Аппарат для перемешивания сыпучих материалов
DEVICE FOR MIXING BULK MATERIALS

Изобретение относится к смесителям сыпучих материалов и предназначено для переработки и хранения сыпучих материалов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.
Известен смеситель сыпучих материалов (Авторское свидетельство СССР №1713632, 1992, B01F 11/00), включающий емкость для сыпучего материала, изготовленную в виде стакана, состоящего из неподвижно установленного дна, жестко присоединенную к емкости вертикальную транспортную трубу с переточными клапанами и привод, кинематически связанный с клапанами. Недостатком смесителя является то, что он не обеспечивает эффективное перемешивание сыпучих материалов.
Известны технические средства для силосования кормов в траншеях (Прогрессивные способы приготовления и хранения кормов / В.И. Сыроватка, Е.В. Алябьев .- М., Колос, 1970, - 224 с.; Кормление животных / И.Ф. Драганов, Н.Г. Макарцева, В.В. Калашников. - М., 2010, с. 166-171), включающие емкость для сыпучего материала, изготовленную в виде стакана прямоугольного сечения, состоящего из неподвижно установленного горизонтального дна, двух жестко присоединенных к дну противостоящих параллельных стенок, гусеничный трактор, оснащенный неповоротным прямым бульдозерным отвалом. К недостаткам данных технических средств, применительно к перемешиванию сыпучих материалов, следует отнести то, что они избыточно энергоемки для исполнения указанных функций.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению является устройство для перемешивания сыпучих материалов (Патент РФ №2414289, 2011, 11/00), прототип, включающее емкость для сыпучего материала, изготовленную в виде стакана прямоугольного сечения, состоящего из неподвижно установленного горизонтального дна, двух жестко присоединенных к дну противостоящих вертикальных параллельных стенок, двух боковых противостоящих подвижных стенок, установленных с возможностью реверсивного перемещения в горизонтальном направлении, и привод, кинематически связанный с подвижными стенками. К основным недостаткам данного устройства следует отнести то, что он эффективен, в основном, для перемешивания несвязных зернистых материалов. Его использование для мелкодисперсных сыпучих материалов затруднено отсутствием эффективного поперечного перемешивания и значительными энергетическими затратами на сжатие сыпучего материала и разрушения образовавшихся в результате сжатия агломератов (брикетов, плиток, комков).
Задачей предполагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности продольного и поперечного перемешивания сыпучих материалов, сокращение капитальных и энергетических затрат на перемешивание, хранение и отгрузку сыпучих материалов после хранения в производствах большой единичной мощности.
Решение указанной задачи достигается тем, предлагается аппарат для перемешивания сыпучих материалов, включающий емкость для сыпучего материала, изготовленную в виде стакана прямоугольного сечения, состоящего из неподвижно установленного горизонтального дна, двух жестко присоединенных к дну противостоящих вертикальных параллельных стенок, двух боковых противостоящих подвижных стенок, установленных с возможностью реверсивного перемещения в горизонтальном направлении и привод, кинематически связанный с подвижными стенками, и установлены с наклоном к внутренней плоскости горизонтального дна и под углом к внутренним поверхностям
Отличительными признаками заявляемого изобретения является то, что подвижные стенки изготовлены из двух одинаковых по конфигурации усеченных прямоугольных параллелепипедов, поверхности параллелепипедов, обращенных внутрь емкости, выполнены в виде рабочей поверхности неповоротного прямого бульдозерного отвала и установлены с наклоном к внутренней плоскости горизонтального дна и под углом к внутренним поверхностям противостоящих вертикальных параллельных стенок.
На фиг. 1 изображен аппарат для перемешивания сыпучих материалов, общий вид и вид сверху; на фиг. 2 - подвижная стенка устройства, аксонометрия.
Заявляемый аппарат для перемешивания сыпучих материалов включает емкость для сыпучего материала, которая изготовлена в виде стакана прямоугольного сечения, состоящего из неподвижно установленного горизонтального дна 1, двух жестко присоединенных к дну противостоящих вертикальных параллельных стенок 2, 3, двух боковых противостоящих подвижных стенок 4, 5. Стенки 4, 5установлены с возможностью перемещения вдоль горизонтального дна 1 навстречу друг к другу и в противоположном направлении автономно и синхронно с помощью приводов 6, 7, обеспечивающих их возвратно-поступательное движение. Подвижные стенки 4, 5 изготовлены из двух одинаковых по конфигурации усеченных прямоугольных параллелепипедов, поверхности параллелепипедов, обращенных внутрь емкости, выполнены в виде рабочей поверхности неповоротного прямого бульдозерного отвала и установлены с наклоном к внутренней плоскости горизонтального дна и под углом к внутренним поверхностям противостоящих вертикальных параллельных стенок. Подвижные стенки 4, 5 в зонах примыкания к неподвижным вертикальным параллельным стенкам 2, 3 оснащены щеками 8. Загрузка сыпучих материалов внутрь емкости осуществляется через патрубок 9, разгрузка - через заслонку 10, которая установлена в дне 1 с помощью цилиндрических шарниров 11.
