СМЕСИТЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам для перемешивания веществ, в которых мешалки со шнековыми поверхностями вращаются вокруг горизонтальной оси. Устройство может быть использовано, в частности, для утилизации нефтемаслоотходов, санации нефтезагрязненных почв, утилизации нефтешламов и других с целью получения, например, минерального порошка, предназначенного для применения в качестве минеральной добавки в производстве асфальто-бетонных смесей для автомобильных дорог, теплоизоляционных, гидропрерывающих и дополнительных слоев земляного полотна автомобильных дорог.
Известны различные конструкции смесителей, содержащих горизонтальный корпус с загрузочными и разгрузочными окнами, в котором размещены два вала с лопастями.
Наиболее близким к заявленному решению является смеситель, содержащий горизонтальный корпус с загрузочными и разгрузочными окнами, конструкция устройства выполнена на жесткой раме, загрузочное окно имеет предохранительную фракционную решетку, разгрузочное устройство выполнено на консоли, в корпусе два вала размещены с разнонаправленным вращением, опорные стенки крепления валов выполнены легко монтируемыми, лопатки выполнены самоочищающимися, для этого лопатки одного вала установлены под углом 30°, другого под углом 60° с попеременным чередованием в каждой четверти рабочей камеры, см. патент №46947, B01F 7/08.
Недостатками известного устройства являются: сложность в техническом обслуживании - затрудненный доступ к рабочим органам и неудобное технологическое обслуживание камеры смешивания в зоне загрузки смесителя; малый объем и неудовлетворительные геометрические
параметры камеры смешивания, не позволяющие достичь оптимального соотношения показателей «производительность - качество смешивания» при непрерывном режиме работы; невозможность использования смесителя в порционном режиме; низкая производительность, неудачная конструкция рабочих органов - наличие «мертвых» зон в промежутках между лопастями; возможность налипания вязких материалов на рабочие валы; неудачная компоновка и завышенный запас мощности привода смесителя.
Задача, на решение которой направлена данная полезная модель - разработка простого в эксплуатации и техническом обслуживании, надежного в работе смесителя, с расширенными техническими и технологическими возможностями, позволяющего обеспечивать качественное перемешивание компонентов минеральных порошков и сокращение рабочего цикла, создание универсальной установки, допускающей работу в различных технологических режимах, что ведет к экономии трудовых и энергоресурсов, а также возможности использования в передвижных установках.
Предлагаемая полезная модель состоит из смонтированного на раме горизонтального корпуса с приводом, с загрузочным и выгрузным устройствами, системами аспирации и подачи воды, с расположенными в корпусе двумя рабочими валами, создающими противоточное движение смешиваемых материалов. Новым в смесителе является оригинальное решение компоновки камеры смешивания. Корпус смесителя имеет асимметричную двухскатную крышу, что позволяет выполнить смотровые технологические люки на широкой грани крыши по всей длине камеры смешивания. Это решение делает простым и удобным техническое и технологическое обслуживание камеры смешивания и рабочих органов смесителя. На узкой грани крыши корпуса располагается загрузочное устройство и аспирационный трубопровод. Такое устройство формирует боковую загрузку исходных материалов на вал, перемещающий материалы к
выгрузному устройству, что обеспечивает ускоренное распределение компонентов по камере смешивания. Устройство также включает в себя защитную решетку и боковой люк для удобного удаления с решетки накопившихся примесей.
В устройстве рабочих органов смесителя предлагается применить ряд конструктивных особенностей:
1. Для изготовления рабочих валов применить толстостенную трубу квадратного сечения - это решение значительно облегчает задачу крепления лопастей на валах и распределение лопастей на длине вала по винтовой линии.
2. В промежутках между лопастями установить кольца-обрушители, исключающие налипание вязких материалов на валы в процессе работы.
3. Средние лопасти выполнить двухстороннего действия с углом поворота 45° к продольной оси вала и возможностью разворота на 90°.
3. Крайние лопасти установить в цилиндрических гнездах с возможностью автоматического отклонения от торцевых стенок камеры смешивания при изменении направления вращения валов.
