УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНОАКТИВАЦИИ СТРОИТЕЛЬНОЙ СМЕСИ
DEVICE FOR MECHANICAL ACTIVATION OF CONSTRUCTION MIX

Изобретение относится к устройствам для механоактивации смесей и может быть использовано в энергетике, строительной, горнорудной, металлургической, химической промышленности, в медицине и других отраслях, при производстве высококачественной продукции, а также для получения тонкодисперсных многокомпонентных смесей различных минералов, полимеров и порошков.
Известно устройство для измельчения и механоактивации материалов, включающая корпус с двумя соосными дисками, по меньшей мере, один из которых имеет возможность вращения, а оба сопряжены друг с другом трапециевидными кольцевыми выступами, имеющими сквозные позы, образующие на боковых сторонах выступов режущие кромки, расположенные на внутренней стороне выступа, наклонены вдоль него в сторону, противоположную направлению наклона кромок, расположенных на наружной стороне выступа, при этом противодействующие режущие кромки пересекаются друг с другом (RU, 2064337 кл. В02С 14/14 от 07.27.1996).
Известно устройство для измельчения и механоактивации сыпучих материалов, содержащее корпус и размещенные в нем в горизонтальных плоскостях соосно друг другу с возможностью встречного вращения два диска - ротора с выступами на рабочих поверхностях, при этом выступы образуют две ступени механоактивации и измельчения, выполненные в виде съемных кольцевых выступов и кольцевых поясов с индивидуальным креплением, кольцевые выступы первой ступени установлены ближе к центру дисков, в радиальном сечении имеют форму скошенного прямоугольника, а выступы второй ступени расположены ближе к периферии и развернуты относительно своего радиального положения в направлении, противоположном направлению вращения диска, выступы в поперечном сечении выполнены с двумя неравными гранями, а угол наклона режущий грани выступа, в зависимости от физико-механических свойств исходного материала, составляет от 3 до 45 градусов
(RU, 2188711, кл. В02С 7/08, 2002.09.10).
Недостаток данных изобретений заключается в том, что они имеют излишне сложное конструктивное исполнение, малую производительность, большую энергоемкость и недостаточное получение высококачественного продукта.
Наиболее близким техническим решением является устройство для измельчения механоактивации материалов, содержащее корпус с осевым входным отверстием и выходным отверстием и цилиндрической камерой измельчения, в которой соосно установлены с возможностью встречного вращения два горизонтально расположенных ротора с внутренними кольцевыми рядами измельчающих элементов, обеспечивающих центробежное воздействие, причем между измельчающими элементами роторов проходят каналы, поперечное сечение которых имеет замкнутый контур, высота каналов между роторами уменьшается от центра к периферии в камеры измельчения, а роторы имеют по крайней мере одну дополнительную наружную зону измельчения, форма измельчающих элементов которой обеспечивает возмущающее аэродинамическое воздействие на материал. Измельчающие элементы дополнительной кольцевой зоны представляют собой резонаторы в виде проточек и/или рифлений, выполненных на плоских поверхностях роторов, обращенных одна к другой. Измельчающие элементы дополнительной кольцевой зоны выполнены в виде встречно изгибающихся криволинейных каналов, выходные отверстия которых обращены друг к другу. Измельчающие элементы дополнительной кольцевой зоны представляют собой два цилиндра, установленных вертикально на обоих рядах с образованием кольцевого канала между цилиндрами разных роторов, причем на обращенных одна к другой поверхностях цилиндров сделаны проточки, выполняющие функцию резонаторов (RU, 2166367, кл. В02С 7/08, 10.05.2001).
Недостаток данного изобретения заключается в том, что оно имеет излишне материалоемкое конструктивное исполнение, наиболее сложно в конструктивном исполнении, излишне энергоемко и недостаточно производительно.
Техническая задача данного изобретения - упрощение конструктивного исполнения, повышение производительности, снижение энергоемкости и получение высококачественного продукта механоактивации.
Техническая задача обеспечивается тем, что устройство для механоактивации строительной смеси содержит вертикально расположенный относительно горизонтальной оси замкнутый полый объемный цилиндрический корпус с центральным входным отверстием в его передней неподвижной стенке и выходным отверстием в нижней его части, и установленный на горизонтальном валу внутри корпуса дисковый ротор, образующий совместно с передней неподвижной стенкой корпуса общий рабочий орган, который представлен в виде концентрично расположенных, соответственно на передней неподвижной стенке и дисковом роторе, лабиринтных колец, смещенных относительно друг друга в радиальном направлении с образованием открытых камер для последовательного перехода из одной в другую обрабатываемой смеси, а между лабиринтными кольцами, соответственно неподвижной стенки и ротора, выполнены расположенные по их окружности радиальные каналы и глухие радиальные каверны, причем неподвижная стенка выполнена с кольцевой проточкой для обогащения смеси. Передняя неподвижная стенка выполнена с возможностью поджатия к корпусу при износе элементов рабочего органа.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 изображена рабочая поверхность неподвижной стенки; на фиг.3 изображена рабочая поверхность дискового ротора.
