УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК B22C5/04 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию, применяемому для сухого и мокрого измельчения кусковых, зерновых и порошковых материалов, а также для приготовления смесей.

Аналогом заявляемого изобретения является устройство для смешивания, содержащее вращающуюся цилиндрическую чашу, ротор с лопаткой, вращающиеся относительно цилиндрической чаши (патент РФ №2238818 от 11.06.2003, В22С 5/04, от 27.10.2004 г.).

Недостатком аналога является относительно невысокое качество смешивания и измельчения по однородности и дисперсности конечного продукта.

Прототипом заявляемого устройства является устройство для смешивания, содержащее рабочую емкость с днищем, крышкой и приводом, установленным на раме, и лопатку внутри емкости, при этом крышка соединена с рабочей емкостью неподвижно, лопатка установлена на оси, неподвижно связанной с рамой, емкость закреплена на оси с возможностью вращения, а рама выполнена поворотной и расположена в корпусе на полуосях. Ось выполнена полой и имеет не менее одного сквозного отверстия, соединяющую внутреннюю полость емкости с внешней средой. Сквозное отверстие связано с внешней средой посредством вентиля. Ось по верхнему торцу центрируется винтом, проходящим через крышку и связанным с ним подвижным соединением. Положение лопатки вдоль оси регулируется с помощью распорных втулок (Патент РФ №77190, В22С 5/04, от 20.10.2008 г.).

Недостатками прототипа являются невозможность реализации более высокоинтенсивного режима измельчения и невысокая относительная скорость частиц материала и мелющих тел в потоке после ее схода с лопатки. Это приводит к снижению однородности смеси или увеличению времени обработки для получения готового продукта заданной дисперсности и однородности.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности процесса измельчения и смешивания, сокращение длительности цикла обработки и повышение уровня дисперсности (тонины помола) измельчаемого материала.

Технический результат достигается тем, что устройство для смешивания и измельчения, содержащее рабочую емкость с днищем и крышкой, привод вращения емкости, установленный на раме, размещенную внутри рабочей емкости вращающуюся ось, снабжено, по меньшей мере, одной парой кронштейнов, один из которых закреплен на вращающейся оси неподвижно, а другой установлен на оси с возможностью поворота относительно первого кронштейна, рычагами, установленными на кронштейнах с возможностью вращения, первой и второй лопатками, установленными на рычагах под углом к внутренней поверхности рабочей емкости и имеющими режущую кромку, переднюю и заднюю поверхности, при этом угол между кронштейнами пары и угол наклона первой лопатки к внутренней поверхности рабочей емкости установлены с обеспечением схода потока измельчаемого материала и мелющих тел с передней поверхности первой лопатки в направлении, пересекающем внутреннюю поверхность рабочей емкости за режущей кромкой второй лопатки, причем, по крайней мере, первая лопатка имеет сквозные, проходящие от передней до задней поверхности пазы и/или отверстия, наименьшая ширина которых в сечении, перпендикулярном продольной оси сквозных пазов и/или отверстий меньше наименьшего размера мелющих тел; продольные оси сквозных пазов расположены в плоскостях, перпендикулярных оси вращения рабочей емкости; расстояние между продольными осями сквозных пазов и/или отверстий больше или равно наибольшему размеру мелющих тел; на передней поверхности лопатки выполнены канавки перед отверстиями и за сквозными пазами и/или отверстиями, оси которых являются продолжением продольной оси сквозных пазов и/или отверстий; канавки в сечении, перпендикулярном их продольной оси имеют форму, одинаковую с формой сквозного паза и/или отверстия и глубину, равную или большую глубине погружения мелющих тел в сквозной паз и/или отверстие; на задней поверхности лопатки, за сквозными пазами и/или отверстиями выполнены канавки, при этом дно канавок имеет вогнутую криволинейную форму в продольном сечении канавок, оси которых являются продолжением осей сквозных пазов и/или отверстий; сквозные пазы и/или отверстия имеют в сечении, перпендикулярном их продольной оси, например, форму прямоугольника, параллелограмма, трапеции, а также X и Y-образную форму; устройство снабжено механизмом поворота кронштейнов друг относительно друга с помощью механизма, выполненного в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на неподвижном кронштейне и взаимодействия с пазом, выполненным в кронштейне, установленным с возможностью вращения; лопатка установлена на рычаге с возможностью продольного перемещения; устройство снабжено механизмом продольного перемещения лопаток относительно рычага, выполненным в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на рычаге и взаимодействия с пазом, выполненным в лопатке, при этом на рычаге выполнены направляющие для перемещения лопатки; устройство снабжено механизмом поворота рычага относительно кронштейна, выполненным в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на кронштейне и взаимодействия с пазом, выполненным на рычаге; ось соединена с приводом вращения через самотормозящую передачу и/или соединена с тормозом; лопатки установлены на одинаковом расстоянии от днища рабочей емкости; длина режущей кромки второй по направлению вращения рабочей емкости лопатки меньше длины режущей кромки первой лопатки.

