Как известно, интенсификация технологической операции смешивания сыпучих материалов на протяжении уже нескольких десятков лет остается актуальной [1, 2]. В частности, проблема эффективного получения сыпучих смесей из увлажненных компонентов (или склонных к слипанию и агломерированию) с соотношением 1:10 и более может быть успешно решена с помощью организации процесса смешивания соответствующих материалов в разреженных потоках, например, на подвижной ленте [3]. Применяется предложенный трехстадийный способ смешивания зернистых сред 1:10 на подвижной ленте [4], при котором загрузка компонентов «1» и «2» осуществляется первоначально в соотношении 1:1,75. На втором этапе – добавляется порция сыпучего материала «2» (с бóльшим содержанием в готовом продукте) с объемной долей, равной суммарной для 1-го этапа (при равном соотношении 2,75:2,75 уже смешанных материалов «1» - «2» и новой порции «2»). Третий этап выполняется по тому же принципу, что и 2-ой, когда загрузка после дней порции компонента «2» соответствует 5,5:5,5 по отношению к промежуточной смеси, полученной после 2-го этапа. Второй отличительной особенностью аппарата [4] является конструкция смесительных барабанов в каждом из трех узлов устройства, заключающаяся в винтовой навивке эластичных элементов (бил) на цилиндрических поверхностях указанных барабанов. Образование разреженных потоков смешиваемых зернистых компонентов, подаваемых в валково-ленточный зазор движущейся горизонтальной лентой, происходит в результате отрыва твердых частиц, которые захвачены деформированными билами из слоев, от концов этих гибких элементов.
При отборе проб стандартным методом [1] и использовании компьютерной их обработки по «оттенкам серого» [5] выполнена оценка коэффициента неоднородности [1] в зависимости от степени увлажненности зернистой смеси, частоты вращения смесительного барабана и деформационного комплексного параметра µ в виде отношения длины бил к высоте валково-ленточного зазора 1,6 ∙ 10-2 м. Расход компонента «2» - (4,0-8,0) ∙ 10-3 м3/ч. В качестве смешиваемых компонентов выбраны: «1» - манная крупа ГОСТ7022-97 и «2» - природный песок ГОСТ8736-93. Степень увлажнения каждого материала w1,w2 оценивалась как отношение масс их частиц - увлажненных и сухих. Получено, что для зернистых сред коэффициент неоднородности смеси при частоте вращения барабана n= 500 мин-1 и µ=1,5 составил 8,0% для сухих составляющих (рис.1 а и 1 б; кривые 1), а для влажных – 12% (рис. 1 а и 1 б; кривые 2), что соответствует улучшению данного показателя в 1,20 раза в первом случае и в 1,33 раза–во втором по сравнению с применением смешивания тех же компонентов в равных порциях для десяти стадией перемешивания.
Итак, проведенные экспериментальные исследования процесса трех стадийного смешивания сыпучих сред с соотношением 1:10 в разреженных потоках показали эффективность данного способа переработки зернистых сред, а также возможность сокращения диапазонов изменения параметров аппарата с подвижной лентой (режимного n и комплексного констуктивно-режимного µ) вблизи их экстремальных значений n= 500 мин-1 и µ=1,5.