УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройствам для перемешивания материалов и может быть использована в строительной, горнодобывающей, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.
Известно устройство для перемешивания материалов (патент на полезную модель №174442 РФ заявл. 12.04.2017, опубл. 13.10.17, бюл. №29). Содержит смесительную камеру сферической формы, вращаемую посредством конической зубчатой и двух цепных передач, размещенных на водиле и стойки, на которых закреплено водило и электродвигатель. Привод вращения включает передачу, вращающую водило вокруг горизонтальной оси и смесительную камеру вокруг второй взаимно перпендикулярной оси. В качестве передачи привода вращения используется ременная передача, а цепные передачи имеют натяжители цепи.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность работы устройства, обусловленная скоплением материала под люком в момент загрузки.
Известно устройство для перемешивания материалов, которое является прототипом (патент РФ на полезную модель №188718, заявл. 9.01.2019, опубл. 22.04.19, бюл. №12). Устройство для перемешивания материалов, содержащее смесительную камеру сферической формы с люком, вращаемую посредством конической зубчатой и двух цепных передач, размещенных на водиле и стоек, на которых закреплено водило и электродвигатель, и привод вращения с передачей, вращающей водило вокруг горизонтальной оси и смесительную камеру вокруг второй взаимно перпендикулярной оси. На одной из стоек размещен фиксатор с возможностью его продольного перемещения до контакта с водилом.
Недостатком прототипа является низкая эффективность перемешивания материалов, обусловленная скоплением материала под люком в момент загрузки.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: смесительная камеру сферической формы с люком, вращаемая посредством конической зубчатой и двух цепных передач, размещенных на водиле и стоек, на которых закреплены водило и фиксатор, и привод вращения с передачей, вращающей водило вокруг горизонтальной оси и смесительную камеру вокруг второй взаимно перпендикулярной оси.
Полезная модель направлена на создание устройства для перемешивания материалов с высокой эффективностью его работы за счет распределения загруженного материала внутри камеры.
Это достигается тем, что устройство для перемешивания материалов содержит смесительную камеру сферической формы с люком. Камера вращается посредством конической зубчатой и двух цепных передач, размещенных на водиле. На стойках закреплены водило и фиксатор. Кроме того, устройство содержит привод вращения с передачей, вращающей водило вокруг горизонтальной оси. Смесительная камера вращается вокруг второй оси, взаимно перпендикулярной первой. В смесительной камере напротив люка закреплен рассеивающий конус, рациональный размер основания которого равен размеру люка. Высота конуса составляет 2/3 диаметра смесительной камеры.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства, а на фиг. 2 - трехмерная модель сферической камеры с рассеивающим конусом.
Устройство состоит из смесительной камеры 1 сферической формы с люком 2. Камера 1 закреплена, например, с помощью подшипниковых узлов, на водиле 3. На водиле размещены коническая зубчатая передача 4 с двумя цепными передачами 5 и натяжителями цепи 6, обеспечивающие вращение камеры относительно оси 7 и перпендикулярной ей оси 8. Вращение водила относительно горизонтальной оси 8 осуществляется посредством привода вращения, включающего ременную передачу 9 и двигатель 10, размещенный на одной из стоек 11. На одной из стоек 11 размещается фиксатор 12 с возможностью его продольного перемещения до контакта с водилом. Внутри смесительной камеры напротив люка закреплен, например, завинчен, рассеивающий конус 13 с основанием, равным размеру люка и высотой, составляющей 2/3 диаметра смесительной камеры. Предполагается заполнение материалом сферической смесительной камеры на одну треть объема.
Устройство работает следующим образом.
Многокомпонентный исходный материал, например, смесь цемента, извести, песка, алюминиевой пудры и воды, через люк 2 попадают в смесительную камеру 1 при фиксации водила 3 фиксатором 12, который закреплен на стойке 11. Попадающие в камеру компоненты под действием сил тяжести устремляются вертикально вниз, распределяясь конусом 13 под входным люком 2. Получаемое с помощью рассеивающего конуса начальное распределение материала облегчает перемещение материала при пуске устройства. Создаваемый двигателем 10 крутящий момент посредством ременной передачи 9 вращает водило 3 со смесительной камерой 1 с большими угловыми скоростями относительно горизонтальной оси 8, а взаимодействие двух цепных передач 5 со своими натяжителями цепи 6 и конической передачи 4 обеспечивает вращение собственно смесительной камеры 1 относительно оси 7, перпендикулярной оси 8. Создаваемое интенсивное двунаправленное вращательное воздействие на материал приводит к повышению эффективности перемешивания частиц материала.
При загрузке устройства происходит разделение потока частиц компонентов посредством установки рассеивающего конуса, что позволяет уменьшить застойные зоны и способствует более быстрому достижению однородности материала. Рассеивающий конус также будет способствовать истечению смеси при фиксации камеры в момент остановки устройства. Размер основания конуса равный размеру люка не приведет к уменьшению длин траекторий частиц материала, и соответственно, будет способствовать их интенсивному перемешиванию.
Сферическая форма смесительной камеры и простое бесступенчатое варьирование частоты вращения водила с помощью частотного преобразователя (на фиг. не показан) целесообразны для устранения застойных зон загрузки и повышения интенсивности перемешивания, так как при определенном соотношении частот возникает оптимальная для данного материала траектория движения загрузки. Все это способствует увеличению площади контактирующих поверхностей, количества взаимодействий и диффузии материалов.
Предлагаемое решение позволяет обеспечить распределение загружаемого материала на начальной стадии перемешивания для уменьшения застойных зон загрузки, способствуя эффективному истечению готовой смеси при фиксации камеры в момент остановки устройства. Это позволит повысить эффективность работы устройства в целом.