MD883Z - Malaxor cu acţiune ciclică - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la industria construcţiilor de maşini, în special la malaxoare cu acţiune ciclică, şi poate fi utilizată la prepararea amestecurilor semiuscate, de mortar şi de beton.Malaxorul cu acţiune ciclică conţine un corp (1) cu fund semicilindric, instalat pe nişte suporturi (16), 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 nişte răzuitoare radiale (5). Pe barele radiale (2) sunt fixate nişte bare longitudinale (4). Pe capetele barelor radiale (2) sunt montate nişte răzuitoare longitudinale (10), care conţin nişte cuţite (11) cu un unghi de atac egal cu 30°. Fiecare răzuitoare radială (5) este unită articulat cu un pivot radial (7) cu o bucşă (6), fixat pe arbore (3) lângă peretele lateral în aşa mod,încât răzuitoarea radială (5) formează cu peretele lateral un unghi de atac egal cu 30°. La capătul liber al pivotului (7) este fixat un şplint limitator (8), iar la mijlocul bucşei (6) este fixat un sprijin (9), care contactează cu peretele lateral. Răzuitoarele longitudinale (10) sunt fixate articulat pe capetele barelor radiale (2) prin intermediul unor tuburi (15) şi bolţuri (13), protejate prin bucşeelastice (12).

Description

Invenţia se referă la industria construcţiilor de maşini, în special la malaxoare cu acţiune ciclică, şi poate fi utilizată la prepararea amestecurilor semiuscate, de mortar şi de beton.

Este cunoscut un malaxor cu acţiune ciclică, care conţine un corp cilindric cu organe de amestecare în formă de bare, care sunt fixate pe arbore radial în secţii şi amplasate uniform pe circumferinţă, având la capetele arborelui răzuitoare radiale fixate diametral opus, iar la capetele barelor răzuitoare înclinate faţă de axa arborelui [1].

Dezavantajele acestui malaxor constau în schimbarea din cauza uzurii a jocului dintre răzuitoarele radiale şi pereţii laterali ai corpului şi dintre răzuitoarele longitudinale şi suprafaţa interioară cilindrică a corpului, ceea ce conduce la blocarea între răzuitoare şi suprafaţa corpului a particulelor de agregate tot mai mari şi creşterea din această cauză a rezistenţelor la înaintare şi a consumului de energie al malaxorului.

În calitate de cea mai apropiată soluţie este prezentat un malaxor cu acţiune ciclică, care conţine un corp 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 diametral opus nişte răzuitoare radiale, totodată răzuitoarele longitudinale conţin nişte cuţite, fixate pe partea frontală a barelor radiale prin intermediul unor elemente elastice şi al unor plăci longitudinale [2].

Dezavantajele acestui malaxor constau în complexitatea construcţiei răzuitoarelor longitudinale, modificarea din cauza uzurii a jocului dintre răzuitoarele radiale şi pereţii laterali ai corpului, ceea ce conduce la blocarea între răzuitoare şi suprafaţa corpului a particulelor de agregate tot mai mari şi creşterea din această cauză a rezistenţelor la înaintare şi a consumului de energie al malaxorului.

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, care conţin nişte cuţite cu un unghi de atac egal cu 30°. Fiecare răzuitoare radială este unită articulat cu un pivot radial cu o bucşă, fixat pe arbore lângă peretele lateral în aşa mod, încât răzuitoarea radială formează cu peretele lateral un unghi de atac egal cu 30°. Lungimea proiecţiei răzuitoarei radiale în plan perpendicular pe peretele lateral, măsurată de la axa pivotului până la perete, este mai mare decât de la axa pivotului până la partea opusă a răzuitoarei radiale. La capătul liber al pivotului este fixat un şplint limitator. La mijlocul bucşei este fixat un sprijin, care contactează cu peretele lateral. Răzuitoarele longitudinale sunt fixate articulat pe capetele barelor radiale prin intermediul unor tuburi şi bolţuri, protejate prin bucşe elastice. Răzuitoarele longitudinale sunt situate în aşa mod şi în aşa număr, încât proiecţiile lor pe orice plan longitudinal se suprapun, iar lungimea sumară a proiecţiilor răzuitoarelor este mai mare decât lungimea interioară a corpului.

