RU2006278C1

RU2006278C1 - Loose material mixer

Info

Publication number: RU2006278C1
Application number: SU904876964A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Андреевич Черноземов
Original assignee: Анатолий Андреевич Черноземов
Priority date: 1990-09-10
Filing date: 1990-09-10
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: mixer has a drum with cylindrical side surface (part) 2 and end second order surfaces 1 which are wave cones. Generatrices of the cones are sine-shaped curves 4 of the cylindrical surface which are in antiphase and have an amplitude varying from maximum to minimum values. The vertices 5 and 6 of the cones are aligned with axis of symmetry 7 of cylindrical part 2 which is aligned with the axis of rotation of the drum. EFFECT: improved structure. 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для смешения сыпучих материалов, в том числе различающихся по плотности, и может быть использовано для приготовления однородных по составу композиций, находящихся в порошкообразном состоянии. The invention relates to a device for mixing bulk materials, including those differing in density, and can be used to prepare compositions of a uniform composition in powder form.

В авт. св. N 1502069 описан смеситель для сыпучих материалов, у которого цилиндрическая поверхность барабана выполнена с разверткой, ограниченной двумя, находящимися в противофазе синусоидоподобными кривыми с амплитудой, изменяющейся от максимального до минимального, нулевого в пределе значения. При этом отношение наибольшей суммарной амплитуды кривых к полупериоду равно тангенсу угла равного или меньшего угла естественного откоса легкого компонента, а в месте минимальной амплитуды угол между торцовыми поверхностями выполнен равным или больше угла естественного откоса того же компонента. Низкие лопасти расположены в месте наибольшей суммарной амплитуды синусоидоподобных кривых, а барабан образован параллельным смещением осей симметрии цилиндрической и торцовых поверхностей. In auth. St. N 1502069 describes a mixer for bulk materials, in which the cylindrical surface of the drum is made with a scan limited by two out of phase sinusoidal curves with an amplitude that varies from maximum to minimum, zero in the limit value. In this case, the ratio of the largest total amplitude of the curves to the half-period is equal to the tangent of an angle equal to or less than the angle of repose of the light component, and in the place of the minimum amplitude, the angle between the end surfaces is equal to or greater than the angle of repose of the same component. Low blades are located in the place of the greatest total amplitude of sinusoidal curves, and the drum is formed by parallel displacement of the axis of symmetry of the cylindrical and end surfaces.

Данная конструкция барабана с однопериодным каналом смешения удовлетворяет требованиям производительности и качества приготовления смесей из материалов, угол естественного откоса самого легкого из которых не превышает, например, 20^оС. Однако при смешивании материалов с углами естественного откоса, приближающимися к 45^о, появляется возможность при том же диаметре барабана увеличить количество циклов расширение-сужение, т. е. интенсифицировать процесс смешения за счет увеличения угла схождения синусоидоподобных кривых, уменьшения длины их периодов и размещения на той же длине развертки не одного, а нескольких периодов.This drum construction with a one-period mixing channel satisfies performance requirements and the quality of the preparation of mixtures of materials, the angle of repose of the light of which is not more than, e.g., ^about 20 C. However, by mixing materials with angles of repose approaching ^{45 °,} it is possible when increase the number of expansion-contraction cycles in the same diameter of the drum, i.e., intensify the mixing process by increasing the angle of convergence of sinusoidal curves, decreasing us periods and their placement on the same scan length of not one but several periods.

Целью изобретения является повышение производительности. The aim of the invention is to increase productivity.

Это достигается тем, что развертка цилиндрической поверхности барабана выполнена более чем однопериодной, каждая из торцовых поверхностей оформлена в виде волнистого конуса, вершина которого расположена на оси вращения, а в качестве направляющей принята обpащенная к этой вершине синусоидоподобная кривая цилиндрической поверхности барабана. This is achieved by the fact that the reamer of the cylindrical surface of the drum is made more than one-period, each of the end surfaces is shaped as a wavy cone, the apex of which is located on the axis of rotation, and a sinusoidal curve of the cylindrical surface of the drum turned towards this vertex is adopted.

Отличительные признаки предложенного технического решения и преимущества, обеспечиваемые им, в сравнении с основным изобретением. Distinctive features of the proposed technical solution and the advantages provided by him, in comparison with the main invention.

Развертка цилиндрической поверхности барабана выполнена более чем однопериодной. Scan of the cylindrical surface of the drum is made more than single-period.

В таком барабане за один его оборот материалы перераспределяются в направлениях вдоль и поперек оси вращения столько раз, сколько периодов насчитывают синусоидоподобные кривые на развертке цилиндрической части. Интенсивность смешения при этом возрастает, обеспечивая повышение производительности. In such a drum, during one revolution, materials are redistributed in directions along and across the axis of rotation as many times as there are sinusoidal curves on the scan of the cylindrical part. The mixing intensity increases while providing increased productivity.

