MD583Z - Malaxor cu acţiune ciclică - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la industria construcţiilor de maşini, în special la malaxoare, şi poate fi utilizată la prepararea amestecurilor uscate, semiuscate, de mortar şi de beton plastic sau vârtos.Malaxorul cu acţiune ciclică conţine un corp (1) cu fund semicilindric, instalat pe nişte suporturi (10), în pereţii frontali ai căruia este montat un arbore (3) cu organe de amestecare, executate în formă de bare radiale (2). La capetele arborelui (3) sunt fixate răzuitoare radiale (9). Pe barele radiale (2) sunt fixate nişte bare longitudinale (4), iar pe capetele barelor radiale (2) sunt montate răzuitoare longitudinale. Barele radiale (2) sunt executate în formă de arc şi sunt orientate cu partea concavă în direcţia de rotire a arborelui (3), formând un unghi de atac mai mic de 90°, iar răzuitoarele longitudinale conţin nişte cuţite (7) cu un unghi de atac egal cu 30°, fixate pe partea frontală a barelor radiale (2) prin intermediul unor elemente elastice (6) şi al unor plăci longitudinale (5).

Description

Invenţia se referă la industria construcţiilor de maşini, în special la malaxoare, şi poate fi utilizată la prepararea amestecurilor uscate, semiuscate, de mortar şi de beton plastic sau vârtos.

Este cunoscut un malaxor, care include un corp cilindric şi un arbore rotitor amplasat în interiorul lui, pe care sunt fixate pe o linie elicoidală organe de amestecare arcuite în formă de bare [1].

Dezavantajele malaxorului cunoscut constau în consumul mare de energie în procesul amestecării din cauza blocării agregatelor în formă de pană între capetele organelor de amestecare şi suprafaţa interioară a corpului cilindric, precum şi fărâmiţarea particulelor blocate.

În calitate de cea mai apropiată soluţie este prezentat un malaxor cu acţiune ciclică, care include un corp cu fundul semicilindric cu organe de amestecare executate în formă de bare, care sunt fixate radial pe arbore în secţii şi amplasate uniform pe circumferinţă, iar la capetele arborelui sunt fixate răzuitoare radiale, totodată pe barele fiecărei secţii, în sensul rotirii arborelui, sunt fixate bare longitudinale paralele cu axa arborelui, iar pe capetele barelor radiale sunt fixate răzuitoare longitudinale [2].

Dezavantajele acestei soluţii sunt consumul mare de energie în procesul malaxării din cauza rezistenţelor mari la deplasarea organelor de amestecare radiale cu unghiul de atac egal cu 90°, rezistenţelor mari în procesul malaxării din cauza blocării agregatelor, mai ales a celor în formă de pană, între suprafaţa interioară a corpului şi capetele barelor şi răzuitoare, uzarea ultimelor şi, de asemenea, fărâmiţarea particulelor blocate.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în micşorarea consumului de energie şi sporirea calităţii malaxării.

Problema se soluţionează prin aceea că malaxorul cu acţiune ciclică conţine un corp cu fund semicilindric, instalat pe nişte suporturi, în pereţii frontali ai căruia este montat un arbore cu organe de amestecare, executate în formă de bare radiale, fixate pe arbore în secţii şi amplasate uniform pe circumferinţă, la capetele arborelui fiind fixate nişte răzuitoare radiale. Pe barele radiale ale fiecărei secţii, în sensul rotirii arborelui, sunt fixate nişte bare longitudinale paralele cu axa arborelui, pe capetele barelor radiale fiind montate nişte răzuitoare longitudinale. Barele radiale sunt executate în formă de arc şi sunt orientate cu partea concavă în direcţia de rotire a arborelui, formând un unghi de atac mai mic de 90°, iar răzuitoarele longitudinale conţin nişte cuţite cu un unghi de atac egal cu 30°, fixate pe partea frontală a barelor radiale prin intermediul unor elemente elastice şi al unor plăci longitudinale.

