197225. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szemcsés halmazok átkeverésére, homogenizálására, lazítására és egyéb fizikai műveletek végzésére
3 197225 A A találmány tárgya eljárás és berendezés szemcsés halmazok, Így porok, nagyobb szemcsék, granulátumok és darabos anyagok, tartályokban, bunkerekben, tárolósilókban, összemérő-, keverő- és adagolótartályokban történő étkeverésére, homogenizálésára, lazítására és egyéb fizikai műveletek végzésére. A porszerű szemcsés, darabos anyagok összekeverése, étkeverése, homogenizélása, tárolása, anyagelőkészitése és kiadagolása számos gyakorlati problémát vet fel, különösen nagyobb anyagmennyiségek esetén. Így pl. nehézséget jelent az egymástól eltérő minőségű, és/vagy több nagyságrenddel eltérő mennyiségű arányú szilárd szemcsék nagy tételben történő egyenletes összekeverése az egymástól nagymértékben különböző szemcseméretű és sűrűségű komponensek homogenizálása és a létrehozott homogén keverék egyenletes eloszlású, lazított állapotban történő tárolása és ilyen állapotban történő zavarmentes kiadagolása. Mezőgazdasági terményeknél, vagy más befülledésre hajlamos anyagoknál alapvető követelmény a tárolás közbeni folyamatos vagy többszöri egyenletes és teljes átforgatás, étlevegőztetés, homogenizálás. Mindezeknek a különböző iparágakat érintő és igen aktuális problémáknak az áthidalására a gyakorlatban sok ismert műszaki megoldás létezik, amelyek az üzemeltetés szakaszos vagy folyamatos jellegén kívül elsősorban abban különbőznek, hogy a keveredésnek, mint valószínűségi folyamatnak melyik fázisát befolyásolják: a rétegek elmozdulását és új felületekkel való találkozását, vagy az egyes részecskék cseréjét. A gravitációs keverésű silóban az egyes rétegek mozdulnak el. Ilyen megoldást ismertet pl. a DE-OS 2 819 726 sz. német szabadalom, amely a Young-féle külső recirkulációs siló (Food Engng. 37, No.8. 1965. p.39-41) belső recirkulációs változata. Mindkét megoldásnál a tartály különböző magasságából elvett részéramokat egyesítik és juttatják vissza a siló felső részébe. Ez a módszer csak jól őmleszthetö anyagok és egymáshoz közelálló komponens mennyiségi arányok esetében alkalmazható. A keverési idő közepes, de inkább hosszú, 20-40 óra. A fajlagos teljesítmény szükséglet 70-300 kW/m3, ami a nagy (1000-2000 m3) térfogatú silóknál már jelentős költségtényező. P.Hilgraf újabb mérései szerint (Chem. Ing. Technik 52, No.3 1980. p. 280281) ezek a keverősilók csak előkevert anyagok további keverésére, összetételi ingadozásainak kiegyenlítésére alkalmasak. Ismertek olyan berendezések is, amelyekben a szemcsés anyagot függőleges tengelyű, tartályba épített csiga keveri. E keverök kis térfogatúak (1-15 m3), fajlagos teljesítmény szükségletük 5,5-6,5 kW/m3. A keverési idő általában hosszú, ezért őrlemények (pl. liszt, korpa) folyamatos egységesítését aránylag kis kapacitással oldják meg. Háznélküli csigánál csak elegendő nagy - ( > 50 ford/perc) csiga fardulatszám esetén lép fel a megfelelő keverőhatás, amit az idéz elő, hogy a forgó csiga túlnyomása sugárirányú sebesség komponenssel mozgatja - löki ki - a közelébe került szilárd szemcséket, melyek a többi szemcsét ütközés útján lökik tovább sugárirányban kifelé, majd ennek hatására ugyanezeken a szinteken befelé irányuló mozgás is létrejön. Kis fordulatszám esetén periodikus fel-le mozgás alakul ki. Ilyen berendezést ir le a 4 242 002 l.sz. USA szabadalmi leírás. A periodikus fel-le mozgás jelentős koptató-szemcseméret csökkentő hatást fejt ki, a leirés szerinti berendezés is aprító berendezés. A periodikus fel-le mozgás a szemcsék méret szerinti szétválását is elősegíti. Ezt a jelenséget a leírás szerinti eljárás fel is használja, a keletkezett kis szemcséket a felül elhelyezett kivezető csonkon vezetik el, a nagy szemcsék alul maradnak és tovább ápritódnak. A háznélküli csigáknál szállító hatás nem várható, mivel a szemcsék oldal irányban kitérhetnek. Ha a csigát vezetőcsőbe helyezik, - házba épített csiga - a mozgatott anyag nem tud radiális irányba kitérni, így a csiga forgása közben a csőben lévő anyag előrehalad. A házba épített csigát tartályban elhelyezve és keverésre felhasználva mind a keverési idő, mind a fajlagos energiaszükséglet csökken, pl. a hazai STK típusjelű száraztakarmány keverő esetén 1-3 kW/m3 értékre. E keveréknél hátrányként jelentkezik, hogy csak a komponensek közeleső mennyiségi aránya esetén működnek megfelelő hatásfokkal és az elérhető homogenitás sem túl nagy. A ferdecsigés, un. Nautamix kúpoB keverők paraméterei hasonlók az előző csigás keverékéhez. A kettős mozgást végző csiga fordulatszáma 60-80 ford/min, a keringési fordulatszám 2,2-2,9 ford/min, a fajlagos motorteljesítmény 1-7,5 kW/ra3. Az adag keverése néhány perctől 1 óráig terjed. Mérettartományuk közepesnek mondható (0,3-25 m3). A bonyolult kettős mozgás miatt a további roéretnövelés problematikus, a keverőszerkezet bonyolult, tisztítása és karbantartása nehézkes. Ismert olyan kettős spirálcsigás gép, melyben több alkotó nagy keverési aránnyal keverhető össze (H.Gericke: Aufbereitungs-Technik 22, No.l. 1981. p.15-21). Az ellenkező fordulatú spirélcsigák aprító hatása a házzal való érintkezési helyeken nem küszöbölhető ki, különösen a nagy teljesítményeknél (4-30 m3/h kapacitás). Hátrányt jelent még, hogy a folyamatos működtetéshez annyi differenciál adagoló mérleg kell, ahány alkotót kell összekeverni és emiatt a beépítési magasság is kedvezőtlenül megnő. Az aránylag nagyobb (5-100 m3) menynyiségek keverése ismert olyan csigás tartélykeveró, amelynek kúpos tartálya és a 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
