MD747Z - 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 (7), în pereţii frontali ai căruia este montat un arbore (3) cu organe de amestecare, executate în formă de bare radiale arcuite (2), fixate pe arbore (3) în secţii. La capetele arborelui (3) sunt fixate nişte răzuitoare radiale (6). Pe barele radiale arcuite (2) ale fiecărei secţii sunt fixate nişte bare longitudinale (4) paralele cu axa arborelui (3). Pe capetele barelor radiale arcuite (2) sunt montate nişte răzuitoare longitudinale (5). Câte două secţii de bare radiale arcuite (2) de la ambele capete ale arborelui (3) sunt consolidate cu nişte inele de rigidizare (10). Răzuitoarele longitudinale (5) sunt amplasate în aşa ordine, încât să acopere întreaga lungime a corpului (1).

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 arbore fiind fixate pe o linie elicoidală organe de amestecare în formă de bare arcuite [1].

Dezavantajul acestui malaxor constă în consumul mare de materiale pentru confecţionarea barelor, deoarece în procesul funcţionării acestea sunt încărcate neuniform pe parcursul unei rotaţii a arborelui, ceea ce conduce la supraîncărcarea unor bare cu moment de încovoiere, în timp ce alte bare sau sunt încărcate mai puţin, sau defel.

Cea mai apropiată soluţie este malaxorul cu acţiune ciclică, care 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 arcuite, fixate pe arbore în secţii şi amplasate uniform pe circumferinţă, la capetele arborelui fiind fixate nişte răzuitoare radiale, totodată pe barele radiale arcuite ale fiecărei secţii, în sensul rotirii arborelui, sunt fixate nişte bare longitudinale paralele cu axa arborelui, pe capetele barelor radiale arcuite fiind montate nişte răzuitoare longitudinale [2].

Dezavantajul acestui malaxor constă în consumul mare de materiale necesare pentru confecţionarea barelor radiale şi longitudinale, deoarece în procesul funcţionării acestea sunt încărcate neuniform pe parcursul unei rotaţii a arborelui, ceea ce conduce la supraîncărcarea unor bare cu moment de încovoiere, în timp ce celelalte bare sau sunt încărcare mai puţin, sau defel.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în majorarea durabilităţii organului de amestecare ca rezultat al micşorării şi uniformizării sarcinilor care acţionează asupra barelor şi reducerea consumului de materiale necesare pentru confecţionarea barelor radiale şi longitudinale.

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 arcuite, fixate pe arbore în secţii şi amplasate uniform pe circumferinţă, la capetele arborelui fiind fixate nişte răzuitoare radiale. Pe barele radiale arcuite ale fiecărei secţii, în sensul rotirii arborelui, sunt fixate nişte bare longitudinale paralele cu axa arborelui, pe capetele barelor radiale arcuite fiind montate nişte răzuitoare longitudinale. Câte două secţii de bare radiale arcuite de la ambele capete ale arborelui sunt consolidate cu nişte inele de rigidizare, distanţa radială a cărora de la corp este mai mare decât dimensiunea celor mai mari bucăţi ale amestecului, iar lăţimea inelelor constituie cel mult două diametre ale barelor radiale. Lungimea fiecărei răzuitoare longitudinale constituie o treime din lungimea interioară a corpului, acestea fiind amplasate în aşa ordine, încât să acopere întreaga lungime a corpului, iar pe porţiunile libere de răzuitoare sunt amplasate barele longitudinale cu distanţa de la suprafaţa interioară a corpului mai mare decât dimensiunea celor mai mari bucăţi ale amestecului.

Rezultatul invenţiei constă în obţinerea unei carcase rigide care include inelele de rigidizare, toate barele radiale şi longitudinale şi răzuitoarele longitudinale, şi care asigură micşorarea şi uniformizarea sarcinilor care acţionează asupra organelor de amestecare, şi, ca rezultat, micşorarea diametrului barelor şi a rezistenţei la înaintarea barelor prin amestec.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-4, care reprezintă:

- fig. 1, vederea generală în secţiune;

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

- fig. 3, procesul divizării-îmbinării fluxurilor în plan transversal;

- fig. 4, procesul divizării-îmbinării fluxurilor în plan longitudinal.