Устройство для механоактивации строительных смесей содержит вертикально расположенный относительно горизонтальной оси замкнутый полый объемный цилиндрический корпус 1 с центральным входным отверстием 2 в его передней неподвижной стенке 3 и выходным отверстием 4 в нижней его части. Внутри корпуса 1 установлен дисковый ротор 5, который имеет на рабочей поверхности радиальные каналы 6 и 7, глухие радиальные каверны 8 и лабиринтные кольца 9 и 10. Приводной вал 11 пропущен через заднюю стенку 12 в корпус 1 устройства, а ротор 5 установлен на валу 11 через втулку 13 и закреплен на валу болтом 14. Передняя неподвижная стенка 3 закреплена по оси вращения ротора5 к корпусу 1 устройства шпильками 15 с возможностью регулирования зазора между ротором прокладками 16. На внешней части передней неподвижной стенки 3 установлен патрубок 17 с механизмом подачи смеси 18. Внутренняя сторона передней неподвижной стенки 3 выполнена с радиальными каналами 19, 20, с кольцевой проточкой 21 и с глухими радиальными кавернами 22 и снабжена лабиринтными кольцами 23, 24, 25, образующими совместно с лабиринтными кольцами 9 и 10 дискового ротора 5 открытые камеры А, Б, Г, Д, Ж, З, И для последовательного перехода из одной в другую обрабатываемой смеси.
Подача компонентов смеси в открытые камеры осуществляется через штуцер 26. Вал 11 установлен на задней стенке 12 корпуса 1 при помощи блока сальниковых уплотнений 27. Выход готовой смеси из отверстия 4 осуществляется по патрубку 28.
Работа устройства для механоактивации строительной смеси осуществляется следующим образом. Технологическая смесь (водный раствор вяжущего, заполнителя,
химических добавок, пенообразователя) растворонасосом под давлением через приемный патрубок 17 подается в устройство на уровень камеры А, расположенной в центре передней неподвижной стенки 3 и ограниченной лабиринтным кольцом 21. Из открытой камеры А смесь захватывается в радиальные каналы камеры Б, ограниченной лабиринтными кольцами 9 и 10 дискового ротора, смесь разгоняется до линейной скорости прямо пропорциональной скорости вращения ротора и величине радиуса вращения, под воздействием постоянного внешнего давления и возникших центробежных сил смесь переходит в камеру Г, расположенную на передней стенке 3 между лабиринтными кольцами 23 и 24. В момент перехода смеси из камеры Б в камеру Г происходит взаимное соударение и сдвиг слоя смеси в камерах Б и Г по площади их контакта. Толщина сдвига слоя смеси прямо пропорциональна величине подачи смеси и обратно пропорциональна скорости вращения ротора. Находящиеся в этом слое частицы смеси подвергаются кратковременному воздействию давления, возникшему в смеси. Гашение линейной скорости смеси камеры Б происходит неподвижной смесью камеры Г. Величина давления на частицы, находящиеся в смеси, прямо пропорциональна линейной скорости смеси и обратно пропорциональна ее объему. В камеру Д смесь под воздействием внешнего давления постоянно прибывает из камеры Г. Под воздействием внешнего давления смесь постоянно прибывает из камеры Г в камеру Д, расположенную на дисковом роторе 5 и ограниченную лабиринтным кольцом 10. В момент перехода смеси из камеры Г в камеру Д происходит соударение и сдвиг слоя смеси из камеры Г в камеру Д по площади их контакта. Находящиеся в этом слое смеси частицы подвергаются кратковременному воздействию давления, только в этом случае давление возникает вследствие резкого увеличения линейной скорости в камере Д. Переход смеси из камеры Д в камеру Ж, расположенную между лабиринтными кольцами 24 и 25, также происходят с резким скачком давления в слое смеси по площади контакта в камерах Д и Ж, где, как и в случае перехода смеси из камеры Б в камеру Г, давление возникает в смеси вследствие гашения линейной скорости смеси. В камере Д происходит передвижка смеси в камеру Ж. В момент соударения и сдвига слоев смеси в подвижных и неподвижных камерах частицы, находящиеся в смеси, подвергаются не только воздействию давления, но также соударению между собой и с элементами ротора и стенки, и послойный сдвиг смеси происходит, когда толщина ее не превышает 1 мм, обеспечивая при этом эффективное ее перемешивание.
Из камеры Ж смесь под воздействием внешнего давления смеси, постоянно прибывающей из камеры Д, поступает в кольцевую проточку, где обогащается сжатым воздухом или дополнительными компонентами, поступающим в устройство через штуцер 26, откуда смесь захватывается глухими радиальными кавернами камерой 3 ротора и послойно, претерпев разность давления и воздействие высокочастотных колебаний, возникающих в результате перемещения глухих каверн находящихся на роторе, относительно неподвижных каверн, находящихся на неподвижной стенке, поступает в камеру И, и далее во внутренний объем корпуса и в выходное отверстие 4, а далее по патрубку 28 к месту складирования.