шарового клапана. В отличие от сливного клапана, наполнительный клапан не должен работать без мертвого пространства. В верхней части шара также имеется сопло для выпуска воздуха.
 

Опорожнение смеси

Запорный клапан расположен в нижней части сферической смесительной камеры. В закрытом состоянии он должен иметь форму шарового выреза. Только в такой конструкции отсутствует мертвое пространство. Это означает, что все объемные фракции в сфере перемешиваются - даже непосредственно над запорным клапаном.
 

Очистка и осмотр смесительной камеры

Некоторые шаровые смесители имеют две полусферы, которые можно открыть для осмотра. Другие производители устанавливают в смесительной камере круглые или овальные смотровые люки. В них также не должно быть зазоров. Для влажной очистки в смесительной камере устанавливаются форсунки для промывки вращающихся баков.
 

Вопрос: Какие преимущества дает сфера в качестве смесительного бака?

Объем сферы с радиусом r можно рассчитать по следующей формуле:

V = 4/3 * r³ * PI

Площадь поверхности сферы радиусом r можно рассчитать по следующей формуле:

O = 4 * r² * PI

Если сравнивать различные вращательно-симметричные тела между собой, то сфера имеет наименьшую удельную площадь поверхности. Это говорит о том, что сферическую смесительную камеру легче чистить, чем цилиндрическую или коническую. С другой стороны, можно предположить, что коническая камера смешивания способствует удалению остатков в большей степени, чем шаровая. Производители стремятся к тому, чтобы их смеси были как можно менее загрязненными. Все большую роль в этом играет полное опорожнение смесительной системы.

Очистка и осмотр смесительного инструмента

Гораздо более важный аспект связан с очисткой динамически движущегося смесительного инструмента. Эта часть шарового смесителя намного сложнее, чем смесительная камера. Поэтому к ней предъявляются особые требования:

• Смесительный инструмент должен иметь простую геометрию
• Смесительный инструмент должен иметь минимально возможную площадь поверхности
• Смесительный инструмент должен быть сконструирован таким образом, чтобы все зоны были легко и эргономично доступны.
• Смесительный инструмент должен быть сконструирован таким образом, чтобы оптимальные результаты смешивания достигались эффективно и быстро.

Добавление и распределение жидкости в шаровом смесителе

На практике, помимо смешивания разнообразных порошков, необходимо также их однородное смачивание. Так называемые жидкостные шланги подаются в зону действия быстро вращающегося мелющего инструмента. Таким образом, быстро достигается однородный конечный продукт без агломератов.
 

Примечание к термину «шаровой смеситель».

Термин «полый шаровой смеситель с динамически движущимися перемешивающими инструментами» был бы более правильным, чем «шаровой смеситель».

Термин «шаровой смеситель» также используется в сантехническом секторе. Это модифицированный кран-фитинг. Шар с множеством отверстий соединен с рычагом и может смешивать и регулировать поток холодной и горячей воды.