Rezultatul invenţiei constă în obţinerea unui joc minim şi constant între suprafaţa interioară a corpului şi capetele barelor radiale şi ale răzuitoarelor longitudinale.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-5, care reprezintă:

fig.1, vedere generală în secţiune;

fig. 2, vederea A-A din fig. 1;

fig. 3, răzuitoare longitudinale cu cuţite din fig. 2, scara 5:1;

fig. 4, procesul de divizare-îmbinare a fluxurilor în plan transversal;

fig. 5, procesul de divizare-îmbinare a fluxurilor în plan longitudinal.

Simbolurile reprezintă:

în fig. 2, ω - viteza unghiulară a arborelui cu bare;

I...VI - numărul de ordine al rândurilor longitudinale de bare radiale;

- în fig. 4, α, β, γ - indicarea fluxurilor iniţiale la trecerea primei bare prin material în plan transversal;

A, B, L - fluxurile obţinute la trecerea barei a XLIII-a prin zona primei bare;

ν - viteza periferică a barelor;

- în fig. 5, a, b, c - indicarea fluxurilor iniţiale la trecerea primului rând longitudinal de bare prin material în plan longitudinal;

A, B, C - fluxurile obţinute la trecerea celui de-al 43-lea rând longitudinal de bare prin zona primului rând;

ν - viteza periferică a barelor.

Malaxorul (fig. 1-3) include un corp 1 cu fund semicilindric, organe de amestecare, executate în formă de bare radiale 2, fixate pe arbore 3 în secţii, bare longitudinale 4, fixate pe barele radiale 2, răzuitoare longitudinale, fixate pe capetele barelor radiale 2 şi care conţin plăci 5, elemente elastice 6 şi cuţite 7, fixate între ele cu şuruburi 8, şi răzuitoare radiale 9, fixate pe capetele barelor longitudinale 4 şi pe arborele 3, suporturi 10, rulmenţi 11, în care se sprijină bucşele pereţilor frontali ai corpului 1, rulmenţi 12, pe care se sprijină capetele arborelui 3, un mâner 13, fixat pe partea superioară a corpului 1, umere 14, fixate pe suprafaţa exterioară a corpului 1 şi rezemate de ramă.

Fiecare secţie include bare radiale amplasate uniform pe circumferinţă. Toate secţiile sunt amplasate de-a lungul arborelui cu acelaşi pas, iar fiecare secţie următoare este fixată pe arbore cu o deplasare unghiulară faţă de cea precedentă, egală cu o jumătate a unghiului dintre bare.

Barele longitudinale sunt fixate pe barele fiecărei secţii, în sensul rotirii arborelui, cu pasul mai mare decât diametrul propriu, având un diametru egal cu diametrul barelor radiale. Răzuitoarele longitudinale sunt fixate cu plăci longitudinale prin sudură pe capetele acelor bare radiale, la care distanţa de la bara longitudinală extremă până la capătul barei este egală cu pasul radial al barelor longitudinale. Circumferinţa descrisă de vârful cuţitului, când acesta nu contactează cu corpul, are o rază mai mare cu 1…3 mm decât raza interioară a corpului.

În fiecare rând longitudinal de bare radiale, barele longitudinale sunt amplasate pe rândurile radiale vecine cu o deplasare de jumătate de pas. Distanţa de la capetele barelor radiale, care nu sunt înzestrate cu răzuitoare longitudinale, până la suprafaţa interioară a corpului este mai mare decât dimensiunea celor mai mari bucăţi de material.

Partea cilindrică a corpului se prelungeşte mai sus de planul orizontal în cadranul II (fig. 2) până la planul dus sub un unghi mai mare decât unghiul de taluz natural în mişcare al materialelor de construcţie (ρ2 = 31,5°).

Malaxorul funcţionează în modul următor.

La rotirea arborelui 3 (mecanismul de acţionare nu este indicat) materialul turnat în corpul 1 este străpuns de barele radiale 2, barele longitudinale 4, răzuitoarele radiale 9 şi longitudinale, şi se divizează în fluxuri atât în planuri longitudinale, cât şi în planuri transversale.