Устройство поясняется следующими чертежами:

фиг. 1 продольный разрез устройства для смешивания и измельчения;

фиг. 2 сечение А-А рабочей емкости на фиг. 1;

фиг. 3 сечение Б-Б кулачкового механизма для регулировки угла наклона лопатки на фиг. 2;

фиг. 4 сечение Г-Г кулачкового механизма для продольного перемещения лопатки на фиг. 2;

фиг. 5 вид В кулачкового механизма для продольного перемещения лопатки на фиг. 2;

фиг. 6 вид Д на переднюю поверхность лопатки на фиг. 2;

фиг. 7 сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими форму прямоугольника на фиг. 6;

фиг. 8 сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими форму параллелограмма на фиг. 6;

фиг. 9 сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими форму трапеции на фиг. 6;

фиг. 10 сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими X образную форму на фиг. 6;

фиг. 11. сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими Y образную форму на фиг. 6;

фиг. 12 сечение Е-Е сквозного паза лопатки на фиг. 6;

фиг. 13 сечение Ж-Ж сквозного отверстия на фиг. 6;

фиг. 14 схема процесса смешивания и измельчения.

Устройство для смешивания и измельчения (Фиг. 1) содержит рабочую емкость 1, установленную с помощью подшипникового узла на оси 2. Привод рабочей емкости 1 включает в себя ременную передачу 3 и привод 4 неподвижно установленный на раме 5. Ось 2 установлена на раме 5 с помощью подшипникового узла 6 с возможностью вращения. На оси 2 установлена, по крайней мере, одна пара кронштейнов 7 и 8. Кронштейн 7 неподвижно закреплен на оси 2, с помощью шлицевого соединения, а кронштейн 8 установлен на оси 2 с возможностью вращения. В осевом направлении кронштейны 7 и 8 фиксируются с помощью резьбового соединения. На кронштейне 7 установлена, по крайней мере, одна лопатка 9, а на кронштейне 8 установлена, по крайней мере, одна лопатка 10. Лопатка 9 установлена на кронштейне 7 с помощью рычага 11. Лопатка 10 установлена на кронштейне 8 с помощью рычага 12.

Лопатки 9 и 10 образуют друг с другом пару и установлены на одинаковом расстоянии от днища рабочей емкости 1.

Рабочая емкость 1 герметично закрыта сверху крышкой 13 с помощью быстросъемного соединения 14, выполненного, например, в виде байонетного соединения. Ось 2 соединена с помощью муфты 15 с редуктором 16, который соединен с приводом 17 неподвижно установленным на раме 5. Редуктор 16 содержит самотормозящуюся передачу, например, червячную передачу и обладает свойством самоторможения. На оси 2 неподвижно закреплен шкив 18, с которым взаимодействуют стопорящие элементы тормоза 19, например, колодки колодочного тормоза. Первая по направлению вращения рабочей емкости 1 лопатка 9 пары (Фиг. 2) имеет переднюю, поверхность 20, заднюю поверхность 21 и режущую кромку 22, а вторая по направлению вращения рабочей емкости 1 лопатка 10 пары имеет переднюю поверхность 23, заднюю поверхность 24 и режущую кромку 25. Лопатки 9 и 10 установлены попарно друг за другом так, что касательная n, проведенная к концу передней поверхности 20 лопатки 9 пары пересекает внутреннюю поверхность рабочей емкости 1 в точке Z по направлению ее вращения за точкой Y касания режущей кромки 25 второй лопатки 10 пары с внутренней поверхностью рабочей емкости 1.

