СМЕСИТЕЛЬ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2001 года по МПК B28C5/08 

Предлагаемое изобретение относится к смесительным устройствам для переработки сыпучих материалов и может найти применение в строительном и сельскохозяйственном производствах, производстве технического углерода и ряде других областей.

Известен смеситель [1] , содержащий эластичный цилиндрический барабан, размещенный внутри вертикальной обечайки, патрубки загрузки и выгрузки компонентов, прижимные элементы в виде пар роликов, контактирующих со стенкой барабана, установленных на вертикальном валу и смещенных на 90^o по высоте, привод вращения вала.

Сыпучие компоненты подаются сверху и заполняют зазор между обечайкой и эластичным цилиндрическим барабаном. При включении привода прижимные элементы обкатываются по внутренней поверхности барабана и, деформируя его, передают сдвиговое воздействие на сыпучий материал, в результате чего происходит его перемешивание. Готовая смесь выводится через патрубок разгрузки, размещенный в нижней части обечайки.

К недостаткам данного смесителя следует отнести его малую эффективность вследствие недостаточного перемещения компонентов в осевом направлении и в горизонтальном кольцевом сечении эластичного барабана. Его волнообразное движение обеспечивает в основном перемешивание материала в радиальном направлении и осевое перемещение смеси.

Кроме того, возникают значительные усилия при деформации эластичной стенки в различных направлениях, что снижает долговечность и повышает энергоемкость смесителя.

Известен смеситель непрерывного действия [2] , принятый за прототип, содержащий горизонтальный эластичный цилиндрический барабан, патрубки загрузки и выгрузки компонентов, привод вращения, соосно с валом которого установлен прижимной элемент, контактирующий со стенкой барабана.

Смешиваемые компоненты подаются во вращающийся эластичный цилиндрический барабан, и при его вращении перемешиваются в режиме пересыпания. Готовая смесь удаляется через патрубок выгрузки. Прижимной элемент, выполненный в виде бесконечной ленты, охватывает эластичный барабан и деформирует таким образом, что его сечение принимает овальную форму. Это обеспечивает самоочищаемость и позволяет перемешивать компоненты, склонные к налипанию на стенки барабана. Однако эффективность перемешивания в таком смесителе невелика, поскольку он не обеспечивает перемешивания компонентов в осевом направлении.

Цель изобретения - повышение эффективности смесителя за счет увеличения качества смешивания и производительности. Поставленная цель достигается тем, что в смесителе сыпучих материалов непрерывного действия, содержащем горизонтальный эластичный цилиндрический барабан, патрубки загрузки и выгрузки компонентов, привод вращения, соосно с выходным валом которого установлен прижимной элемент, контактирующий со стенкой барабана, барабан, сообщающийся с патрубками загрузки, установлен на полой горизонтальной оси крестовины, вертикальный вал которой кинематически связан с валом привода, а прижимной элемент выполнен в виде обратного конуса с радиальными полукруглыми уступами на поверхности.

На фиг. 1-3 показан один из вариантов исполнения смесителя. На фиг. 1 показано сечение смесителя вертикальной плоскостью. На фиг. 2 показан вид эластичного барабана со стороны свободного края среза (по стрелке А). На фиг. 3 показан фрагмент прижимного элемента и полукруглый уступ (вид сверху - по стрелке Б). На фиг. 4 показано сечение полукруглого уступа вертикальной плоскостью В-В).

Смеситель сыпучих материалов непрерывного действия состоит из горизонтальных эластичных барабанов 1 (симметрично устанавливается два и более в целях уравновешивания устройства), патрубков подачи компонентов 2 и выгрузки смеси 3, привода, включающего двигатель 4 и редуктор 5, вал которого соединен муфтой 6 с вертикальным валом крестовины 7. Барабаны 1 крепятся с помощью колец 8 на дисках 9, которые в свою очередь направлены на ступицы подвижных зубчатых колес 10 планетарной конической передачи. Зубчатые колеса 10 установлены на полых горизонтальных осях крестовины 7 через подшипники скольжения. Неподвижная шестерня 11 планетарной передачей жестко связана с основанием 12, на котором соосно валу редуктора установлен прижимной элемент 13, выполненный в виде усеченного конуса с радиальными полукруглыми уступами 14, контактирующий с барабанами 1. Соосно валу редуктора установлен кольцевой накопительный бункер 15.