Каждая из торцевых поверхностей оформлена в виде волнистого конуса, вершина которого расположена на оси вращения, а в качестве направляющей принята обращенная к этой вершине синусоидоподобная кривая цилиндрической поверхности барабана. Each of the end surfaces is designed as a wavy cone, the apex of which is located on the axis of rotation, and a sinusoidal curve of the cylindrical surface of the drum facing this apex is adopted.

Торцовая поверхность, имеющая подобную форму, обладает значительной устойчивостью к воздействиям избыточного давления, равно как и разрежение. Построение разверток и формование таких поверхностей не вызывает особых трудностей и не требует специального оборудования. The end face, having a similar shape, has significant resistance to the effects of excess pressure, as well as rarefaction. The construction of reamers and the formation of such surfaces does not cause special difficulties and does not require special equipment.

Технических решений с признаками, сходными или аналогичными признакам, отличающим заявленное изобретение от прототипа, не обнаружено, а значит можно сделать вывод, что оно обладает новизной и существенными отличиями. No technical solutions with features similar or similar to those distinguishing the claimed invention from the prototype were found, which means that it can be concluded that it has novelty and significant differences.

На фиг. 1-3 приведены ортогональные проекции трехпериодного барабана смесителя; на фиг. 4 - один период развертки цилиндрической части барабана; на фиг. 5 - аксонометрическое изображение последней с нанесенными тонкими линиями, симметрично через 10^о образующими торцовые поверхности; на фиг. 6 - аксонометрическое изображение барабана.In FIG. 1-3 show orthogonal projections of a three-period mixer drum; in FIG. 4 - one scan period of the cylindrical part of the drum; in FIG. 5 - perspective view of the latter with the deposited thin lines symmetrically ^about 10 forming end surfaces; in FIG. 6 is a perspective view of a drum.

Барабан смесителя состоит из торцовых поверхностей 1 второго порядка (в данном случае волнистых конусов) и соединяющей их цилиндрической части (поверхности) 2, на внутренней стороне которой размещены низкие лопасти 3. Цилиндрическая поверхность барабана выполнена ограниченной двумя находящимися в противофазе синусоидоподобными кривыми 4 с амплитудой, изменяющейся от максимального до минимального значения, и определяет характер движения материалов в барабане при смешивании. Кривые 4 также являются направляющими волнистых конусов торцовых поверхностей 1, вершины 5 и 6 которых лежат на оси 7 вращения барабана, совпадающей с осью симметрии цилиндрической части 2. На чеpтежах приведен частичный случай выполнения волнистых конусов, когда образующие, соединяющие вершины 5 и 6 с точками кривых 4, соответствующих их максимальной амплитуде, расположены перпендикулярно к оси 7. Барабан снабжен загрузочным 8 и разгрузочным 9 люками. The mixer drum consists of end surfaces 1 of the second order (in this case, wavy cones) and a cylindrical part (surface) 2 connecting them, on the inside of which low blades 3 are placed. The cylindrical surface of the drum is made limited by two out-of-phase sinusoidal curves 4 with amplitude, varying from maximum to minimum, and determines the nature of the movement of materials in the drum during mixing. Curves 4 are also guides of the wavy cones of the end surfaces 1, the vertices 5 and 6 of which lie on the axis of rotation of the drum 7, which coincides with the axis of symmetry of the cylindrical part 2. The drawings show a partial case of the execution of wavy cones, when the generators connecting the vertices 5 and 6 with points curves 4, corresponding to their maximum amplitude, are perpendicular to axis 7. The drum is equipped with loading 8 and unloading 9 hatches.

Смеситель работает следующим образом. The mixer operates as follows.

