Смесительное устройство Советский патент 1987 года по МПК B01F11/00 

Изобретение относится к сельском хозяйству, а именно к вибрационным смесителям сухих сыпучих кормов и

может быть использовано в горнодобывающеи, мукомольной, пищевой, медицинской промышленности для эффективного перемешивания сыпучих смесей,,

Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет увеличения производительности и усиления сглалсивающей способности.

На фиг. представлена схема к определению уравнения парабо,пы; на фиг,2 - устройство, продольньт разр на фиг.З - то же, в аксонометрии.

Смесительное устройство со,цержит плоское наклонное днище 1 с верхним загрузочным 2 и нижним выгрузным 3 концами, связанное с виброприводом который размещен на раме 5„

Устройство снабжено дополнительнми дншцами 6, размещенными в продолном сечении по радиусам окружности, центр которой расположен на выгруз- ном конце 3 основного днища 1 Загрзочные концы 7 Д1н-1щ 6 размещены по дуге этой окружности, а выгрузные концы 8 - по параболе.,. вершина которой находится в центре окружности. Угол наклона верхнего днив;;а 6 не првышает угла трения о днище перемешиваемого материала о Днрпца заключены в два корпуса 9 и 10., которые опираются при помощи собственных рессор и 12 на раму 5, Корпуса воспринш- аю колебания от общего вибропривода 4, размещенного на раме 5.

Разделение всех днищ на две пы с помещением в свой собственный корнус (корпуса в процессе смешивания движутся в противофазе) обеспечивает получение уравновешенной динамической вибросистемы, которая обуславливает просто Ту всего устройства, его надежность и долговечность.

Корпуса 9 и 10 выполнены таким образом, что загрузочное отверстие является общим для них, а загрузочные концы днищ размещены по стн и воспринимают одинаковые порци загружаемой массы.

Выгрузное отверстие 14 верхнего корпуса 9, выполненное в виде прямоугольного патрубка 15, входит в отврстие 16 нижнего корпуса 10. Размер отверстия 16 больше размера патруб- ка 15. Зазор необходим для того,

)

Q

5

0

5 о

: П) днища;

5

0

5

0

5

чтобы исключить соударения во время работы, так как корпуса вибрируют в нротивофазе. Выгрузное отверстие 17 нижнего корпуса является одновременно выгрузным отверстием смесительного устройства.

Рессоры 11 и 12 представляют собой полосы из рессорной стали, жестко прикрепленные своими концами к корпусам и к раме 5.

Вибропривод 4 - эксцентриковьш, состоящий из эксцентрикового вала с двумя эксцентриками. Вал размещен в подщипниковых опорах. На эксцентриках насажены головки двух шатунов. Другие концы шатунов шарнирно скрегглены с корпусами 9 и 10.

На днищах равномерно расположены перемешивающие элементы 18.

Устройство работает следующим образом.

Включается вибропривод 4, корпуса 9 и 10 начинают вибрировать, в загрузочное отверстие 13 начинает поступать масса для перемешивания. Равномерно распределившись по всем днищам, масса начинает перемещаться по перемешивающим элементам 18, установленным на днищах. Пройдя по верхнему днищу, масса попадает на конец райпо- ложенного ниже днища, по которому в этот момент времени проходит своя порция массы. Два потока, соединившись, попадают на конец следующего, третьего по счету днища, соединяются с массой, перемещающейся, по нему, затем масса попадает на четвертое днище и т.д. до вьпсода в выгрузное отверстие 17,

Так как загрузочные концы .всех днищ расположены по окружности, обеспечивается одновременное попадание одинаковых порций массы на каждое днище. Масса начинает перемещаться по днищам и перемешиваться. Часть массы, попавшая на самое короткое верхнее днище, пройдя по нему, попадает затем на конец расположенного ниже более длинного днища (по которэ- му самостоятельно перемещается своя порция), с него обе порции попадают на третье и т.д. до попадани на самое нюкнее днище и, в конечном счете, выгружаются. Таким образом, в выгрузное отверстие попадает масса с качеством М рр (М + М +

. -ь M,,,J : где М. - качество смеси первого

MI качество смеси второго

днища, n - количество днищ, да б.ольше М

ср

5

, которое может оказаться по теории вероятности на любом из днищ. Такое автономное прохождение по днищам с последующим усреднением массы на концах днищ позволяет несколько повышать качество смеси. Однако это не главньй фактор, способствующий повышению качества смеси. ю Вибрационное смещение даже со случайными, но переменными параметрами вибрации и удара всегда более эффективно, чем таковое на постоянных, даже оптимальных, параметрах вибрации и 15 удара. Другими словами, для более эффективного использования подводимого поля надо иметь переменные его характеристики.