Rezultatul invenţiei constă în micşorarea rezistenţelor la înaintarea răzuitoarelor radiale şi longitudinale prin amestec datorită obţinerii unui joc nul dintre cuţitele lor şi suprafeţele de contactare ale corpului malaxorului.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1 - 8, care reprezintă:

fig. 1, vederea generală în secţiune;

fig. 2, secţiunea A-A din fig. 1;

fig. 3, răzuitoare longitudinală, vederea В din fig. 2;

fig. 4, secţiunea C-C din fig, 3;

fig. 5, secţiunea D-D din fig. 1;

fig. 6, suprafaţa desfăşurată a cilindrului descris de cuţitele răzuitoarelor longitudinale şi situarea barelor, răzuitoarelor radiale şi longitudinale pe această suprafaţă;

fig. 7, procesul de divizare-îmbinare şi migrare a fluxurilor în plan transversal;

fig. 8, procesul de divizare-îmbinare şi migrare a fluxurilor în plan longitudinal.

Simbolurile reprezintă:

- în fig. 1 şi 2, ω - viteza unghiulară a arborelui cu bare;

- în fig. 2 şi 6, I...VI - numărul de ordine al rândurilor longitudinale de bare radiale; ν - viteza periferică a barelor;

- în fig. 7, α, β, γ - indicarea fluxurilor iniţiale la trecerea primei bare prin material în plan transversal;

A, B, L - fluxurile complexe obţinute la trecerea barei a XLIII-a prin zona primei bare; ν - viteza periferică a barelor;

- în fig. 8, a, b, c - indicarea fluxurilor iniţiale la trecerea primului rând longitudinal de bare radiale prin material în plan longitudinal;

А, В, С - fluxurile complexe obţinute la trecerea celui de-al 43-lea rând longitudinal de bare prin zona primului rând;

ν - viteza periferică a barelor.

Malaxorul (fig. 1-8) conţine 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 radiale 5, unite articulat prin intermediul bucşelor 6 cu pivoturi 7 radiale, fixate pe arbore 3 lângă pereţii laterali, şplinturi limitatoare 8 şi sprijin 9, răzuitoare longitudinale 10, unite articulat cu capetele barelor radiale 2 şi care conţin cuţite 11, bucşe elastice 12, bolţuri 13 cu piuliţe 14, tuburi 15 cauciucate de protecţie, suporturi 16, rulmenţi 17 în care se sprijină bucşele pereţilor frontali ai corpului 1, rulmenţi 18 pe care se sprijină fusurile arborelui 3, un mâner 19, fixat pe partea superioară a corpului 1, umere 20, fixate pe suprafaţa exterioară a corpului 1 şi rezemate de ramă.

Fiecare secţie include bare fixate radial şi 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.

Răzuitoarele radiale formează cu pereţii laterali un unghi de atac egal cu 30°, iar lungimea proiecţiei răzuitorului pe un plan perpendicular pe peretele lateral măsurată de la axa pivotului până la perete este mai mare decât de la axa pivotului până la partea opusă a răzuitorului.

Răzuitoarele longitudinale sunt situate în aşa mod şi în aşa număr, încât proiecţiile lor pe orice plan longitudinal se suprapun, iar lungimea sumară a proiecţiilor răzuitoarelor este mai mare decât lungimea interioară a corpului. Planurile cuţitelor 11 formează cu tangenta dusă prin punctul de contactare a cuţitului cu fundul corpului cilindric un unghi de 30º.

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.

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 5 şi longitudinale 10, şi se divizează în fluxuri atât în plan longitudinal, cât şi în plan transversal.

La trecerea primului rând longitudinal de bare prin material (fig. 7, rândul I) între răzuitoare şi bara longitudinală se formează fluxul α, între două bare longitudinale - fluxul β, şi între bara 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 răzuitorul 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. Se observă (fig.7) că o parte de material al fluxului α în procesul divizării-îmbinării se deplasează treptat în dreapta zonei analizate şi la trecerea barei a V-a ajunge până la arbore, unde are loc devierea în direcţie opusă şi începe migrarea spre 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, sub acţiunea răzuitorului longitudinal are loc devierea în dreapta 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 complexe А, В, L care conţin particule ale fluxurilor iniţiale α, β şi γ distribuite uniform (fig. 7).

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 se iau în considerare toate secţiile - în plan transversal în tot volumul materialului din corp.

