УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройствам для перемешивания материалов и может быть использована в строительной, горнодобывающей и других отраслях промышленности.
Известен аналог предлагаемой полезной модели (А.С. №1583166 опубл. Б.И. №29 от 7.08.1990 г.).
Устройство для измельчения материалов, содержащее корпус в виде обращенных друг к другу сферообразных горизонтальных чаш;
установленные в корпусе лопасти, жестко соединенный с корпусом по его вертикальной оси питатель и привод, обеспечивающий вращение корпуса вокруг его вертикальной оси и планетарное движение измельчающих роторов, оси вращения которых перпендикулярны оси корпуса, и разгрузочное приспособление, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности процессов тонкого измельчения, каждый измельчающий ротор выполнен с жестко установленными на внешней поверхности ротора консольными билами.
Недостатком данного устройства является сложность реализации и значительные силы трения, возникающие при перемещении колес по армированной кольцевой дорожке.
Известен ближайший аналог (прототип) (А.С. №2130335 опубл. 20.05.1999 г.) заявленной полезной модели, как наиболее близкий по совокупности существенных признаков.
Смеситель периодического действия, содержащий смесительную камеру, установленную с помощью вала в подшипниках, закрепленных на водиле, с возможностью одновременного вращения вокруг двух осей, планетарный привод вращения водила и камеры, отличающийся тем, что оси вращения смесительной камеры взаимно перпендикулярны, а одна из осей вращения камеры расположена в ее диагональной плоскости.
Недостатком данного устройства является сложность реализации и невозможность регулирования траектории движения измельчаемого материала в камерах.
Предлагается устройство для перемешивания материалов, реализующее воздействие на перемешиваемый материал в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Целью создания предлагаемой модели является повышение качества перемешивания смеси в смесителе периодического действия.
Устройство для перемешивания материалов, содержащее смесительную камеру, смонтированную на водиле, и привод вращения, отличающееся тем, что смесительная камера выполнена сферической формы, а для исключения образования застойных зон в смесительной камере привод вращения снабжен зубчатыми передачами, обеспечивающими вращение водила с камерой вокруг вертикальной оси и непосредственно смесительной камеры вокруг горизонтальной оси.
Предлагаемое устройство должно иметь небольшой диаметр смесительной камеры во избежание возникновения чрезмерных нагрузок на подшипниковые узлы. Режим работы - периодический. Выбор сферической формы смесительной камеры обусловлен оптимальным использованием всей рабочей поверхности смесительной камеры, практическим отсутствием застойных зон.
Возникающее сложное пространственное перемещение материала приводит к интенсификации перемешивания и быстрому получению гомогенной смеси, сокращению рабочего цикла устройства.
Данный способ перемешивания материалов предполагает заполнение материалом сферической смесительной камеры на одну треть объема через загрузочный люк, после закрытия которого емкость приводится во вращение относительно горизонтальной и вертикальной осей. Варьирование частот вращения целесообразно для устранения застойных зон загрузки и повышения интенсивности перемешивания, так как при определенном соотношении частот возникает оптимальная для данного материала траектория движения загрузки, что способствует увеличению площади контактирующих поверхностей, количества взаимодействий и диффузии материалов. Рабочая фаза заканчивается остановкой привода через определенный интервал времени и разгрузкой смесительной камеры через люк.
На фигуре изображена кинематическая схема устройства.
Устройство состоит из привода 1, вращающего водило 2 вокруг вертикальной оси. На водиле смонтирована смесительная камера сферической формы 3, футерованная изнутри и. снабженная загрузочным люком 4. Кроме того, посредством зубчатой передачи 5 осуществляется вращение непосредственно смесительной камеры вокруг горизонтальной оси.
Устройство работает следующим образом.
a
b
Исходный материал через вертикальный питатель и загрузочный люк попадает в смесительную камеру. Создаваемое устройством в двух взаимно перпендикулярных направлениях воздействие на частицы смешиваемого материала приводит к их разрушению и перемешиванию. Под воздействием центробежных сил материал перемещается по сложной траектории, определяемой зубчатыми передачами и соотношениями частот вращения. Регулируя частоты, меняя количество зубьев и, соответственно, передаточное отношение (z/z), можно варьировать направление действия вращательных моментов, создаваемых во взаимно перпендикулярных направлениях. Вращение подается на коническую передачу, которая вращает смесительную камеру относительно вертикальной оси. С другой стороны, посредством зубчатой передачи получается вращение смесительной камеры относительно горизонтальной оси.
Передаточные числа
; ; ;
12
34
56
где U, U, U - передаточные числа соответствующих кинематических пар (конические зубчатые передачи);
2
1
4
3
6
5
Z, Z, Z, Z, Z, Z - число зубьев шестерни и колеса соответствующих кинематических пар (конические зубчатые передачи);
Если необходимо обеспечить ,
2
4
где ω, ω - угловые скорости конических зубчатых передач, то
;
b
a
где Z, Z - число зубьев шестерни и колеса прямозубой цилиндрической передачи;
5
6
Если необходимо обеспечить соотношение , то z и z, определяются из выражений (при фиксированной величине А):
b
a
z=U*·z;
,
где А - межосевое расстояние, мм, m - значение модуля передачи, мм. Цикл перемешивания частиц материала продолжается до получения заданного качества перемешивания смеси на основании заранее проведенных экспериментов.