СМЕСИТЕЛЬ-ДОЗАТОР КОНУСНЫЙ С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЕМ
CONICAL METRE-MIXER WITH ELECTROMECHANICAL VIBRATION EXCITER

Изобретение относится к устройствам для цикличного приготовления смесей различных материалов и может быть использовано в строительной, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является смеситель-дозатор конусный с электромеханическим вибровозбудителем, раскрытый в GB 881741 А, кл. В01Р 7/24, 08.11.1961, содержащий корпус в виде перевернутого усеченного конуса, прикрепленного к стальной раме посредством стержней, обеспечивающих возможность регулировки положения корпуса. Перемешивающее устройство содержит вал, расположенный вдоль оси камеры смешивания, на который установлен двойной спиральный элемент, предназначенный для перемешивания и измельчения обрабатываемых материалов, вал приводится в движение приводом, содержащим мотор и редуктор. Для интенсификации процесса перемешивания в устройстве предусмотрена возможность приложения вибрации к корпусу посредством установки вокруг него с внешней стороны механических, электромагнитных, ультразвуковых вибраторов.
Недостатком данной конструкции является узкоспециализированность ее применения, выраженная в невозможности или низкой эффективности при смешивании материалов, отличных от порошкообразных.
Технический результат - повышение качества смеси, снижение энергоемкости, сокращение времени приготовления смеси и увеличение производительности смесителя.
Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее камеру смешивания в виде усеченного конуса, верхнюю крышку, загрузочный и разгрузочный патрубки, вибратор, расположенный по оси камеры смешивания и выполненный в виде трубы с установленным на ней винтом, шаг, диаметр и рабочая плоскость которого увеличиваются в зависимости от диаметра камеры смешивания, приводной конец трубы установлен на опорах качения в верхней крышке смесителя, а свободный ее конец установлен в нижней части камеры на вибрационный механизм, включающий эксцентриковый элемент, приводной вал, шатунные и коренные подшипниковые опоры качения и привод, при этом угол между образующими конуса составляет не более 60 градусов.
Сущность изобретения поясняется изображениями: на фиг.1 изображена принципиальная схема смесителя-дозатора, на фиг.2 - схема нижней части смесителя-дозатора.
Смеситель-дозатор конусный с электромеханическим вибровозбудителем содержит камеру смешивания 1 в виде усеченного конуса с углом образующих его не более 60 градусов, по оси которой расположен вибратор 2, выполненный в виде трубы, установленной приводным концом на опорах качения в верхнюю крышку 3 камеры смесителя 1, а свободный конец - в нижней части камеры 1 на вибрационный механизм, состоящий из эксцентрикового элемента 4, приводного вала 5, шатунных и коренных подшипниковых опор качения 6 и привода 13. На вибратор 2 установлен винт 8, шаг, диаметр и рабочая плоскость которого увеличивается в зависимости от диаметра рабочей зоны камеры смешивания 1. Для привода вращения вибратора 2 предусмотрен реверсный привод 7.
Плоскость винта 8 находится под острым углом к вибратору 2 таким образом, чтобы при вращении винта создать угол направления перемещения смеси в область максимальной активности вибратора, а направлением вращения винта 8 посредством реверсного привода 7 создать противодавление смеси и хаотичное перемещение смеси в различных плоскостях за счет гравитационного и подъемного воздействия на смесь. С целью предохранения винта смесителя от разрушения, придания ему необходимой жесткости и передачи колебаний от вибратора на винт витки винта и корпуса вибратора 2 связаны дополнительными ребрами жесткости 12.
Нижняя часть камеры смешивания устройства (фиг.2) образована наклонным днищем смесителя 9 под углом, достаточным для перемещения смеси в область разгрузочного патрубка 10, и заслонки 11, препятствующей произвольной выгрузке готового материала. Реверсный привод винта 7 позволяет автоматизировать процесс выгрузки, а также дозировать выгрузку в необходимых для промышленной линии объемах.
Смеситель-дозатор работает следующим образом. При поступлении приготовляемой смеси в камеру смешивания 1 смесителя с помощью привода 7 винт 8 за счет своей конструкции, установки и направления вызывает перемещение по 2 основным векторам: в вертикальной плоскости (а) за счет вращения винта (создание противодавление смеси); перемещение ее в область максимальной активности вибратора за счет угла рабочей поверхности винта (b). Кроме того, под действием гравитационных сил (с) происходит перемещение смеси вертикально вниз, где подхватывается витками винта с меньшим диаметром. Таким образом, смесь совершает сложное, циркуляционное движение в рабочей камере смесителя, создавая требуемую однородную консистенцию приготовляемой смеси.
При задействовании привода 13 эксцентриковый механизм, установленный прецессионно с эксцентриситетом е, начинает производить колебания, передаваемые на смесь непосредственно корпусом вибратора 2 и винтом 8, вызывая эффект псевдоразжижения смеси, улучшает, в конечном итоге, однородность и качество приготовляемой смеси. Частота колебаний регулируется частотой вращения эксцентрикового привода 13 вибровозбудителя 2. Кроме того, эффект разжижения смеси от действия вибратора 2 позволяет облегчить процесс выгрузки и значительно снизить энергоемкость устройства.
Для выгрузки готового материал из смесителя реверсивный привод 7 меняет направление вращения винта 8, изменяет направление своего вращения и начинает давить сверху вниз на смесь, повышая давление смеси и побуждая смесь перемещаться в нижнюю часть смесителя 1, и, при открытии заслонки разгрузочного патрубка, происходит выгрузка готовой смеси.
Изменение частоты вращения винта 8 в режиме выгрузки позволяет изменять интенсивность процесса. Таким образом, смеситель получает возможность дозирования смеси в необходимых объемах.
Предлагаемая форма корпуса смесителя в виде конуса, образованного углом не более 60 градусов, позволяет минимизировать сопротивление перемещения материала в процессе работы в нижнюю часть смесителя, снизить степень непромеса и увеличить гравитационное воздействие на смесь.
Итак, при работе смесителя конструкция вибратор-винт совершает одновременно вращательное движение вокруг собственной оси (непосредственное перемешивание) и колебательное движение вибратора, генерируя колебания.