УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
LOOSE MATERIAL MIXER

Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов, в частности к барабанным смесителям непрерывного действия для смешивания компонентов комбинированных и концентрированных кормов.
Известен барабанный смеситель кормов а.с. №1666173, кл. В01F 19/02, 1987, 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 ограниченные технологические возможности и необходимость создания наклона барабана для транспортировки компонентов кормов от загрузки к выгрузке.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для приготовления кормов, патент №2028070, кл. А23N 17/00, 1995 г., содержащее станину, установленный на ней снабженный приводом 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 и необходимость создания наклона барабана для транспортировки компонентов комбикормов от загрузки к выгрузке.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей и обеспечение транспортировки компонентов комбикормов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения барабана.
Техническое решение достигается тем, что в устройстве для смешивания сыпучих материалов, содержащем станину, установленный на ней снабженный приводом барабан, состоящий из секций, выполненных в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали, причем одноименные ребра соседних секций соединены под прямым углом, барабан размещен на станине посредством введенной в устройство рамы с пневмобаллонами, выполнен из секций, каждая из которых повернута относительно предыдущей на 90° и выполнена в направлении от загрузки к выгрузке с увеличением размеров площади проходного сечения относительно предыдущей секции и состоит из двух подсекций, первая из которых смонтирована из большой равнобокой (правильной) трапеции, соединенной своими боковыми сторонами под углом 90° с большими боковыми сторонами двух больших разносторонних треугольников, основания которых равны верхнему основанию большой равнобокой (правильной) трапеции, а вторая подсекция смонтирована из малой равнобокой (правильной) трапеции, соединенной своими боковыми сторонами с меньшими сторонами двух малых разносторонних треугольников, основания которых равны малым сторонам больших разносторонних треугольников первой подсекции и соединены с ними, при этом верхние основания равнобоких (правильных) большой и малой трапеций двух подсекций равны друг другу и основаниям больших разносторонних треугольников первой подсекции и соединены с образованием малого входного отверстия секции, а нижние основания равнобоких (правильных) трапеций двух подсекций равны друг другу и большим боковым сторонам малых разносторонних треугольников второй подсекции и соединены с большими боковыми сторонам малых разносторонних треугольников второй подсекции с образованием большого выходного отверстия секции, при этом по периметру барабана образуются прерывистые ломаные винтовые линии с шагом, увеличивающимся по длине барабана от загрузки к выгрузке.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции устройства для смешивания сыпучих материалов.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление поверхности барабана по периметру позволяет обеспечить не только осевое перемещение сыпучих материалов при горизонтальном расположении оси вращения барабана, упростить привод и повысить эксплуатационный срок службы, но и повысить интенсивность смешивания из-за наличия на поверхности барабана прерывистых ломаных винтовых линий с переменным по длине барабана шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, что нарушает стационарность движения сыпучих материалов, повышает интенсивность смешивания и расширяет технологические возможности.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собраны секции барабана, разные по площади, по размерам и конфигурации, поэтому интенсивность смешивания возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают равные по объему порции сыпучих материалов, направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность движения их потоков в барабане.
Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения барабана по длине увеличивается от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания, так как нарушается стационарность движения потоков сыпучих материалов, изменяется амплитуда колебаний по мере их движения от загрузки к выгрузке.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания компонентам комбикормов (сыпучим материалам) 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 друга и к оси вращения.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление поверхности барабана по периметру позволяет обеспечить не только осевое перемещение компонентов комбикормов в барабане при горизонтальном расположении оси вращения барабана, упростить привод и повысить эксплуатационный срок службы, но и повысить интенсивность смешивания компонентов комбикормов за счет наличия на поверхности барабана зигзагообразных линий с переменным по длине барабана шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, что нарушает стационарность движения и расширяет технологические возможности.
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 комбикормов и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается в том, что шаг зигзагообразных линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что не только обеспечивает осевое перемещение компонентов комбикормов но и интенсифицирует пространственное движение компонентов комбикормов, увеличивает дебаланс барабана, расширяет технологические возможности устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 - изображено устройство для смешивания сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан, вид спереди; на фиг.4 - барабан, вид сверху на фиг.3; на фиг.5 - барабан, вид сбоку по стрелке А на фиг.3; на фиг.6 - одна из секций барабана, аксонометрическая проекция; на фиг.7 - первая подсекция секции барабана, аксонометрическая проекция; на фиг.8 - вторая подсекция барабана, аксонометрическая проекция; на фиг.9 - схема расположения осей секций барабана, вид спереди; на фиг.10 - схема расположения осей секций барабана, вид сверху на фиг.9; на фиг.11 - схема расположения осей секций барабана, вид сбоку по стрелке Б на фиг.9.
Устройство для смешивания сыпучих материалов (фиг.1, фиг.2) состоит 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 корпуса 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7, со смонтированным в них барабаном 1, закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобалоннах 10, которые закреплены на станине 11.
Барабан 1 выполнен в виде ломаного, спиральной формы тоннеля с многоугольным проходным сечением, увеличивающимся по длине барабана 1 от загрузки к выгрузке и смонтирован из секций 12 (фиг.3, фиг.4, фиг.5).