При включении двигателя 4 через редуктор 5 крестовине 7 передается вращение вокруг вертикальной оси. При этом эластичные барабаны 1 совершают сферические движения, складывающиеся из двух вращательных - вокруг осей крестовины. Сыпучие компоненты подаются дозаторами через патрубок 2 в полую ось крестовины 7, откуда за счет подпора и инерционных эффектов попадают в эластичные барабаны 1, где активно перемешиваются. Затем смесь за счет перетока и инерционных эффектов пересыпается через края барабанов 1 и попадает в кольцевой бункер 15, внутри которого перемещается конвейером (на фиг. не показан) к патрубку 3, через который выгружается.

Во время процесса перемешивания помимо пересыпания компонентов смеси в поперечном сечении барабанов 1 за счет инерционных эффектов возникает также пульсация скоростей частиц в осевом направлении. Это обеспечивает активное перемешивание компонентов не только в поперечном сечении барабана, но и в осевом направлении и ведет к повышению качества (однородности) смеси.

За счет периодического воздействия на материал радиальных полукруглых уступов через эластичную стенку барабана происходит разрушение транспортирующей области - в пристенном слое материала. Это также приводит к повышению качества смеси, т. к. транспортирующая область является застойной с точки зрения перемешивания.

Степень деформации барабанов 1 меняется при изменении высоты установки прижимного элемента и выбирается в зависимости от свойств перемешиваемых компонентов и соотношения их расходов. Преимуществом предлагаемого смесителя является также возможность регулировки времени пребывания частиц материала в рабочем объеме изменением угловой скорости приводного вала и расхода компонентов. Увеличение этого времени необходимо при переработке плохосмешиваемых компонентов.

Смеситель может также работать в режиме псевдоожижения материала. Этот режим наступает при превышении угловой скорости вертикального вала крестовины 7 некоторого критического значения. Компоненты попадают в барабан 1 так же, как и в предыдущем случае. Затем материал "вскипает" и далее перемешивание происходит в разреженном материале. В этом случае срез барабана 1 должен быть частично закрыт гофрированным материалом или тканью. Частицы готовой смеси выводятся через зазор в центре барабана, ударяются о внешнюю кольцевую обечайку бункера 15 и удаляются из смесителя, как и в первом случае. Сечение зазора зависит от режимных параметров и свойств компонентов смеси.

Эффективность перемешивания в этом случае определяется высокой подвижностью разреженного материала. Частицы "кипящей" смеси закручиваются одновременно вокруг вертикальной и горизонтальной осей крестовины. Такое вихревое движение обеспечивает интенсивное перемешивание внутри эластичного барабана. Таким образом, использование в смесителе предлагаемой совокупности конструктивных элементов позволяет значительно увеличить его эффективность. Смеситель также несложен по конструкции и прост в эксплуатации.

Источники информации
1. А.С. SU 1765016 A1, 1992.

2. Патент Великобритании 1060460.

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам приготовления сыпучих строительных смесей. Смеситель сыпучих материалов непрерывного действия содержит горизонтальный эластичный цилиндрический барабан, патрубки загрузки и выгрузки компонентов, привод вращения, соосно с выходным валом которого установлен прижимной элемент, контактирующий со стенкой барабана. Барабан, сообщающийся с патрубком загрузки, установлен на полой оси крестовины, вертикальный вал крестовины кинематически связан с валом привода. Прижимной элемент выполнен в виде обратного конуса с радиальными полукруглыми уступами на поверхности. Изобретение позволит повысить качество смешивания и производительность смесителя. 4 ил.

Смеситель сыпучих материалов непрерывного действия, содержащий горизонтальный эластичный цилиндрический барабан, патрубки загрузки и выгрузки компонентов, привод вращения, соосно с выходным валом которого установлен прижимной элемент, контактирующий со стенкой барабана, отличающийся тем, что барабан, сообщающийся с патрубком загрузки, установлен на полой горизонтальной оси крестовины, вертикальный вал которой кинематически связан с валом привода, а прижимной элемент выполнен в виде обратного конуса с радиальными полукруглыми уступами на поверхности.