Пара кронштейнов 7 и 8 поворачиваются друг относительно друга на угол φ (Фиг. 2) с помощью механизма. Механизм поворота представляет собой кулачковый механизм, входным звеном которого является кулачок 26, установленный с возможностью вращения на кронштейне 7. Выходным звеном кулачкового механизма является кронштейн 8, в котором выполнен паз, куда устанавливается кулачок 26.

На кронштейне 7 установлен с возможностью вращения рычаг 11 (Фиг. 2). Поворот рычага 11 относительно кронштейна 7 на угол γ₁ осуществляется с помощью механизма поворота. Механизм поворота представляет собой кулачковый механизм, входным звеном которого является кулачок 27 (Фиг. 3), установленный с возможностью вращения на кронштейне 7. Выходным звеном кулачкового механизма является рычаг 11, в котором выполнен паз, куда устанавливается кулачок 27.

На кронштейне 8 установлен с возможностью вращения рычаг 12 (Фиг. 2). Поворот рычага 12 относительно кронштейна 8 на угол γ₂ осуществляется с помощью механизма поворота. Механизм поворота представляет собой кулачковый механизм, входным звеном которого является кулачок 28, установленный с возможностью вращения на кронштейне 8. Выходным звеном кулачкового механизма является рычаг 12, в котором выполнен паз и установлен кулачок 28.

Лопатка 9 установлена на рычаге 11 с возможностью продольного перемещения (Фиг. 2). Перемещение лопатки 9 относительно рычага 11 осуществляется с помощью механизма. Механизм перемещения лопатки 9 выполнен в виде кулачкового механизма. Входным звеном, которого является кулачок 29, установленный с возможностью вращения на рычаге 11. Выходным звеном механизма перемещения является лопатка 9, в которой выполнены пазы (Фиг. 5), взаимодействующие с кулачками 29. На рычаге 11 выполнены направляющие, обеспечивающие заданное направление перемещения лопатки 9 относительно рычага 11. Возможен вариант установки лопатки 9 непосредственно на кронштейне 7 без использования рычага 11. Вариант установки лопатки 9 непосредственно на кронштейн 7 не показан, так как выполняется аналогично установке лопатки 9 на рычаге 11.

Лопатка 10 установлена на рычаге 12 с возможностью продольного перемещения (Фиг. 2). Перемещение лопатки 10 относительно рычага 12 осуществляется с помощью механизма. Механизм перемещения лопатки 10 выполнен в виде кулачкового механизма, входным звеном которого является кулачок 30 (Фиг. 4), установленный с возможностью вращения на рычаге 12. Выходным звеном механизма перемещения является лопатка 10, в которой выполнены пазы, взаимодействующие с кулачками 30. На рычаге 12 выполнены направляющие, обеспечивающие заданное направление перемещения лопатки 10 относительно рычага 12. Возможен вариант установки лопатки 10 непосредственно на кронштейне 8 без использования рычага 12. Вариант установки лопатки 10 непосредственно на кронштейн 8 не показан, так как выполняется аналогично установке лопатки 10 на рычаге 12.

Режущие кромки 22 и 25 лопаток 9 и 10 (фиг. 2) параллельны образующей внутренней поверхности рабочей емкости 1, а сами лопатки 9 и 10 установлены под углами γ₃ и γ₄. Угол наклона γ₃ образован касательной n, проведенной к концу передней поверхности 20 лопатки 9 и касательной s, проведенной к внутренней поверхности рабочей емкости 1 в точке Y ее контакта с режущей кромкой 22. Угол наклона γ₄ лопатки 10 образован касательной m, проведенной к концу передней поверхности 23 лопатки 10 и касательной t, проведенной к поверхности рабочей емкости 1 в точке ее контакта с режущей кромкой 25.

На лопатке 9 выполнены сквозные пазы 31 (Фиг. 6) и/или отверстия 32. Сквозные пазы 31 и/или отверстия 32 в сечении перпендикулярном их продольной оси могут иметь форму прямоугольника (Фиг. 7), параллелограмма (Фиг. 8), трапеции (Фиг. 9), Х-образную (Фиг. 10) или Y-образную форму (Фиг. 11).

На передней поверхности 20 лопатки 9 выполнены канавки 33 (Фиг. 6), перед отверстиями 32 и за сквозными пазами 31 и/или отверстиями 32, оси которых являются продолжением продольной оси сквозных пазов 31 и/или отверстий 32.

