УСТАНОВКА ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
LOOSE MATERIAL MIXER

Изобретение относится к установкам для смешивания, в частности к барабанным смесителям непрерывного действия, предназначенных для смешивания концентрированных, грубых, сочных и водянистых кормов.
Известен барабанный смеситель кормов (а.с. №1666173, Кл. В01F 19/02, 1987 г.), содержащий барабан с винтовыми поверхностями состоящий из секций, каждая из которых выполнена из одинаковых по площади пластин, имеющих форму равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя своими сторонами по поверхности барабана и размещенных под углом друг к другу и к его оси, при этом секции соединены между собой свободными сторонами пластин и образуют разнонаправленные винтовые поверхности равного шага, а число пластин в секции является четным и, как минимум, равно шести.
Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность смешивания компонентов кормов из-за некоторой стационарности движения потоков кормов в многозаходном винтовом барабане с направленными навстречу друг другу винтовыми поверхностями равного шага и с одинаковым числом заходов, а также недостаточной интенсивностью смешивания в барабане, собранном из одинаковых по площади, размерам и конфигурации элементов в виде равносторонних треугольников, образующих в поперечном сечении соосные с осью вращения барабана плоские фигуры многогранники.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для приготовления кормов (патент №2028070, Кл. А23N 17/00, 1995 г.), содержащее станину, установленный на ней с возможностью барабан, состоящий из секций, выполненных в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали, причем одноименные ребра соседних секций соединены под прямым углом.
Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что смешивание производится с практически постоянным продольным и поперечным сечением барабана от загрузки к выгрузке и недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия компонентов кормов друг с другом.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет придания компонентам кормов сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
Техническое решение достигается тем, что в устройстве для смешивания кормов, содержащем станину, установленный на ней с возможностью вращения барабан, состоящий из секций, выполненных из большого и малого прямоугольников и двух одинаковых трапеций, нижние основания которых равны боковой стороне большого прямоугольника, а верхние основания равны боковой стороне малого прямоугольника, при этом боковые стороны трапеций равны остальным двум сторонам большого и малого прямоугольника с образованием по торцам секций разнонаклоненных в разные стороны и к оси секций квадратов, образуя при этом ломанный, спиральной формы тоннель с прямоугольным проходным сечением, при этом каждая секция повернута относительно предыдущей на 90°.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне установки для смешивания сыпучих материалов.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания компонентам кормов сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях возбуждаемых за счет геометрии барабана при ассиметричном движении масс компонентов комбикормов в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической формой барабана, их взаимным расположением относительно друг другу и к оси вращения.
Новизна заключается также в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает стационарность движения частиц компонентов кормов и расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается также в том, что из-за наличия на поверхности барабана прерывистых винтовых ломаных линий повышается интенсивность смешивания.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что проходное поперечное сечение каждой секции барабана повернуто относительно предыдущей секции по длине барабана, и за каждый оборот барабана проходное сечение барабана делает один оборот на 360°, что увеличивает интенсивность смешивания.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена установка для смешивания сыпучих материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан, вид спереди; на фиг.4 - барабан, вид сверху; на фиг.5 - барабан, вид сбоку по стрелке А на фиг.3; на фиг.6 - одна из секций барабана; на фиг.7 - схема расположения осей секций барабана, вид спереди; на фиг.8 - схема расположения осей барабана, вид сверху; на фиг.9 - вид Б на фиг.7.
Установка для смешивания сыпучих материалов состоит (фиг.1, фиг.2) из барабана 1, загрузочного 2 и разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Барабан 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 барабана 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7, со смонтированных в них барабаном 1, закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобаллонах 10, которые закреплены на станине 11.
Барабан 1 (фиг.3, фиг.4, фиг.5) выполнен в виде ломаного, спиральной формы тоннеля с прямоугольным проходным сечением, смонтирован из секций 12. Каждая секция 12 смонтирована (фиг.6) из двух прямоугольников большого 13 и малого 14 и двух боковых трапеций 15 и 16, нижние основания которых равны боковой стороне прямоугольника 13, а верхние основания трапеций 15 и 16 равны боковой стороне малого прямоугольника 14, при этом остальные свободные две стороны прямоугольников 13 и 14 равны боковым сторонам трапеций 15 и 16 и образуют по торцам секций квадраты (фиг.6), разнонаклонненые (наклоненные) в разные стороны и к оси секций. При монтаже барабана 1 каждая секция 12, относительно предыдущей, повернута на угол 90°, т.е. на угол, соответствующий повороту секции на одну сторону квадрата таким образом, чтобы оси секций были наклонены друг к другу из условия их пересечения (фиг.7, фиг.8). Таким образом, при монтаже барабана 1 каждая секция 12, поворачивается относительно предыдущей на угол 90°, соответствующий повороту секции на ее одну сторону, так что оси секций наклонены друг к другу.
