ГРАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ

Полезная модель относится к гравитационным смесителям периодического действия и может быть использована в промышленности строительных материалов, в строительстве и других областях строительной индустрии для производства полидисперсных материалов.
В настоящее время гравитационные смесители являются лучшими в своем роде для перемешивания пластичных, весьма пластичных цементно-бетонных смесей.
Из уровня техники известны различные устройства, реализованные на данной основе.
Например известен гравитационный смеситель, в котором вибрация передается непосредственно на вращающийся барабан, и как следствие на лопатки. Благодаря воздействию вибрации на смесь данное устройство позволяет интенсифицировать процесс смешивания (Патент US 7048429 В2).
К недостаткам данного способа можно отнести значительные энергозатраты на вращение корпуса смесителя, низкую производительность, а также высокий процент износа подшипниковых узлов.
Также известен гравитационный смеситель, состоящий из цилиндрического барабана, свободно установленного на двух парах колес, закрепленных жестко на раме, и оборудованного изнутри лопастями. Воздействие на смесь происходит посредством установленных на корпусе как минимум двух электродов, изолированных от корпуса смесительного барабана и соединенных с положительным полюсом постоянного тока, сама стенка смесительного барабана соединена с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а на раме под смесительным барабаном, установлен электрод, в процессе вращения замыкающий электрическую цепь. Активация бетонной смеси происходит при помощи воздействия на смесь высоковольтного электроразряда (RU 2130381 С1).
К недостаткам известной конструкции смесителя относится невысокая производительность, значительные энергозатраты на вращение корпуса барабана и дополнительные энергозатраты на вращение пар колес, дополнительные энергозатраты на создание высоковольтного электроразряда, необходимость соблюдения требований электробезопасности.
Наиболее близким к предлагаемому гравитационный смеситель, который содержит приводной барабан, днище, лопасти, вибратор. Вибратор выполнен в виде полого цилиндра и дисбалансов. Дисбалансы закреплены на коленчатом валу. Коленчатый вал соединен с валом привода. Ось цилиндра расположена под углом 5-10° к оси барабана. Шатунная шейка вала соединена с цилиндром посредством сферического подшипника. Благодаря встроенному вибратору устройство позволяет интенсифицировать процесс смешивания и повысить надежность смесителя (Патент RU 2033326 С1).
К недостаткам известной конструкции смесителя относятся невысокая производительность, большая энергоемкость процесса, низкая надежность элементов деталей привода барабана, нестабильность процесса, и невозможность регулирования интенсивности воздействия вибратора на приготавливаемую смесь.
Технический результат данной полезной модели является повышение производительности смесителя, снижение энергоемкости процесса смешивания, повышение номенклатуры смешиваемых материалов, снижение вибрационного воздействия на внешнюю среду и узлы бетоносмесителя в частности, а также других факторов, влияющих на износ подшипниковых узлов агрегата в целом.