На задней поверхности 21 лопатки 9 выполнены канавки 34, за сквозными пазами 31 (Фиг. 12) и/или отверстиями 32 (Фиг. 13), при этом дно канавок имеет вогнутую криволинейную форму в продольном сечении канавок 34, оси которых являются продолжением осей сквозных пазов 31 и/или отверстий 32.

Лопатка 10 не имеет сквозных пазов и/или отверстий. Но для улучшения функции перемешивания она также может быть снабжена сквозными пазами и/или отверстиями или другими конструктивными элементами, обеспечивающими перемещение обрабатываемого материала 35 вдоль оси рабочей емкости 1 (Фиг. 14).

Устройство для смешивания и измельчения работает следующим образом.

Перед загрузкой обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 (Фиг. 14) в рабочую емкость 1 в зависимости от технологических требований и свойств обрабатываемого материала 35 производят регулировку положения лопаток 9 и 10. Вначале устанавливают угол относительного поворота φ кронштейнов 7 и 8 (Фиг. 2). Для этого поворачивают кулачок 26 до достижения заданного угла φ, а затем фиксируют его с помощью резьбового соединения. Затем устанавливают угол наклона γ₄ лопатки 10 путем поворота рычага 12 относительно кронштейна 8. Поворот рычага 12 осуществляют путем вращения кулачка 28 с его последующей фиксацией резьбовым соединением при достижении заданного значения угла наклона γ₄. После этого регулируют зазор между режущей кромкой 25 лопатки 10 и внутренней поверхностью рабочей емкости 1. Регулировка величины зазора осуществляется за счет продольного перемещения лопатки 10 в направляющих рычага 12. Продольное перемещение лопатки 10 выполняют с помощью пары кулачков 30, которые затем фиксируют с помощью резьбового соединения. После установки требуемых углов φ и γ₄ устанавливают угол наклона γ₃ лопатки 9, так чтобы касательная, проведенная к концу передней поверхности лопатки 9, пересекала внутреннюю поверхность рабочей емкости 1 в точке Z, расположенной по направлению вращения рабочей емкости 1 за точкой Y касания режущей кромки 25 лопатки 10 с внутренней поверхностью рабочей емкости 1. Установка угла наклона γ₃ лопатки 9, а также регулировка величины зазора между лопаткой 9 и внутренней поверхностью рабочей емкости 1 выполняют аналогично установке угла наклона γ₄ лопатки 10 и регулировки ее радиального зазора с помощью кулачков 27 и кулачков 29, установленных соответственно на кронштейне 7 и рычаге 11.

Затем в рабочую емкость 1 загружают мелющие тела 36 и обрабатываемый материал 35 (Фиг. 14). Закрывают рабочую емкость 1 крышкой 13 с помощью быстросъемного соединения 14 и включают привод 4.

В зависимости от требований технологического режима обработки обрабатываемого материала ось 2 с помощью тормоза 19 может быть неподвижно зафиксирована относительно рамы 5. В другом режиме обработки тормоз 19 может работать в режиме подтормаживания, т.е. в режиме проскальзывания шкива 18 относительно колодок тормоза 19. В этих двух режимах работы муфта 15 выключена. Кроме этого возможен режим работы, при котором тормоз 19 не взаимодействует со шкивом 18, а муфта 15 включена. В этом случае вращение оси 2 с кронштейнами 7 и 8, и лопатками 9 и 10 осуществляется от привода 17 через самотормозящийся редуктор 16.

При вращении рабочей емкости 1 смесь обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 под действием центробежных сил прижимается к стенкам рабочей емкости 1 и за счет сил трения разгоняется до угловой скорости ω_б вращения рабочей емкости 1 (Фиг. 14). При дальнейшем движении совместно с рабочей емкостью 1 слой обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 набегает на неподвижную или вращающуюся лопатку 9 пары. При этом пара лопаток 9 и 10 может вращаться как в направлении противоположном направлению вращения рабочей емкости 1, так и в направлении, совпадающим с направлением вращения рабочей емкости 1. Во втором случае угловая скорость ω_л пары лопаток 9 и 10 должна быть меньше угловой скорости ω_б вращения рабочей емкости 1. В результате разности угловых скоростей ω_л пары лопаток 9 и 10 и угловой скорости ω_б рабочей емкости 1 лопатка 9 отделяет слой обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 от внутренней поверхности рабочей емкости 1. При этом слой обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 начинает двигаться по передней поверхности 20 лопатки 9.