Предлагаемая конструкция рабочих органов и общая компоновка камеры смешивания позволяют выполнять технологический процесс как в порционном, так и в непрерывном режимах. Возможность разворота лопастей валов на 90° позволяет акцентировать движение материалов по зонам камеры смешивания. Конструкция крайних лопастей с автоматическим отклонением от торцевых стенок и автоматическим возвратом в исходное положение при смене направления вращения валов позволяет выполнять реверсивный режим работы валов, что также расширяет эксплуатационные возможности смесителя.
Конструкция выпускного устройства секторного типа, позволяющая применить как ручное, так и электромеханическое управление выгрузкой и
формирующая поток выгружаемого материала на приемное транспортное устройство любого типа.
В соответствии с описанной конструкцией полезной модели разработан специальный смеситель (фиг.1; 2; 3) для утилизации нефтемаслоотходов, санации нефтезагрязненных почв, утилизации нефтешламов и других с целью получения, например, минерального порошка, предназначенного для применения в качестве добавки в производстве асфальто-бетонных смесей для автомобильных дорог, теплоизоляционных, гидропрерывающих и дополнительных слоев земляного полотна автомобильных дорог. Компонентами смеси, получаемой в смесителе, являются нефтеоотходы и препарат, в состав которого входят негашеная известь, активированный уголь и костная мука. В качестве нефтемаслоотходов могут применяться отходы СОЖ, нефтешламы очистных сооружений, автомобильных моек, шламы от очистки труб нефтепроводов, резервуаров нефтебаз, автозаправочных станций, нефтешламы нефтяных амбаров, локальные нефтезагрязнения почв, грунтов, инженерных сооружений, нефтезагрязненные земли, лаки, краски, кислые гудроны и др.
3
Разработанный смеситель является оборудованием для утилизации нефтешламов и также может быть использован в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства для смешивания сухих сыпучих компонентов плотностью до 2 г/см с возможным включением жидких компонентов до 20%.
Смеситель состоит (фиг.1) из горизонтального корпуса 4 с коллектором для ввода воды 2, выпускным устройством 3, асимметричной крыши корпуса 5 с загрузочным устройством 7, аспирационным трубопроводом 1, смотровыми технологическими люками 6. Корпус камеры смешивания сконструирован таким образом, чтобы в процессе изготовления обеспечить точную геометрию поперечного сечения и зазор между рабочими органами и днищем камеры не более 10 мм. Загрузочное устройство (фиг.3) формирует
боковую загрузку исходных материалов на подающий вал 11, перемещающий материалы к выгрузному устройству, что обеспечивает ускоренное распределение компонентов по камере смешивания. Боковая загрузка компонентов на подающий вал является новым решением в проектировании двухвальных смесителей. Высокая эффективность такого способа загрузки подтверждена практическими испытаниями опытного образца смесителя. Устройство также включает в себя защитную решетку 19 и боковой лючок 18 для удобного удаления с решетки накопившихся примесей. Для исключения «пыления» в процессе смешивания над решеткой смонтирована шиберная задвижка, перекрывающая впускное окно.
Расположение смотровых технологических люков по всей длине камеры смешивания делает простым и удобным техническое и технологическое обслуживание камеры смешивания и рабочих органов смесителя. Аспирационный трубопровод имеет продольный паз, соединяющий трубопровод с камерой смешивания по всей длине.
Выпускное устройство 3 секторного типа имеет ручное управление и формирует поток выгружаемого материала на приемное транспортное устройство любого типа. Консольное расположение выпускного устройства и удобные габариты изделия позволяют использовать смеситель на передвижных установках. Для удобства обслуживания имеются откидные площадки 8.
