Смесителями называют машины или аппараты, предназначенные для осуществления процесса смешения материалов.
Двухвалковые смесители периодического действия типа ЗЛ и ЗШ предназначены для разминания и перемешивания с одновременным подогревом или охлаждением разнообразных полутвердых масс, паст, замазок, клея, мягких кашеобразных масс, мягких пластических масс и других веществ подобной консистенции. Предназначены для смешивания компонентов в химической, пищевой, фармацевтической, косметологической и других отраслях промышленности.
Под процессом смешения принято понимать такой механический процесс, в результате которого первоначально находящиеся раздельно компоненты после равномерного распределения каждого из них в смешанном объеме образуют однородную смесь. В процессе смешения в рабочем объеме смесителя происходит взаимное перемещение частиц разных компонентов, находящихся до перемешивания раздельно или в неоднородно внедренном состоянии. В результате перемещений возможно бесконечное разнообразие расположения частиц в рабочем объеме смесителя. В этих условиях соотношение компонентов в микрообъемах смеси - величина случайная, поэтому большая часть известных методов оценки однородности (качества) смеси основана на методах статистического анализа.
Для упрощения расчетов все смеси условно считают двухкомпонентными, состоящими из так называемого ключевого компонента и условного, включающего все остальные компоненты смесей. Подобный прием позволяет оценивать однородность смеси параметрами распределения одной случайной величины - содержанием ключевого компонента в пробах смеси. В качестве ключевого компонента обычно выбирают такой компонент, который либо легко анализировать, либо распределение его в смеси особенно по техническим требованиям.
Смесители представляют собой смешивающую машину, рабочими органами которой являются два горизонтально расположенных Z-образных лопастных валка, вращающихся в противоположные стороны, с различными скоростями, причем вращение валков - реверсивное. Валки вращаются в корыте специальной формы, которое с боков закрыто торцевыми стенками, а сверху - пыленепроницаемой крышкой. Валки приводятся во вращение от электродвигателя через эластичную муфту, редуктор и уравнительную муфту. Основной продукт загружается в корпус через люк в крышке или при открытой крышке, а дополнительные компоненты - через технологические штуцеры.
В смесителях типа ЗЛ готовый продукт выгружается при открытой крышке после опрокидывания корпуса на 110° от горизонтальной плоскости посредством гидроцилиндра.
В смесителях типа ЗШ готовый продукт выгружается при закрытой крышке путем выдавливания продукта шнеком. Шнек имеет обогреваемый кожух, фланцевое соединение. К фланцевому соединению возможно подсоединение трубопровода, фильеры и т.п. из коррозионностойкой стали или из углеродистой стали с облицовкой корозионностойкой сталью марки 12Х18Н10Т. Основной привод и привод механизма опрокидывания или шнековой выгрузки комплектуются электродвигателями единой серии АИР (4А) напряжением 380В или взрывозащищенными электродвигателями серии АИМ (ВАО) напряжением 380В с уровнем взрывозащиты не ниже 1ЕхdІІВТ4. Смесители, комплектуемые электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении, предназначены для установки в помещениях зоны класса В-1а по ПУЭ-76.
Среда в смесительной камере для смесителя исполнения:
- НРУ-некоррозионная, невзврывоопасная;
- НРК-коррозионная, невзрывоопасная;
- ВРУ-некоррозионная, взрывоопасная категории и группы IIA-Т4 по ГОСТ 12.1.011-78;
- ВРК-коррозионная, взрывоопасная, категории и группы IIA-T4 по ГОСТ 12.1.011-78.
Отечественными стандартами предусмотрены тринадцать типоразмеров смесителей типа ЗЛ с рабочим объемом смесительной камеры 0,004...1,6 м3. Для улучшения процесса смешивания компонентов в смесительной камере и облегчения выгрузки готовой смеси разработаны двухроторные смесители с z-образными лопастями и реверсивным шнеком.
Серийно выпускаются смесители типа ЗШ с объемом рабочей камеры 0,004...2 м3. В зависимости от физико-механических свойств смешиваемого материала смесители типа ЗЛ и ЗШ комплектуются валками различной конфигурации:
- тип А используются в основном для смешивания высоковязких жидкостей, резины;
- тип Б - для смешивания влажных и пастообразных материалов;
- тип В - для смешивания сыпучих сухих и увлажненных материалов.
Преимуществами смесителей ЗЛ и ЗШ являются:
- простота конструкции и надежность в эксплуатации;
- возможность смешивания абразивных и взрывоопасных материалов;
- возможность смешивания материалов без разрушения частиц;
- широкий диапазон рабочих объемов (0,001...150 м3).
Существует методика выбора типа смесителя периодического действия с учетом характеристики смеси и технологических требований на нее (РТМ 26-01-129–80 «Метод выбора оптимального типа питателей, смесителей и мельниц»).
Эта методика разработана на основе анализа действующего промышленного и лабораторного оборудования. В ее основу положена установленная экспериментально зависимость свойств смешиваемого материала и необходимой скорости рабочего органа смесителя. С учетом расчетных значений скорости вращения рабочего органа тип смесителя выбирается по РТМ с учетом характеристик смеси (склонность к сегрегации, связности, склонности к комкованию, содержанию ключевого компонента) и технологических требований (необходимой степени неоднородности смеси, ограничений по нагреву и измельчению частиц). Использование же выбранного типа смесителя назначается с учетом токсичности, взрывоопасности и коррозионности смешиваемого материала.