Так как ширина сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 меньше наименьшего размера мелющих тел 36, то они движутся по передней поверхности 20 лопатки 9, а обрабатываемый материал 35, размеры которого меньше ширины сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 проходит через них и падает на внутреннюю поверхность рабочей емкости 1. За задней поверхностью 21 лопатки 9 на внутренней поверхности рабочей емкости 1 формируется слой обрабатываемого материала 35. Мелющие тела 36 и крупные куски обрабатываемого материала 35, размер которых больше чем ширина сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 при сходе с лопатки 9 образуют поток.

Обрабатываемый материал 35, прошедший через лопатку 9 формирует под действием центробежных сил на внутренней поверхности рабочей емкости 1 уплотненный слой. Уплотненный, центробежными силами слой обрабатываемого материала 35 отделяют от внутренней поверхности рабочей емкости 1 лопаткой 10. После этого слой обрабатываемого материала 35 движется по передней поверхности 23 лопатки 10 и сходит с нее в виде потока.

Для уменьшения трения обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 о поверхность лопатки 9, оси сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 ориентированы перпендикулярно оси вращения рабочей емкости 1.

При движении слоя обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 по передней поверхности 20 лопатки 9 мелющие тела 36 и крупные куски обрабатываемого материала 35 частично погружаются в сквозные пазы 31 и/или отверстия 32 и выстраиваются в цепочки вдоль их продольной оси. Для исключения заклинивания мелющих тел 36 и крупных кусков обрабатываемого материала 35 между соседними цепочками при движении по передней поверхности 20 лопатки 9 расстояние между продольными осями сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 должно быть больше или равно любому наибольшему размеру мелющих тел. При параллельном движении цепочек мелющих тел 36 и крупных кусков обрабатываемого материала 35 при расстоянии между продольными осями сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 большем или равным наибольшему размеру мелющих тел 36 исключается боковое взаимодействие соседних цепочек, и уменьшаются энергозатраты на обработку материала.

Использование лопатки 9 со сквозными пазами 31 и/или отверстиями 32, имеющими форму прямоугольника, параллелограмма, трапеции, X-образную или Y-образную форму приведенными на фиг. 7, 8, 9, 10, 11 зависит от свойств обрабатываемого материала 35, режимов обработки и требований к конечному продукту. Например, для жидких смесей типа пульпы, наибольший эффект при смешивании и измельчении получается при применении, прямоугольных (Фиг. 7) или трапецеидальных отверстий (Фиг. 9). При измельчении и смешивании сухих и связных материалов (например, литейных смесей) лучшие результаты по однородности и уменьшению явления измельчения обрабатываемого материала 35 при использовании сквозных пазов 31 и/или отверстий 32, имеющих форму параллелограмма (Фиг. 8), Х-образную (Фиг. 10) и Y-образную форму (Фиг. 11).

Канавки 33, выполненные на передней поверхности 20 лопатки 9 перед отверстиями 32 и за сквозными пазами 31 и/или отверстиями, (Фиг. 12) позволяют избегать ударов мелющих тел 35 при движении по передней поверхности 20 лопатки 9, а также позволяют дополнительно измельчать материал, оседающий на поверхности канавки 33. Для исключения ударов мелющих тел 36, повышения эффективности измельчения обрабатываемого материала 35 канавки 33 имеют форму одинаковую с формой сквозного паза 31 и/или отверстия 32 в сечении перпендикулярном их продольной оси, и глубину, равную или большую глубине погружения мелющих тел 36 в сквозной паз 31 и/или отверстие 32 (например, шаров). При движении мелющих тел 36 по канавкам 33 обрабатываемый материал 35 измельчается в основном за счет раздавливающего и истирающего действия мелющих тел 36 на обрабатываемый материал 35, осевший или движущийся по канавкам 33. Это происходит за счет того, что движущийся вдоль поверхности канавок 33 лопатки 9 обрабатываемый материал 35 имеет меньшую линейную скорость, чем мелющие тела 36. Дополнительное измельчение материала реализуется также и при движении мелющих тел 36 по сквозным пазам 31 и/или отверстиям 32, имеющих Х-образную и Y-образную форму в верхней части которых может оседать обрабатываемый материал 35. Канавки 34 на задней поверхности 21 лопатки 9 позволяют более эффективно отводить прошедший через отверстия обрабатываемый материал 35 и направлять его в сторону внутренней поверхности рабочей емкости 1. С этой целью дно канавок 34 имеет вогнутую криволинейную форму в продольном сечении (Фиг. 13).

