СМЕСИТЕЛЬ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к смесителям периодического действия с принудительным перемешиванием материалов и может быть использована в промышленности строительных материалов, в строительстве и других областях строительной индустрии для производства полидисперсных материалов.
В настоящее время смесители периодического действия с принудительным перемешиванием являются лучшими в своем роде для перемешивания жестких цементно-бетонных смесей.
Из уровня техники известны различные устройства, реализованные на данной основе.
Например известен роторный смеситель с механическим вибровозбудителем, содержащий камеру смешивания и вибратор, выполненный в виде тарельчатых пружин с резиновыми амортизаторами. Вибратор жестко закреплен в середине камеры смешивания и имеет кривошипно-шатунный механизм, с помощью которого тарельчатые пружины возбуждают колебания частиц в горизонтальном направлении. В смесителе имеется возможность регулировать интенсивность вибрации посредством изменения частоты вращения привода кривошипно-шатунного механизма (Патент RU 2297274 С1).
К недостаткам известной конструкции относятся значительные энергозатраты на деформирование тарельчатых пружин, неэффективная конструкция вибратора, приводящая к низкой производительности, а также высокий процент износа резиновых амортизаторов.
Также существует роторный смеситель периодического действия, содержащий камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, установленными под углом 45° к его радиусу, и вибратор с кинематическим возбуждением колебаний, консольно установленный по оси камеры смешивания, коаксиально лопастям ротора, причем вибратор выполнен в виде полого цилиндра с ребрами по наружной поверхности и установлен на коленчатом валу с помощью сферических подшипников (Патент SU 1301476 А1).
К недостаткам известной конструкции относятся невысокая производительность, значительные энергозатраты на вращение вибратора, очень высокий процент износа подшипниковых узлов, отсутствие активации нижних слоев приготавливаемой смеси, невозможность регулирования интенсивности воздействия вибратора на приготавливаемую смесь.
Наиболее близким к предлагаемому является роторный смеситель с электромеханическим вибровозбудителем, содержащий камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, вибратор, выполненный в виде сильфона, жестко закрепленного в середине камеры смешивания. Вибратор имеет электромагнит, с помощью которого сильфон возбуждает колебания частиц в горизонтальном направлении. В смесителе имеется возможность регулировать интенсивность вибрации посредством изменения частоты переменного тока, подаваемого в обмотку электромагнита (Патент RU 2292943 С1).
К недостаткам известной конструкции смесителя относится одно направленность колебаний частиц смеси, дополнительные затраты на электроизоляцию и увеличение требований электробезопасности.
Техническим результатом 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 смеситель принудительного действия, содержащий камеру смешивания, ротор, выполненный с лопастями, имеющий привод вращения, отличающийся тем, что виброактиватор, выполненный в виде сильфона, в нижней части которого расположен нижний фланец, функцией которого является крепление виброактиватора к днищу камеры посредством болтовых соединений, а функцией верхнего фланца, крышки, седла и сферического самонастраивающегося подшипника, является осуществление свободного вращения относительно геометрического центра сильфона и эксцентриковой втулки, закрепленной при помощи шпоночного соединения на валу. 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. Вал расположен в опорной втулке и приводится в движение приводом виброактиватора посредством ременной передачи. Между верхним фланцем и седлом, седлом и крышкой, нижним фланцем и корпусом камеры герметично установлены резиновые уплотнители, выполненные с возможностью осуществления полной герметизации внутренней части виброактиватора от проникновения различных частиц смешиваемой среды и воды. В смесителе имеются также окна загрузки и выгрузки материалов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 изображен смеситель принудительного действия.
Смеситель содержит камеру 1 смешивания, ротор 2, выполненный с лопастями 3, 4. Ротор 2 имеет привод 5 вращения. В центре камеры 1 смешивания установлен виброактиватор 6, выполненный в виде сильфона 7, в нижней части которого расположен нижний фланец 8, функцией которого является крепление виброактиватора к днищу камеры 1 посредством болтовых соединений 9. Функцией верхнего фланца 10 с крышкой 11 и седла 12 для сферического самонастраивающегося подшипника 13, является осуществление свободного вращения относительно геометрического центра сильфона 7 и эксцентриковой втулки 14, закрепленной при помощи шпоночного соединения 15 на валу 16. 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 7, функцией которого является передача данных колебаний на приготавливаемую смесь, посредством эксцентриситета, образованного смещением центра оси вращения самой втулки относительно оси крепления на валу 16. Вал 16 расположен в опорной втулке 17 и приводится в движение приводом 18 виброактиватора посредством ременной передачи 19. Между верхним фланцем 10 и седлом 12, седлом 12 и крышкой 11, нижним фланцем 8 и корпусом камеры 1 герметично установлены резиновые уплотнители, 20, 21 и 22 соответственно, выполненные с возможностью осуществления полной герметизации внутренней части виброактиватора от проникновения различных частиц смешиваемой среды и воды. В смесителе имеются также окна 23 и 24 загрузки и выгрузки материалов соответственно.
Смеситель принудительного действия со встроенным виброактиватором работает следующим образом: привод 5 вращает ротор 2 и лопасти 3, 4, тем самым перемешивая приготовляемую смесь. Виброактиватор 6 приводится в действие регулируемым электродвигателем 18 через ременную передачу 19. Верхний фланец 10 сильфона 6, благодаря установленному на нем седлу 12, 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 18, имеется возможность регулировать параметры вибрационного воздействия на смесь. В целом конструкция позволяет интенсифицировать процесс смешивания при одновременном снижении потерь энергии на вращение ротора 2, вследствие снижения сил сопротивления перемещению лопастей 3 и 4, повышении подвижности и турбулизации смеси во всем объеме камеры смесителя 1.
2
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 камеры. Конструкция смесителя позволяет увеличить номенклатуру смешиваемых материалов, повысить производительность, снизить затраты энергии на процесс смешивания, особенно жестких бетонных смесей, объясняющиеся тем, что при колебаниях сильфона виброактиватора с амплитудным значением ускорения вибрации 180…250 м/с происходит более однородное тиксотропное разрушение структуры материала во всем пространстве камеры смешивания, проявляющееся в уменьшении вязкости в 50…60 раз и более по сравнению с вязкостью известного 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.