Divizarea în fluxuri şi îmbinarea acestora are loc concomitent în tot volumul materialului. Pentru descrierea procesului de amestecare analizăm o zonă transversală destul de limitată în spaţiu (de exemplu zona barei radiale I, fig.2). Prin această zonă trec barele radiale cu barele longitudinale fixate pe ele, materialul aflându-se practic în stare statică. Apare efectul curgerii materialului printre barele radiale şi cele longitudinale, însă el se află practic în una şi aceeaşi poziţie. Numai o parte de particule, situate pe partea frontală a barelor radiale şi longitudinale şi a răzuitoarelor, pot cu o probabilitate oarecare să se deplaseze în material la distanţe nu prea mari.

Pentru analiza procesului de formare a şuvoaielor în plan transversal presupunem că materialul nu se deplasează de-a lungul corpului.

La trecerea primului rând longitudinal de bare prin material între răzuitoare şi bara longitudinală se formează fluxul α, între două bare longitudinale - fluxul β, şi între bara din dreapta şi arbore - fluxul γ (fig. 4, poziţia I).

La trecerea rândului al doilea longitudinal de bare prin această zonă fluxurile α, β şi γ se divizează fiecare în câte două semifluxuri de către barele longitudinale. Deoarece vectorii vitezei semifluxului 0,5α din dreapta şi vitezei semifluxului 0,5β din stânga sunt orientaţi unul faţă de altul sub un unghi, are loc îmbinarea şi amestecarea acestor semifluxuri şi se obţine fluxul 0,5α 0,5β. Tot aşa se întâmplă şi cu semifluxurile alăturate 0,5β şi 0,5γ - se obţine un flux nou 0,5β0,5γ.

La trecerea rândului al III-lea longitudinal de bare prin zona analizată semifluxul 0,5α este direcţionat spre dreapta de către răzuitoarele de la capătul acestei bare. Fluxurile 0,5α 0,5β şi 0,5β 0,5 γ se divizează în câte două semifluxuri 0,25α 0,25β şi 0,25β 0,25γ de către barele longitudinale. Are loc îmbinarea semifluxului 0,5α cu semifluxul 0,25α 0,25β din stânga şi obţinerea unui nou flux 0,75α 0,25β. Se îmbină semifluxul 0,25α 0,25β din dreapta cu semifluxul 0,25β 0,25γ din stânga şi se obţine un flux nou 0,25α 0,5β 0,25γ şi, în sfârşit, se îmbină semifluxul 0,25β 0,25γ din dreapta cu semifluxul 0,5γ şi se obţine fluxul 0,25β 0,75γ.

Acest proces de divizare-îmbinare a fluxurilor continuă la trecerea de mai departe a barelor prin această zonă. Observăm (fig. 4) că o parte de material al fluxului α în procesul de divizare-îmbinare se deplasează treptat în dreapta zonei analizate şi la trecerea barei a V-a ajunge până la arbore, apoi începe migrarea în stânga. Tot aşa, o parte de material al fluxului γ se deplasează treptat spre stânga şi ajunge la corpul malaxorului la trecerea barei a V-a prin această zonă şi apoi începe migrarea spre dreapta. Materialul fluxului β în procesul de divizare-îmbinare a fluxurilor trece în stânga şi în dreapta, ajungând până la corpul malaxorului şi respectiv până la arbore, apoi începe migrarea în direcţii inverse.

La începutul amestecării conţinutul fluxurilor α, β şi γ în fluxurile nou-formate nu este uniform. Treptat această neuniformitate dispare, şi la trecerea prin zona cercetată a rândului al XLIII-lea longitudinal de bare (numărând de la primul) se obţin fluxurile A, B, L, care conţin particule ale fluxurilor iniţiale α, β şi γ distribuite uniform (fig. 4).