1329808

М. всег- В таблице приведен расчет времени пребывания массы на днищах с использованием формулы В.А.Баумана; для определения скорости V движения массы на вибрирующей поверхности.

Расчет сделан для устройства производительностью 10 т/ч комбикорма для крупного рогатого скота. Из таблицы следует, что время прохождения монослоев по днищам разное, при одновременном попадании массы в устройство, следовательно, здесь количественно отражена сглаживающая способность устройства. Меняя достаточно большое количество параметров (7 параметров, входящих в формулу В.А.Баумана) , можно получить различное .время

В предлагаемом смесительном устро- 20 прохождения по днищам, что делает

25

йстве на отдельные части массы (или отдельные монослои) в каходый фиксированный момент времени воздействует набор вибрационных полей с разными характеристиками. Кроме того, в устройстве сохраняется эффект последов-а- тельного воздействия различных вибро- полей, который реализуется на концах днищ, когда масса с каждого расположенного выше днища попадает на каждое зо расположенное днище, или масса из одного виброполя попадает в другое.

Необходимость усиления сглаживающей способности вызвана следующими обстоятельствами. Дозаторы, вьщающие компоненты из расходных бункеров, работают (по разным причинам) с некоторыми погрешностями, т.е. выдают компоненты неравномерно во времени. Для получения качественной смеси необходимо сгладить неравномерности (флуктуации), т.е. достичь такого распределения компонентов в смеси, чтобы на выходе из смесителя расход каждого компонента был постоянным.

смесительное устройство практическ независимым от работы дозаторов. Е можно настроить на работу с любыми дозаторами.

На фиг.1 приведена схема к выво уравнения параболы. Например, имее всего пять днищ. Нулевое днище сов дает с осью у и обрезано в начале координат. Первое днище обрезано в точке 1, второе - в точке 2 и т.д. Каждое днище пронумеровано соответ

ственно kjj , k , kj

и т.д. Угол накло

каждого днища к горизонту составля

соответственно

Vo

Ч-,

ч-о

35

40

45

И т.д.

cf - угловой шаг дн1пц. Поэтому ц О с/ 0; tf 1 .. с сУ; Vi 2с т.д., что в общем случае можно об значить как L/ k-cf , где k - номе днища. Исходим из того, что каждое верхнее днище короче смежного нижн на величину f (результаты экпериме та). Тогда расстояние 01;02;03 и т можно выразить соответственно чере 11, 2f,. .д,, что в общем слу записывается как р k-l . Наприме в нашем случае о ОМ k;P 41.

В предлагаемом смесительном устройстве сглаживание достигается тем, что избыточные порции (флуктуации) какого-либо компонента растягиваются (размазьшаются) в процессе прохождения по днищам и почти (или вовсе) не ощущаются на выходе из устройства. Подобное растягивание флуктуации осуществляется за счет относительного продольного скольжения отдельных монослоев, которое можно количественно оценить временем пребьшания массы на днищах.

5

Расчет сделан для устройства производительностью 10 т/ч комбикорма для крупного рогатого скота. Из таблицы следует, что время прохождения монослоев по днищам разное, при одновременном попадании массы в устройство, следовательно, здесь количественно отражена сглаживающая способность устройства. Меняя достаточно большое количество параметров (7 параметров, входящих в формулу В.А.Баумана) , можно получить различное .время

смесительное устройство практически независимым от работы дозаторов. Его можно настроить на работу с любыми дозаторами.

На фиг.1 приведена схема к выводу уравнения параболы. Например, имеем всего пять днищ. Нулевое днище совпадает с осью у и обрезано в начале координат. Первое днище обрезано в точке 1, второе - в точке 2 и т.д. Каждое днище пронумеровано соответственно kjj , k , kj

и т.д. Угол наклона

каждого днища к горизонту составляет

соответственно

Vo

Ч-,

ч-о

5

0

5

0

5

И т.д.

cf - угловой шаг дн1пц. Поэтому ц О с/ 0; tf 1 .. с сУ; Vi 2с и т.д., что в общем случае можно обозначить как L/ k-cf , где k - номер днища. Исходим из того, что каждое верхнее днище короче смежного нижнего на величину f (результаты экперимен- та). Тогда расстояние 01;02;03 и т.д. можно выразить соответственно через 11, 2f,. .д,, что в общем случае записывается как р k-l . Например, в нашем случае о ОМ k;P 41.