1
2
При монтаже барабана 1 каждая секция 12, относительно предыдущей, повернута на 90°. В результате образуются на поверхности барабана 1 прерывистые ломаные винтовые линии 13-14-15, 16-17-18 и т.д. с увеличивающимся от загрузки шагом винтовых линий (S, S, и т.д.).
Каждая секция 12 барабана 1 (фиг.6) в направлении от загрузки к выгрузке выполнена с увеличенными относительно предыдущей секции размерами площади ее проходного сечения и смонтирована из двух подсекций 19 и 20, соединенных друг с другом равными сторонами 21 и 22.
Первая подсекция 19 (фиг.7) смонтирована из большой равнобокой (правильной) трапеции 23, соединенной своими боковыми сторонами под углом 90° с большими боковыми сторонами двух больших разносторонних треугольников 24 и 25. Основания 27 и 28 треугольников 24 и 25 равны верхнему основанию 29 равнобокой (правильной) трапеции 23 с нижним основанием 26. Вторая подсекция 20 (фиг.8) смонтирована из малой равнобокой (правильной) трапеции 30, соединенной своими боковыми сторонами с меньшими сторонами двух малых разносторонних треугольников 31 и 32. Основания 33 и 34 треугольников 31 и 32 подсекции 20, по которым она присоединяется к подсекции 19, равны малым сторонами 21 и 22 треугольников 24 и 25 первой подсекции 19, а большие боковые стороны 35 и 36 равны нижнему основанию 37 малой равнобокой (правильной) трапеции 30 и нижнему основанию 26 большой равнобокой (правильной) трапеции 23 (фиг.7) с образованием большого входного отверстия секции 12.
Верхнее основание 38 малой равнобокой (правильной) трапеции 30 подсекции 20 равно верхнему основанию 29 большой равнобокой (правильной) трапеции 23 и основаниям 27 и 28 треугольников 24 и 25 подсекции 20 с образованием малого входного отверстия секции 12.
При монтаже барабана 1 и повороте секции 12 по часовой стрелке образуется барабан 1 с правым направлением прерывистых винтовых линий и правым направлением движения сыпучих материалов (на фиг.9, фиг.10, фиг.11), направление их движения показано стрелками параллельно оси симметрии секции.
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
1
2
Оси секции, в том числе ось i-i первой секции (фиг.9, фиг.10, фиг.11), к которой присоединена вторая 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 шестая секция i-i и так далее, относительно оси вращения O-О корпуса 1 являются скрещивающимися прямыми и они не пересекаются друг с другом.
Устройство для смешивания сыпучих материалов работает следующим образом.
Барабан 1 через загрузочное устройство 2 заполняется непрерывным потоком компонентами сыпучих материалов. При вращении барабана 1 внутри его частицы компонентов сыпучих материалов совершают пространственное движение, что усугубляется при возникновении дебаланса.
1
2
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
1
2
1
2
В результате не только нарушается стационарность движения частиц компонентов сыпучих материалов многоугольной формой проходного сечения барабана 1, но и возникает дебаланс самого барабана 1, за счет удаления осей его секций 13 i-i; i-i; i-i; i-i; i-i; i-i от оси вращения O-О барабана 1 (фиг.9, фиг.10, фиг.11), увеличивающегося по длине барабана 1 от загрузки к выгрузке, а также их расположения относительно оси барабана 1 и друг друга как скрещивающихся. Этому способствуют и прерывистые ломаные линии 13-14-15; 16-17-18 и т.д., шаг которых S, S и т.д. увеличивается от загрузки к выгрузке.
1
2
Частицы компонентов сыпучих материалов перемещается по внутреннему отверстию барабана 1 от загрузочного приспособления 2 к разгрузочному приспособлению 3. Так как по длине барабана 1 форма и размеры проходного поперечного сечения меняются, увеличивается от загрузки к выгрузке и меняется его расстояние от оси вращения O-О барабана 1, то имеет место интенсификация процесса смешивания и расширение технологических возможностей.
Таким образом, при вращении барабана 1 компонентам сыпучих материалов сообщается сложное пространственное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана 1 при ассиметричном движении компонентов сыпучих материалов и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности их движения геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг к другу 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 сыпучих материалов. Благодаря одновременному воздействию сложно пространственного движения компонентов сыпучих материалов и низкочастотным их колебаниям повышается их смешиваемость и интенсивность взаимодействия между собой и со стенками барабана 1. При вращении барабана 1 массы сыпучих материалов поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и бросаются стенками барабана 1 навстречу друг другу, что обеспечивает их перемешивание и транспортировку в горизонтальном направлении в барабане 1. Готовые составы смешанных компонентов сыпучих материалов через втулку 5 выгружаются в разгрузочное приспособление 3.
Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам сыпучих материалов сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия компонентов сыпучих материалов между собой, со стенками барабана 1 и расширяет технологические возможности. Так как по длине барабана 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение, центр симметрии меняются, то усугубляется нарушаемость движения компонентов сыпучих материалов, т.е. имеет место повышение интенсивности взаимодействия компонентов сыпучих материалов, расширение технологических возможностей.