В случае переработки абразивных сыпучих материалов подвижные стенки в зонах примыкания к дну могут быть оборудованы ножами.
С целью утяжеления подвижных стенок внутренняя полость усеченных параллелепипедов может быть заполнена сыпучим материалом или жидкостью.
С целью уменьшения сопротивления движению подвижных стенок плоскости усеченных параллелепипедов, примыкающие к дну и неподвижным вертикальным стенкам, могут быть оборудованы роликами.
Углы наклона рабочих поверхностей подвижных стенок к дну и боковым неподвижным стенкам определяются исходя из физико-механических свойств, подлежащих переработке сыпучих материалов. По терминологии бульдозерных отвалов они находятся в пределах:
- угол наклона отвала - 15…20 градусов;
- угол резанья - более 60 градусов;
- угол захвата - 35…40 градусов.
Аппарат для перемешивания сыпучих материалов работает следующим образом.
Подлежащий переработке сыпучий материал загружается через патрубок 9 внутрь емкости, для этого боковые противостоящие подвижные стенки 4, 5 предварительно должны быть разведены в противоположные друг от друга стороны с помощью приводов 6, 7. После загрузки действием привода 6 подвижная стенка 4 начинает двигаться вдоль емкости слева направо, перемещая и перемешивая сыпучий материал как в продольном, так и в поперечном направлениях. При этом сыпучий материал смещается вперед и к неподвижной вертикальной стенке 3. Движение подвижной стенки 4 слева направо осуществляется до момента сближения призмы волочения сыпучего материала с подвижной стенкой 5. Затем подвижная стенка 4 отводится в начальное крайне левое положение и включается привод 7, который начинает двигать подвижную стенку 5 справа налево. При этом сыпучий материал совершает аналогичное движение, перемещаясь справа налево и к неподвижной вертикальной стенке 2.Движение подвижной стенки 5 справа налево осуществляется также до момента сближения призмы волочения сыпучего материала с подвижной стенкой 4. Затем подвижная стенка 5 приводом 7 отводится в крайне правое положение и начинает движение подвижная стенка 4 и так далее. Циклическое движение подвижных стенок 4, 5 обеспечивает необходимое качество смешения компонентов сыпучего материала, его аэрацию и сыпучесть. Разгрузка емкости от продуктов перемешивания осуществляется через заслонку 10 путем перемещения к ней сыпучего материала с помощью подвижных стенок 4, 5.
Указанные преимущества предлагаемого аппарата для перемешивания сыпучих материалов, по сравнению с известными, обеспечиваются новой совокупностью новых и известных конструктивных элементов.
Использование указанных конструктивных элементов в связи с другими узлами приводит к повышению эффективности процесса перемешивания широкого класса сыпучих материалов путем интенсивного продольного, поперечного и вертикального перемещения слоев сыпучих материалов, а также к сокращению капитальных и энергетических затрат на перемешивание, хранение и отгрузку сыпучих материалов после хранения. Аппарат дает наибольшую эффективность в производствах большой единичной мощности.
Техническое решение, использованное в прототипе, обеспечивает перемешивание другим способом, а именно, оно достигается путем циклического сжатия и выдавливания срединных слоев сыпучих материалов вверх при сближении вертикальных противостоящих подвижных стенок. Такой принцип перемешивания возможен только для очень узкого класса сыпучих материалов, в основном, для несвязных зернистых материалов. Это объясняется тем, что после каждого цикла сжатия сыпучего материала должен следовать цикл разрушения образовавшихся между подвижными стенками агломератов (брикетов, плиток, комков) в период отвода стенок друг от друга, что не всегда возможно или затруднено. Дело в том, что образовавшийся между стенками агломерат (брикет, плитка, комок) может быть разрушен либо естественным способом (под действием сил тяжести и внутренних сил агломерата), что для большинства сыпучих материалов не представляется возможным, либо принудительно за счет внешнего воздействия и использования дополнительных элементов конструкции.