В барабан смесителя через люк 8 загружают определенное количество компонентов, объем которых не должен превышать половины емкости барабана, люк 9 при этом герметично закрыт. После окончания загрузки люк 8 закрывают и включают вращение барабана. При его вращении вокруг оси 7 со скоростью, обеспечивающей отрыв смешиваемого материала за счет сил тяжести в верхней точке барабана, тяжелый компонент опускается и скользит под легким. Двигаясь по цилиндрической поверхности внутренней стороны части 2, сыпучие материалы перераспределяют вдоль и поперек оси вращения, входя в широкие и узкие участки канала соответственно. Плавное расширение канала обеспечивает растягивание потока в длину и ширину, а сужение - останавливает поток и заставляет его пересыпаться в поперечном направлении, переводя слои, находившиеся сверху, вниз, и наоборот. Расположение торцовых поверхностей под углом в местах наименьшей амплитуды кривых 4 исключает зависание легкого компонента на своде. Во время перераспределения потока в осевом направлении лопасти 3 захватывают небольшие по массе и рассредоточенные поперек потока порции тяжелого компонента. Основная часть его перетекает через лопасти, исключая их контакт с легким компонентом. Затем порции выносятся вверх по ходу вращения барабана и ссылаются в поток без выноса на его поверхность. Так как начальная скорость их схода с лопастей равна нулю, а масса мала, легкий компонент оказывает значительное сопротивление их продвижению, и траектория удлиняется. Проходя из широкой части потока в узкую, порции перекрывают его по всей ширине, создавая своими следами слоистую структуру. По мере смешения компонентов и усреднения плотности смеси лопасти уже не удерживают ее на своде и не оказывают влияния на ее движение в широкой части канала смещения. Приготовление смесей из компонентов, близких по плотности или удельному весу, соответствует заключительной стадии описанного процесса. Степень неравномерности распределения смешиваемых компонентов составляет 1-2% . По окончании процесса смешения, продолжительность которого определяется опытным путем, вращение барабана останавливают в положении, указанном на фиг. 5, открывают люк 8, а затем и люк 9 и производят выгрузку готовой смеси в бункер-питатель установки дозирования. Одним из способов перегрузки может быть вакуумная перекачка. In the mixer drum through the hatch 8 load a certain number of components, the volume of which should not exceed half the capacity of the drum, the hatch 9 is hermetically closed. After loading, the hatch 8 is closed and the rotation of the drum is turned on. When it rotates around axis 7 at a speed that ensures separation of the mixed material due to gravity at the top point of the drum, the heavy component drops and slides under the lung. Moving along the cylindrical surface of the inner side of part 2, bulk materials redistribute along and across the axis of rotation, entering wide and narrow sections of the channel, respectively. The smooth expansion of the channel provides stretching of the stream in length and width, and narrowing - stops the stream and causes it to pour out in the transverse direction, transferring the layers that were from above, down, and vice versa. The location of the end surfaces at an angle in the places of the smallest amplitude of the curves 4 eliminates the hang of the light component on the arch. During the redistribution of the flow in the axial direction, the blades 3 capture portions of a heavy component that are small in mass and dispersed across the flow. The main part of it flows through the blades, excluding their contact with the light component. Then the portions are carried upstream of the rotation of the drum and are referred to the stream without being carried to its surface. Since the initial speed of their descent from the blades is zero, and the mass is small, the light component provides significant resistance to their progress, and the trajectory lengthens. Passing from a wide part of the stream to a narrow one, portions overlap it over the entire width, creating a layered structure with its traces. As the components are mixed and the density of the mixture is averaged, the blades no longer hold it on the arch and do not affect its movement in a wide part of the displacement channel. The preparation of mixtures of components close in density or specific gravity corresponds to the final stage of the described process. The degree of uneven distribution of the mixed components is 1-2%. At the end of the mixing process, the duration of which is determined empirically, the rotation of the drum is stopped in the position indicated in FIG. 5, open the hatch 8, and then the hatch 9 and unload the finished mixture into the hopper-feeder of the dosing unit. One way of overloading can be vacuum pumping.

Предложенная конструкция барабана смесителя обеспечивает количество циклов и перераспределение сыпучих материалов в направлениях вдоль и поперек оси вращения за один оборот барабана, равное числу периодов цилиндрической части, за счет чего повышается производительность смешения. Торцовые поверхности, имеющие вид волнистых конусов, обладают значительной устойчивостью, к воздействиям внутреннего избыточного давления, равно как и разрежения. Так как их направляющими являются синусоидоподобные кривые цилиндрической части, которым в этом случае может быть придана практически любая требуемая форма, задающая нужный закон движения сыпучих материалов в барабане, торцовые поверхности обеспечивают второе требование - исключение зависания легкого компонента на своде в местах минимальной амплитуды синусоидоподобных кривых. The proposed design of the mixer drum provides the number of cycles and the redistribution of bulk materials in the directions along and across the axis of rotation for one revolution of the drum, equal to the number of periods of the cylindrical part, thereby improving mixing performance. End surfaces in the form of wavy cones have significant resistance to the effects of internal overpressure, as well as rarefaction. Since their guides are sinusoidal curves of the cylindrical part, which in this case can be given almost any desired shape that defines the desired law of movement of bulk materials in the drum, the end surfaces provide the second requirement - elimination of the light component hanging on the arch in places of minimal amplitude of sinusoidal curves.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1502069, кл. B 01 F 9/02, 1987. (56) Copyright certificate of the USSR N 1502069, cl. B 01 F 9/02, 1987.

Claims

MIXER FOR BULK MATERIALS, including those significantly differing in density, containing a drum with a cylindrical side surface, made with a scan limited by two in-phase sinusoidal curves with an amplitude varying from maximum to zero, the blades installed in the drum in the place of the highest total the amplitude of the sinusoidal curves, characterized in that, in order to increase productivity, the scan of the cylindrical part of the drum is made in more than one iodine, the end faces are designed as corrugated cones whose vertices are located on the axis of rotation.