Procesul de amestecare în plan longitudinal este analogic celui descris mai sus şi este prezentat schematic în fig. 8. Cifra 1 indică primul rând longitudinal de bare, literele a, b şi с 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. Când fluxurile de amestec ajung la peretele lateral de stânga, răzuitoarele radiale 5 le direcţionează spre dreapta şi ele sunt supuse procesului de divizare-îmbinare şi migrare. Tot aşa fluxurile care ajung la peretele lateral de dreapta sunt direcţionate spre stânga de către răzuitoarele radiale de dreapta. 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.

Răzuitoarele radiale în procesul malaxării sunt apăsate de către material spre peretele lateral datorită forţelor sumare mai mari care acţionează pe suprafaţa frontală a răzuitorului situată între peretele lateral şi linia centrului pivotului decât forţele care acţionează pe suprafaţa frontală situată între linia centrului pivotului şi partea opusă a răzuitorului. Aceasta contribuie la formarea unui joc nul între peretele lateral şi răzuitor. Sprijinul 9 contribuie la menţinerea răzuitorului radial în poziţia gata de lucru la ieşirea lui din material şi până la intrarea în material.

Răzuitoarele longitudinale, la trecerea lor prin amestec, sunt apăsate spre fundul corpului cilindric şi formează un joc nul cu corpul datorită faptului că forţa sumară care acţionează asupra răzuitorului este situată între axa bolţului 13 faţă de care se roteşte răzuitorul longitudinal şi locul de contactare a răzuitorului cu corpul. Bucşa elastică 12 asigură menţinerea în poziţie gata de lucru a răzuitorului de la ieşirea lui din amestec şi până la intrarea în amestec. Tubul cauciucat de protecţie exclude pătrunderea particulelor şi a lichidului în zona articulaţiei răzuitorului.

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

Pentru descărcarea amestecului preparat corpul 1 se basculează cu mânerul 19 în direcţie opusă rotirii arborelui. În procesul amestecării şi basculării corpul 1 se reazemă în rulmenţii 17 care se sprijină pe suporturile 16, iar arborele 3 se sprijină în rulmenţii 18. După descărcarea amestecului preparat corpul este readus în poziţia iniţială cu mânerul 19 până la sprijinirea cu umărul 20 în rama malaxorului.

Utilizarea atât a barelor radiale, cât şi a barelor longitudinale conduce la o intensificare deosebit de puternică a procesului de amestecare (amestecarea omogenă în stare uscată se obţine după 4-5 rotaţii ale arborelui, iar în stare umedă tot după 4-5 rotaţii). Existenţa răzuitoarelor radiale şi longitudinale care asigură joc nul în procesul malaxării conduce la evitarea blocării particulelor, bucăţilor de material între capetele barelor şi corp, între capetele răzuitoarelor şi corp şi micşorarea suficientă a rezistenţelor la înaintarea organului de amestecare, deci şi a consumului specific de energie.

1. MD 2301 C2 2003.06.30

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 (16), 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 (5), 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 (10), care conţin nişte cuţite (11) cu un unghi de atac egal cu 30°, caracterizat prin aceea că fiecare răzuitoare radială (5) este unită articulat cu un pivot radial (7) cu o bucşă (6), fixat pe arbore (3) lângă peretele lateral în aşa mod, încât răzuitoarea radială (5) formează cu peretele lateral un unghi de atac egal cu 30°, iar lungimea proiecţiei răzuitoarei radiale (5) în plan perpendicular pe peretele lateral, măsurată de la axa pivotului (7) până la perete, este mai mare decât de la axa pivotului (7) până la partea opusă a răzuitoarei radiale (5), totodată la capătul liber al pivotului (7) este fixat un şplint limitator (8), iar la mijlocul bucşei (6) este fixat un sprijin (9), care contactează cu peretele lateral, răzuitoarele longitudinale (10) sunt fixate articulat pe capetele barelor radiale (2) prin intermediul unor tuburi (15) şi bolţuri (13), protejate prin bucşe elastice (12), răzuitoarele longitudinale (10) fiind situate în aşa mod şi în aşa număr, încât proiecţiile lor pe orice plan longitudinal se suprapun, iar lungimea sumară a proiecţiilor răzuitoarelor este mai mare decât lungimea interioară a corpului (1).