Procesul de migrare a particulelor fluxurilor are loc nu numai în zona analizată, ci concomitent în toată secţiunea transversală a tobei. Aceasta contribuie la amestecarea rapidă a materialului în plan transversal, iar dacă luăm în considerare toate secţiile - în planuri transversale în tot volumul materialului din corp.

Procesul de amestecare în plan longitudinal este analogic celui descris mai sus şi este prezentat schematic în fig. 5. Cifra 1 indică primul rând longitudinal de bare, literele a, b şi c indică fluxurile formate la trecerea barelor prin material. Cifrele următoare indică rândurile longitudinale de bare în poziţia când ele trec prin zona primului rând longitudinal de bare, sunt indicate şi fluxurile formate la trecerea acestor bare.

Din cauza divizării-îmbinării fluxurilor particulele de material migrează concomitent de la stânga spre dreapta şi invers. Procesele de divizare-îmbinare şi de migrare au loc concomitent în zonele tuturor rândurilor longitudinale de bare situate în material, ceea ce conduce la o amestecare intensă şi omogenă a componentelor amestecului în tot volumul materialului din corpul malaxorului.

Vectorii vitezelor de migrare a particulelor în plan transversal se însumează cu vectorii vitezelor de migrare în plan longitudinal şi se obţine o deplasare concomitentă a particulelor spre arbore şi în dreapta, spre corpul malaxorului şi în stânga şi invers.

La finele procesului de amestecare uscată se adaugă uniform de-a lungul corpului lichid liant. Procesul de amestecare este analogic celui descris.

În procesul funcţionării malaxorului, la trecerea cuţitului 7 al răzuitoarei longitudinale prin zona CD (fig. 2), datorită razei descrise de el mai mari decât raza interioară a corpului, elementul elastic se îndoaie în direcţia deplasării organului de amestecare (barei radiale) şi asigură în aşa mod alunecarea cuţitului 7 pe suprafaţa interioară a corpului 1 fară joc radial. La trecerea cuţitului prin zona DE, acesta se găseşte permanent în contact cu suprafaţa interioară a corpului 1 datorită acţionării forţelor de presare a materialului din faţă. În aşa mod se asigură un joc nul între vârful cuţitului 7 şi suprafaţa interioară a corpului 1 şi, ca rezultat, evitarea deplină a blocării particulelor între cuţit şi corp.

Pentru descărcarea amestecului preparat corpul 1 se basculează cu mânerul 13 în direcţie opusă rotirii arborelui. În procesul amestecării şi basculării corpul 1 se reazemă în rulmenţii 11, care se sprijină pe suporturile 10, iar arborele 3 se sprijină pe rulmenţii 12. După descărcarea amestecului preparat corpul este readus în poziţia iniţială cu mânerul 13 până la sprijinirea cu umărul 14 în rama malaxorului.

1. MD 655 G2 1997.01.31

2. MD 3448 G2 2007.12.31

Claims (1)

1. Malaxor cu acţiune ciclică, care conţine un corp (1) cu fund semicilindric, instalat pe nişte suporturi (10), în pereţii frontali ai căruia este montat un arbore (3) cu organe de amestecare, executate în formă de bare radiale (2), fixate pe arbore (3) în secţii şi amplasate uniform pe circumferinţă, la capetele arborelui (3) fiind fixate nişte răzuitoare radiale (9), totodată pe barele radiale (2) ale fiecărei secţii, în sensul rotirii arborelui (3), sunt fixate nişte bare longitudinale (4) paralele cu axa arborelui (3), pe capetele barelor radiale (2) fiind montate nişte răzuitoare longitudinale, caracterizat prin aceea că barele radiale (2) sunt executate în formă de arc şi sunt orientate cu partea concavă în direcţia de rotire a arborelui (3), formând un unghi de atac mai mic de 90°, iar răzuitoarele longitudinale conţin nişte cuţite (7) cu un unghi de atac egal cu 30°, fixate pe partea frontală a barelor radiale (2) prin intermediul unor elemente elastice (6) şi al unor plăci longitudinale (5).