Заявленный технический результат достигается тем, что гравитационный смеситель, содержащий барабан, выполненный с лопастями и окном выгрузки-загрузки компонетов, с приводом вращения барабана и редуктором, отличающийся тем, что в геометрическом центре оси вращения барабана расположен виброактиватор, выполненный в виде сильфона, в нижней части которого расположен нижний фланец, функцией которого является крепление виброактиватора к корпусу барабана посредством болтовых соединений, а в верхней части - верхний фланец с крышкой и седлом для сферического двухрядного самонастраивающегося подшипника, функцией которого является осуществление свободного вращения относительно геометрического центра сильфона и барабана эксцентриковой втулки, закрепленной при помощи шпоночного соединения на валу, установленного внутри полого вала привода вращения барабана, виброактиватора. Причем, эксцентриковая втулка выполнена с возможностью возбуждения крутильных колебаний, которые передаются через седло и верхний фланец, образуя сложные горизонтально-вертикально-разнонаправленные крутильные колебания сильфона, функцией которого является передача данных колебаний на приготавливаемую смесь, посредством эксцентриситета, образованного смещением центра оси вращения самой втулки относительно оси крепления на валу. При этом между верхним фланцем и седом, седлом и крышкой, нижним фланцем и корпусом барабана герметично установлены резиновые уплотнители, выполненные с возможностью осуществления полной герметизации внутренней части виброактиватора от проникновения различных частиц смешиваемой среды и воды.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 изображен гравитационный смеситель
Гравитационный смеситель содержит барабан 1, выполненный с лопастями 2 и окном выгрузки-загрузки компонентов 3, с приводом вращения 4 барабана 1 и редуктором 5. В геометрическом центре оси вращения барабана 1 расположен виброактиватор, выполненный в виде сильфона 6, в нижней части которого расположен нижний фланец 7, функцией которого является крепление виброактиватора к корпусу барабана 8 посредством болтовых соединений 9, а в верхней части - верхний фланец 10 с крышкой 11 и седлом 12 для сферического двухрядного самонастраивающегося подшипника 13, функцией которого является осуществление свободного вращения относительно геометрического центра сильфона 6 и барабана 1 эксцентриковой втулки 14, закрепленной при помощи шпоночного соединения 15 на валу 16, установленного внутри полого вала 17 привода вращения барабана 1, виброактиватора. Причем, эксцентриковая втулка 14 выполнена с возможностью возбуждения крутильных колебаний, которые передаются через седло 12 и верхний фланец 10, образуя сложные горизонтально-вертикально-разнонаправленные крутильные колебания сильфона 6, функцией которого является передача данных колебаний на приготавливаемую смесь, посредством эксцентриситета, образованного смещением центра оси вращения самой втулки относительно оси крепления на валу 16. При этом между верхним фланцем 10 и седом 12, седлом 12 и крышкой 11, нижним фланцем 7 и корпусом барабана 8 герметично установлены резиновые уплотнители, 18, 19 и 20 соответственно, выполненные с возможностью осуществления полной герметизации внутренней части виброактиватора от проникновения различных частиц смешиваемой среды и воды.
Гравитационный смеситель со встроенным виброактиватором работает следующим образом: привод 4 через редуктор 5, установленный на траверсе 21, вращает барабан 1 с лопастями 2, тем самым, перемешивая приготавливаемую смесь; виброактиватор приводится в действие регулируемым электродвигателем 22 через вал 16, в результате чего, верхний фланец 10 сильфона 6, благодаря установленному на нем седлу 12 для сферического двухрядного самонастраивающегося подшипника 13 и эксцентриковой втулке 14, совершает сложные крутильные колебания и возбуждая колебания частиц смеси во всех направлениях; благодаря сменной эксцентриковой втулке 14 и регулируемому электродвигателю 22, имеется возможности регулировать параметры вибрационного воздействия на смесь; герметизация подшипникового узла осуществляется крышкой 11 и резиновыми прокладками 18, 19, 20; загрузка и выгрузка смеси происходит через окно 3, перемещение барабана 1 в положение разгрузки и в рабочее положение осуществляется пневмоцилиндром подъема-опускания 23, а фиксация в этих положениях осуществляется при помощи пневмоцилиндра-фиксатора 24.
В результате сложных колебаний передаваемых сильфоном на обрабатываемую смесь воздействие на смесь происходит во всех направлениях, в результате чего, достигается эффект виброкипения смеси, при этом наблюдается эффект турбулизации и интенсифицирующей циркуляции частиц смеси по всему внутреннему объему барабана. Конструкция смесителя позволяет увеличить номенклатуру смешиваемых материалов, повысить производительность, снизить затраты энергии на процесс смешивания, объясняющиеся тем, что при колебаниях сильфона виброактиватора с амплитудой 0,003 м и частотой вращения 3000 об/мин, происходит более однородное тиксотропное разрушения структуры материала на всем пространстве камеры смешивания, позволяющее уменьшить вязкость в 15-20 раз и более по сравнению с вязкостью неразрушенного материала, что дает значительное уменьшение сопротивления перемешиванию бетонной массы, в связи с чем уменьшается потребляемая мощность привода вращения барабана и сокращается время приготовления бетонной смеси.