Теперь в декартовой системе может записать координаты точки М:

х jJ Sin t p Sin kc/ sin kff; у p- cos if 0- cos kc .

Учитывая, что по результатам эксперимента наиболее эффективно располагать концы днищ по параболе; уравнение параболы у 2Рх; парабола проходит через вершину М с координатами х k-e-smkc/ Hy k-C- cos kt/ и через начало координат, отыскиваем

параметр параболы Р подстановкой значений X и .у в уравнение у 2Рх, Получаем {kO cos k с/ ZPkPsincy , откуда 2Р kPcos ko /s i п с/ , Тогда уравнение параболы примет вид

2 k F cos kc/

У - sTn kT

где у - горизонтальная ось;

X - вертикальная ось;

k - количество днищ;

- длина одного перемешивающего элемента;

о - угловой шаг установки днищ. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность сглаживания любых неравномерностей при работе дозаторо Исполнение устройства в виде уравновешенной динамической системы позволяет увеличить производительность в два раза по сравнению с известным устройством, а также повысить одь:о- родность смеси на 3-4%,

Формула изобретения

1, Смесительное устройство, содержащее перемешивающие элементы, равномерно закрепленные на плоском наклонном днище с верхним загрузочным

Частота колебаний w

рад/с

Амплитуда колебаний

м

Угол о наклона днища к горизонту, град

sin 0 COS о/

Угол вибрации , град

cos

sin А

Скорость движения днища AUJ, м/с

5

0

и нижним выгрузным концами, связанном с виброприводом, отличаю, ще е- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы,, оно снабжено до- полнительньгми днищами, размещенными в продольном сечении по радиусам окружности, центр которой расположен на выгрузном конце основного днища, загрузочные концы днищ размещены по . дуге этой окружности, а выгрузные концы - по параболе, вершина которой находится в центре окружности, при этом угол наклона верхнего днища не превьш1ает угла трения о днище перемешиваемого материала.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что уравнение параболы, по которой расположены выгрузные концы днищ, имеет вид;

e; COs

sin k

Y

k(/

где у - горизонтальная ось;

X - вертикальная ось;

k - количество днищ;

Р - длина одного перемешивающего

элемента; с - угловой шаг установки днищ.

0

0,005

,30

60

0,0045

24

0,4067 0,9135

45

0,7071 0,7071

0,27 .

60 0,0045

21

0,3584 0,9326

42

0,7431 0,6991

0,27

Aucos /Ь fT-l/rV м/с

Длина грузонесущего

днища, м

ч

Число смешивающих элементов (гребенок), шт.

Время пребьшания смешиваемой массы в смесителе, с

0,142 1,895

10 13,38

0,118 2,460

II 20,85

%

Угол треник

Ki,

Фи.1

77

,j 7

5

ШШ1

78

12

11

Сриг.З

Изобретение относится к смесительным устройствам и позволяет повысить эффективность работы за счет усиления сглаживающей способности устройства. Устройство содержит перемешивающие элементы, равномерно закрепленные на плоском наклонном днище с верхним загрузочным и ншгшим выгрузным концами, связанном с вибропроводом. Устройство сй абжено дополнительными днищами, размещенными в продольном сечении по радиусам окружности, центр которой расположен на выгрузном конце основного днища. Загрузочные концы днищ размещены по дуге этой окружности, а выгрузные концы - по параболе, вершина которой находится в центре окружности, при этом угол наклона верхнего днища не превышает угла трения о днище перемешиваемого материала. Уравнение параболы, по которой расположены выгрузные концы днищ, имеет вид у 2 R 6 . cos kc/x/ /sin И с/, где у - горизонтальная ось; с X - вертикальная ось; k - количество днищ; - длина одного перемешивающе- .го элемента; cf - угловой шаг установки днищ. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл. сл 00 ьо со 00

Составитель Н.Федорова Редактор И.Рыбченко Техред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско

3513/9

Тираж 565Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР

iio делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4