Для повышения интенсивности перемешивания обрабатываемого материала 35 и уменьшения явления переизмельчения используются сквозные пазы 31 и/или отверстия 32, позволяющие смещать обрабатываемый материал 35 вдоль оси вращения рабочей емкости 1, как это позволяют сделать, например, сквозные пазы 31 и/или отверстия 32, имеющие в сечении форму параллелограмма (Фиг. 8) или Y-образную форму (Фиг. 11).

В зависимости от требований к дисперсности конечного продукта и физико-механических свойств обрабатываемого материала 35 могут задаваться три основных соотношения углов φ, γ₃ и γ₄. В первом варианте поток крупных кусков обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36, движущихся по лопатке 9 направляют на переднюю поверхность 23 лопатки 10. При этом по лопатке 10 движется обрабатываемый материал 35, который прошел через сквозные пазы 31 и/или отверстия 32 лопатки 9. Во втором варианте углы φ, γ₃ и γ₄ устанавливают такими, что поток крупных кусков обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 с лопатки 9 пересекает поток обрабатываемого материала 35 с лопатки 10 внутри рабочей емкости 1 не достигая ее внутренней поверхности. В третьем варианте углы φ, γ₃ и γ₄ устанавливают так что, поток крупных кусков обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 с лопатки 9 попадает на внутреннюю поверхность рабочей емкости 1 после того как на нее попадает поток обрабатываемого материал 35 с лопатки 10.

Поток обрабатываемого материал 35 с лопатки 10 при встрече с потоком крупных кусков обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 подвергается ударно-истирающему воздействию, который приводит к его интенсивному измельчению в условиях действия центробежных сил.

Кроме этого при разделении смеси мелющих тел 32 и обрабатываемого материала 35 на мелющие тела 36 и обрабатываемый материал 35 происходит интенсивное перемешивание обрабатываемого материала 35, в случае, если он состоит из нескольких (двух и более ингредиентов).

При достаточно большой толщине слоя обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36, отделяемых от внутренней поверхности рабочей емкости 1 лопаткой 9, с боков лопатки 9 формируются валики, которые под действием центробежных сил за задней поверхностью 21 лопатки 9 растекаются по слою обрабатываемого материала 35, сформировавшегося за лопаткой 9. Если длина режущих кромок лопаток 9 и 10 одинакова, то мелющие тела 36 и крупные куски обрабатываемого материала 35 могут попадать на лопатку 10, что приводит к ее повышенному износу. С целью уменьшения износа лопатки 10 она может выполняться с длиной режущей кромки меньшей, чем у лопатки 9, на величину равную или большую толщине слоя обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 перед лопаткой 9. При вертикальном расположении оси вращения рабочей емкости 1 лопатка 10 пары, имеющей укороченную режущую кромку может быть установлена не симметрично относительно лопатки 9 и отстоять от дна рабочей емкости на высоту, равную или большую толщине слоя перед лопаткой 9.

При движении обрабатываемого материала 35 по лопатке 10 также реализуется дополнительное измельчение и смешивание. Измельчение и смешивание обрабатываемого материала 35 на лопатке 10 происходит в основном за счет сдвиговых деформаций, возникающих в слое обрабатываемого материала 35 при его отделении от внутренней поверхности рабочей емкости 1. Явление относительного сдвига в слое обрабатываемого материала 35 при его движении по передней поверхности 23 лопатки 10 возникает за счет трения между слоем обрабатываемого материала 35 и передней поверхностью 23 лопатки 10.

Обработка материала может проводиться во вращающейся рабочей емкости 1 неподвижными или вращающимися лопатками 9 и 10 пары. Выбор скорости вращения лопаток 9 и 10 пары зависит от свойств обрабатываемого материала 35. Для повышения интенсивности измельчения и смешивания обработку материала внутри рабочей емкости 1 можно проводить двумя или более парами лопаток 9 и 10, распределенными как по окружности рабочей емкости 1, так и вдоль ее оси. Принцип работы каждой из этих пар лопаток аналогичен принципу работы лопаток 9 и 10 пары, описанному выше.