Рабочие валы (фиг.2),правый (подающий) 11 и левый (возвращающий) 12 приводятся в движение от электродвигателя 17 через ременную передачу на редуктор 16 через полумуфту 15 втулочнопальцевой муфты на пару зубчатых шестерен 13; 14 и далее на валы с противоположным вращением. Ведомая полумуфта втулочнопальцевой муфты конструктивно совмещена с шестерней 14, что значительно упрощает конструкцию и уменьшает осевой габарит смесителя. Вся конструкция смонтирована на жесткой раме 10. Все движущиеся узлы привода закрыты защитным кожухом 9. С целью
обеспечения безопасности кожух привода и технологические смотровые люки крыши снабжены концевыми выключателями, размыкающими цепь электропитания смесителя в случае открытия люков или кожуха. Подшипники валов радиальные сферические двухрядные (самоустанавливающиеся); смазка подшипников - повышенной термостойкости, так как процесс утилизации нефтешламов сопровождается повышением температуры смеси.
Непосредственно перемешивание смеси осуществляют средние лопасти 21 и крайние лопасти 22 (фиг.2), установленные на валах. Средние лопасти выполнены двухстороннего действия с углом поворота 45° к продольной оси вала и возможностью разворота на 90°. Это позволяет создавать локальное противоточное движение материала на каждом валу в отдельности, создавать акцентированное движение материала по зонам камеры смешивания, регулировать время прохождения материалов от загрузки до выгрузки. Начальная установка средних лопастей - все в одну сторону, валы смесителя установлены со сдвигом винтовых линий по фазе, при этом противоположное вращение валов создает общее противоточное движение материала. Все крайние лопасти ориентированы на перемещение материала от торцевых стенок. Лопасть состоит из стойки и сменной рабочей пластины из твердой стали.
Крайние лопасти установлены в цилиндрических гнездах с возможностью автоматического отклонения от торцевых стенок камеры смешивания при изменении направления вращения валов. На круглой стойке крайней лопасти имеется радиальный паз, и стойка в пределах паза свободно поворачивается относительно упора, закрепленного на цилиндрическом гнезде. Крайние положения стойки соответствуют положениям лопасти: направленному к торцевой стенке и отклоненному от стенки на 30°. При основном направлении вращения валов все крайние лопасти смещают материал от торцевых стенок, при обратном вращении отклоняются от стенок на 30° во
избежание заклинивания. Отклонение крайних лопастей и возврат в исходное положение происходит вследствие конструкции рабочих пластин крайних лопастей «флажкового типа» и сопротивления смешиваемых материалов. Применение реверсивных режимов работы валов расширяет эксплуатационные возможности смесителя: позволяет улучшить качество и сократить время смешивания; влиять на время загрузки, выгрузки; облегчает освобождение рабочих органов в случае попадания посторонних предметов и заклинивания; исключает возможность заклинивания рабочих органов при «неправильном» подключении и т.д.
Для исключения налипания вязких веществ на рабочие валы применены «кольца-обрушители» 20 (фиг.3). Кольца, расположенные на валах в промежутках между лопастями, показали высокую эффективность в процессе испытаний опытного образца смесителя.
Применяемая конструкция рабочих органов и общая компоновка камеры смешивания представляют для данного типа смесителей возможность выполнять технологический процесс как в порционном, так и в непрерывном режимах.
При работе в порционном режиме рекомендуется лопасти рабочих валов оставлять на исходной установке (все средние лопасти на двух валах ориентированы в одну сторону). Это обеспечивает равномерное распределение материала по камере смешивания в течение цикла смешивания. Загрузка компонентов выполняется последовательно или параллельно. Выпускное устройство и шиберная задвижка загрузки в процессе смешивания закрыты.
При работе в непрерывном режиме выпускное устройство и шиберная задвижка загрузки постоянно открыты. Загрузка компонентов выполняется параллельно, равно распределена по дозировке, в соответствии со скоростью движения материалов в рабочем сечении (снизу до плоскости осей валов). В зависимости от требований технологического процесса скорость движения
материалов возможно регулировать разворотом лопастей. Для снижения скорости движения развернуть несколько средних лопастей равно распределено на подающем валу 11. Для увеличения скорости движения ту же операцию выполнить на возвращающем валу 12. Использование непрерывного режима работы позволяет значительно увеличить производительность смесителя.
Таким образом, заявленное изобретение соответствует требованию «промышленная применимость» действующему законодательству.