Simbolurile reprezintă:

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

I…VI - numărul de rând al rândurilor longitudinale de bare radiale;

- în fig. 3, α, β, γ - indicarea fluxurilor iniţiale la trecerea primei bare prin material în plan transversal;

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

ν - viteza periferică a barelor;

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

Fiecare secţie include bare radiale arcuite, 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 un pas mai mare decât diametrul propriu, au un diametru egal cu diametrul barelor radiale. Răzuitoarele longitudinale sunt fixate 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. 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. Câte două secţii de bare radiale de la ambele capete ale arborelui sunt consolidate cu nişte inele de rigidizare, distanţa radială a carora de la corp este mai mare decât dimensiunea celor mai mari bucăţi ale amestecului, iar lăţimea inelelor constituie cel mult două diametre ale barelor radiale. Lungimea fiecărei răzuitoare longitudinale constituie o treime din lungimea interioară a corpului, acestea fiind amplasate în aşa ordine, încât să acopere întreaga lungime a corpului, iar pe porţiunile libere de răzuitoare sunt amplasate barele longitudinale cu distanţa de la suprafaţa interioară a corpului mai mare decât dimensiunea celor mai mari bucăţi ale amestecului.

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 arcuite 2, barele longitudinale 4, răzuitoarele radiale 6 şi longitudinale 5 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 practic este în stare statică. Apare efectul curgerii materialului printre barele radiale şi cele longitudinale, însă el se găseşte 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 fluxurilor în plan transversal presupunem că materialul nu se deplasează de-a lungul corpului.

La trecerea primului rând longitudinal de bare prin material (fig. 3, poziţia I), între răzuitoare şi bara longitudinală se formează fluxul α, între două bare longitudinale - fluxul β, şi între bara longitudinală din dreapta şi arbore - fluxul γ.

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 0,5β 0,5γ.

La trecerea rândului al III-lea longitudinal de bare prin zona analizată semifluxul 0,5α este direcţionat spre dreapta de către răzuitoare de la capătul acestei bare. Fluxurile 0,5α 0,5β şi 0,5β 0,5γ 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. 3) că o parte de material a fluxului α în procesul divizării-îmbinării 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 a 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 divizării-îmbinării 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, Г, care conţin particule ale fluxurilor iniţiale α, β şi γ distribuite uniform (fig. 3).

Procesul de migraţie a particulelor fluxurilor are loc nu numai în zona analizată, ci concomitent în toată secţiunea transversală a corpului. 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. 4. 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.

Datorită divizării-îmbinării fluxurilor particulele materialului 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 intensivă 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.

În procesul malaxării nu toate barele se află în amestec, deoarece coeficientul de umplere a corpului cu material cel mai frecvent constituie 0,35…0,50. Barele din amestec întâmpină rezistenţe mari, în timp ce cele din afara amestecului nu sunt încărcate defel. Inelele de rigidizare, care consolidează toate barele şi răzuitoarele, contribuie la formarea carcasei şi distribuirea rezistenţelor de amestecare uniform între toate barele şi la micşorarea sarcinilor specifice, care revin la fiecare bară. Deoarece barele au un diametru mai mic decât în malaxorul fără consolidare, rezistenţa de înaintare prin amestec se micşorează.

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

Pentru descărcarea amestecului preparat corpul 1 se basculează cu mânerul 11 în direcţie opusă rotirii arborelui 3. În procesul amestecării şi basculării corpul 1 se reazemă în rulmenţii 8, care se sprijină pe suporturile 7, iar arborele 3 se sprijină în rulmenţii 9. După descărcarea amestecului preparat corpul este readus în poziţia iniţială cu mânerul 11 până la sprijinirea cu umărul 12 în rama malaxorului.

1. MD 655 G2 1997.01.31

2. MD 583 Z 2013.01.31

Claims (1)

1. Malaxor cu acţiune ciclică, care conţine un corp (1) cu fund semicilindric, instalat pe nişte suporturi (7), în pereţii frontali ai căruia este montat un arbore (3) cu organe de amestecare, executate în formă de bare radiale arcuite (2), fixate pe arbore (3) în secţii şi amplasate uniform pe circumferinţă, la capetele arborelui (3) fiind fixate nişte răzuitoare radiale (6), totodată pe barele radiale arcuite (2) ale fiecărei secţii, în sensul rotirii arborelui (3), sunt fixate nişte bare longitudinale (4) paralele cu axa arborelui (3), pe capetele barelor radiale arcuite (2) fiind montate nişte răzuitoare longitudinale (5), caracterizat prin aceea că câte două secţii de bare radiale arcuite (2) de la ambele capete ale arborelui (3) sunt consolidate cu nişte inele de rigidizare (10), distanţa radială a cărora de la corp (1) este mai mare decât dimensiunea celor mai mari bucăţi ale amestecului, iar lăţimea inelelor (10) constituie cel mult două diametre ale barelor radiale (2), totodată lungimea fiecărei răzuitoare longitudinale (5) constituie o treime din lungimea interioară a corpului, acestea fiind amplasate în aşa ordine, încât să acopere întreaga lungime a corpului, iar pe porţiunile libere de răzuitoare (5) sunt amplasate barele longitudinale (4) cu distanţa de la suprafaţa interioară a corpului (1) mai mare decât dimensiunea celor mai mari bucăţi ale amestecului.