После проведения обработки снимают крышку 13 и осуществляют выгрузку смеси из рабочей емкости 1.

Изобретение может быть использовано для сухого и мокрого измельчения кусковых, зерновых и порошковых материалов, а также для приготовления смесей. Устройство содержит рабочую емкость 1, привод 4 вращения емкости, вращающуюся ось 2, размещенную в рабочей емкости, пару кронштейнов 7, 8, первую 9 и вторую 10 лопатки, закрепленные посредством рычагов 11 и 12 на кронштейнах. Один из кронштейнов закреплен на оси 2 неподвижно, а другой - с возможностью вращения. Кронштейны и лопатки установлены под углами, при которых направление схода измельченного материала и мелющих тел, с передней поверхности первой лопатки пересекает внутреннюю поверхность рабочей емкости за режущей кромкой второй лопатки. В лопатках выполнены сквозные пазы и/или отверстия, проходящие от передней до задней поверхности лопатки. Наименьшая ширина пазов и отверстий меньше наименьшего размера мелющих тел. Достигается повышение производительности процесса измельчения и смешивания и повышение уровня дисперсности измельчаемого материала.13 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Устройство для смешивания и измельчения материалов, содержащее рабочую емкость с днищем и крышкой, привод вращения емкости, установленный на раме, размещенную внутри рабочей емкости вращающуюся ось, отличающееся тем, что оно снабжено, по меньшей мере, одной парой кронштейнов, один из которых закреплен на вращающейся оси неподвижно, а другой установлен на оси с возможностью поворота относительно первого кронштейна, рычагами, установленными на кронштейнах с возможностью вращения, первой и второй лопатками, установленными на рычагах под углом к внутренней поверхности рабочей емкости и имеющими режущую кромку, переднюю и заднюю поверхности, при этом угол между кронштейнами пары и угол наклона первой лопатки к внутренней поверхности рабочей емкости установлены с обеспечением схода потока измельчаемого материала и мелющих тел с передней поверхности первой лопатки в направлении, пересекающем внутреннюю поверхность рабочей емкости за режущей кромкой второй лопатки, причем, по крайней мере, первая лопатка имеет сквозные, проходящие от передней до задней поверхности пазы и/или отверстия, наименьшая ширина которых в сечении, перпендикулярном продольной оси сквозных пазов и/или отверстий меньше наименьшего размера мелющих тел.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что продольные оси сквозных пазов расположены в плоскостях, перпендикулярных оси вращения рабочей емкости.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между продольными осями сквозных пазов и/или отверстий больше или равно наибольшему размеру мелющих тел.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на передней поверхности лопатки выполнены канавки перед отверстиями и за сквозными пазами и/или отверстиями, оси которых являются продолжением продольной оси сквозных пазов и/или отверстий.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что канавки в сечении перпендикулярном их продольной оси имеют форму, одинаковую с формой сквозного паза и/или отверстия и глубину, равную или большую глубине погружения мелющих тел в сквозной паз и/или отверстие.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на задней поверхности лопатки, за сквозными пазами и/или отверстиями выполнены канавки, при этом дно канавок имеет вогнутую криволинейную форму в продольном сечении канавок, оси которых являются продолжением осей сквозных пазов и/или отверстий.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сквозные пазы и/или отверстия имеют в сечении, перпендикулярном их продольной оси, например, форму прямоугольника, параллелограмма, трапеции, а также X и Y-образную форму.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом поворота кронштейнов друг относительно друга, выполненного в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на неподвижном кронштейне и взаимодействия с пазом, выполненным в кронштейне, установленным с возможностью вращения.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лопатка установлена на рычаге с возможностью продольного перемещения.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом продольного перемещения лопаток относительно рычага, выполненным в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на рычаге и взаимодействия с пазом, выполненным в лопатке, при этом на рычаге выполнены направляющие для перемещения лопатки.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом поворота рычага относительно кронштейна, выполненным в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на кронштейне и взаимодействия с пазом, выполненным на рычаге.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ось соединена с приводом вращения через самотормозящую передачу и/или соединена с тормозом.

13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лопатки установлены на одинаковом расстоянии от днища рабочей емкости.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что длина режущей кромки второй по направлению вращения рабочей емкости лопатки меньше длины режущей кромки первой лопатки.