В результате соединения секций образуется барабан в виде ломаного, спиральной формы тоннеля, с прямоугольным проходным сечением и с прерывистыми ломаными винтовыми линиями по периметру 17-18-19, 20-21-22, 23-24-25.
При монтаже барабана и повороте секций 12 по часовой стрелке образуется барабан с правым направлением спиральной формы тоннеля, с правым направлением прерывистых винтовых ломаных линий и правым направлением движения загрузки (на фиг.7, фиг.8, фиг.9 направление движения компонентов кормов показано стрелками, параллельными оси симметрии секций).
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
1
2
Так как квадраты торцов секций наклонены в разные стороны, то после поворота на угол 90° и присоединения секций друг к другу оси секций, в том числе: ось I-I первой секции (фиг.7, фиг.8, фиг.9), к которой присоединена третья, секция с осью I-I, затем присоединена третья секция с осью I-I, потом присоединена четвертая секция с осью I-I, затем присоединена пятая секция с осью I-I и так далее, относительно оси вращения барабана 0-0 скрещивающиеся прямые и они не пересекаются друг с другом.
Установка для смешивания сыпучих материалов работает следующим образом. Компоненты кормов поступают в загрузочное приспособление 7, из которого с помощью навивки 10 перемещается на вход барабана 6. Направление вращения барабана 6 противоположно направлению спиральной формы тоннеля. При вращении барабана 6 материал внутри тоннеля совершает сложное пространственное движение, что усугубляется при асимметрии движения масс материала и возникновении дебаланса.
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
1
2
В результате не только нарушается стационарность движения масс материала геометрией (прямоугольной формой) проходного сечения, но и возникает дебаланс барабана за счет удаления осей секций тоннеля I-I, I-I, I-I, I-I, I-I и т.д. от оси вращения галтовочного барабана 0-0, а также их расположение как скрещивающихся относительно друг друга. Этому способствуют и прерывистые ломаные линии 26-27-28, 29-30-31, 32-33-34.
Материал перемещается от загрузочного приспособления 7 к разгрузочному 3 и выгружается в приемный лоток 20.
Барабан может быть заполнен примерно на 1/4 объема мелящими телами (шарами) и отделен от разгрузочного приспособления 3 диафрагмой, выполненной в виде перфорированной перегородки, отверстия которой меньше, чем диаметр мелящих тел, но больше, чем размер фракций измельченного материала (на чертеже не показано). Такие же перфорированные перегородки могут быть установлены между секциями и группами секций по длине барабана (на чертеже не показаны).
1
2
Так как по длине барабана положение поперечного сечения меняется относительно друг друга, и меняется расстояние от оси вращения барабана 0-0, меняется также и в местах соединения секций и форма сечения (с прямоугольника на многоугольник), то имеет место интенсификация смешивания.
Станина 11 снабжена устройством для регулирования наклона (не показано) с целью регулирования скорости движения компонентов кормов от загрузки к выгрузке.
Установка для смешивания кормов работает следующим образом.
Барабан 1 через загрузочное устройство 2 заполняется частицами компонентов кормов, которые находясь внутри вращающегося барабана 1 увлекаются плоскими элементами боковых стенок барабана (прямоугольников, трапеций), поднимаются по направлению вращения винтового барабана 1 несколько выше угла своего естественного откоса и затем скатываются лавинообразно вниз. При скатывании верхние слои частиц компонентов кормов вращаются вокруг собственных осей, втягивая близлежащие слои частиц компонентов кормов, и интенсивно перемешиваются. Таким образом, при вращении барабана 1 компонентам кормов сообщается сложное пространственное загзагообразное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях рамы 9, размещенной на станине 11 посредством пневмобаллонов 10, возбуждаемых за счет геометрии барабана при асимметричном движении масс загрузки (частицы компонентов кормов) и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности движения потоком компонентов кормов геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг друга и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана 1, что нарушает стационарность движения частиц компонентов кормов. Благодаря одновременному воздействию сложного пространственного движения компонентов кормов и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость компонентов кормов, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками барабана 1. Массы компонентов кормов, смешиваясь перемещаются от загрузки к выгрузке и через втулку 5 выгружаются в разгрузочное приспособление 3.
Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам кормов сложного пространственного загзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкости взаимодействия компонентов кормов между собой, со стенками барабана и расширяет технологические возможности.