УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к конструкциям устройств для перемешивания различных материалов в контейнерах и банках и может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства для перемешивания сыпучих и жидких материалов.
Известно устройство для перемешивания материалов, содержащие станину, установленные на станине опорные стойки, привод, закрепленный на стойках, вал, соединенный с приводом и расположенный горизонтально и параллельно станине, кассету с выполненным в ней прямоугольным гнездом и барабан, помещенный в гнездо (см. патент США №3735964, кл. 259-75).
Недостатком известного устройства является то, что в нем отсутствуют мелющие тела, а также то, что в нем перемешивание сопровождается ударами, указанное не способствует интенсификации процесса перемешивания.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для перемешивания, включающее раму с опорными стойками, вращающийся на горизонтальной оси барабан с мелющими телами и привод (см. Панов B.C., Чувилин А.Я. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. - М,: «МИСИС», 2001, 428 с).
Недостатком известного устройства является то, что внутренний диаметр барабана устройства является не рациональным, а также то, что ось барабана совпадает с горизонтальной продольной осью вала. Вследствие этого интенсивность перемешивания материалов в данном устройстве не достаточно высока.
Предлагаемое техническое решение направлено на интенсификацию процесса перемешивания за счет выбора рационального внутреннего диаметра барабана и создания сложного движения барабана, компонентов и мелющих тел.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для перемешивания материалов, содержащем горизонтальную станину, опорные стойки, установленные на станине, привод, закрепленный на стойке, вал, соединенный с приводом и расположенный горизонтально и параллельно станине, кассету, с гнездом закрепленную на валу, и барабан с перемешиваемым материалом и мелющими телами, помещенный в гнездо, внутренний диаметр барабана определяется по зависимости
,
где Д - - внутренний диаметр барабана;
К - коэффициент пропорциональности (К=42,3);
ψ - коэффициент относительной скорости (ψ=0,8÷0,9);
n - частота вращения барабана
при этом барабан выполнен разъемным и его ось расположена под углом 150°-170° к продольной оси вала.
Благодаря тому, что внутренний диаметр барабана определяется по зависимости
,
где Д - - внутренний диаметр барабана;
К - коэффициент пропорциональности (К=42,3);
ψ - коэффициент относительной скорости (ψ=0,8÷0,9);
n - частота вращения барабана.
создается возможность получения однородной смеси компонентов в пределах микрообъемов за счет тесного смешивания компонентов.
В ОАО «Тульское НИГП» установлено, что режим перекатывания шаров сохраняется при расчетной критической скорости вращения и лишь при больших скоростях начинается режим свободного падения шаров.
Из теории обогащения известно, что критическая частота вращения барабана устройства для перемешивания материалов определяется по зависимости
кр.
где n - критическая частота вращения барабана;
К - коэффициент пропорциональности (К=42,3);
Д - внутренний диаметр барабана.
Действительная частота вращения барабана устанавливается меньше критической. Отношение действительной частоты к критической называют коэффициентом относительной скорости
где ψ - коэффициент относительной скорости;
n - частота вращения барабана;
кр.
n - критическая частота вращения барабана.
Решая уравнение (1) относительно «Д» с учетом (2) имеем
где Д - внутренний диаметр барабана;
n - частота вращения барабана;
К - коэффициент пропорциональности (К=42,3);
ψ - коэффициент относительной скорости (ψ=0,8÷0,9).
Внутренний диаметр барабана, выбранный по зависимости (3) является наиболее рациональным, так как способствует интенсификации процесса перемешивания компонентов.
Вследствие того, что ось барабана расположена под углом 150°-170° к продольной оси вала при работе устройства для перемешивания создается сложное движение компонентов в барабане, что повышает качество готовых смесей.
Благодаря тому, что барабан выполнен разъемным упрощается процесс загрузки и выгрузки материалов.
Таким образом, устройство для перемешивания материалов позволяет интенсифицировать процесс перемешивания, повысить качество готовых смесей, упростить процесс загрузки и выгрузки материалов.
На фиг.1 изображено устройство с частичным разрезом по кассете и барабану.
Устройство для перемешивания материалов содержит горизонтальную станину 1, опорные стойки 2, установленные на станине, привод 3, закрепленный на станине 1, вал 4, соединенный с приводом 3 и расположенный горизонтально и параллельно станине 1, кассету 5 с гнездом состоящую из фланца 10, головки 11 с резьбой 12, барабана 8 с крышкой 6 с компонентами 7 и шарами 9.
Устройство работает следующим образом. При вращении барабана 8 содержащего сыпучие компоненты, последним сообщается сложное движение и происходит эффективное воздействие шаров на компоненты, что приводит к интенсификации процесса смешивания.
Мелкие тела (шары 9) под действием сил трения и центробежных прижимаются к внутренней поверхности барабана 8, а затем под действием сил тяжести скатываются. При этом благодаря рациональному внутреннему диаметру барабана, выбранному по формуле (3) происходит интенсификация процесса перемешивания компонентов, а вследствие того, что ось барабана 8 расположена под углом α к продольной оси вала 4 создается сложное движение компонентов 7 и шаров 9 в барабане, что повышает качество готовых смесей и производительность перемешивания. Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в повышении производительности перемешивания и качества готовых смесей.
Изготовление этого устройства особых трудностей не вызывает и возможно его изготовление на серийном оборудовании. Экономический эффект на одно устройство для перемешивания материалов составляет 5000 руб.