RU2164868C1

RU2164868C1 - Continuous mixer of loose materials

Info

Publication number: RU2164868C1
Application number: RU99124454A
Authority: RU
Inventors: М.Ю. Таршис; А.И. Зайцев; И.А. Зайцев; В.В. Бибиков
Original assignee: Ярославский государственный технический университет
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2001-04-10

Abstract

FIELD: construction, in particular, devices for preparation of loose building materials. SUBSTANCE: continuous mixer of loose materials has a horizontal elastic cylindrical drum, components loading and unloading connections, rotation drive whose output shaft is aligned with a pressing member engageable with the drum wall. The drum, communicating with the loading connection, is installed on a hollow axle of a spider, the spider vertical shaft is kinematically linked with the drive shaft. The pressing member is made in the form of an inverted cone with radial semi-circular shoulders on the surface. EFFECT: enhanced quality of mixing and mixer capacity. 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к смесительным устройствам для переработки сыпучих материалов и может найти применение в строительном и сельскохозяйственном производствах, производстве технического углерода и ряде других областей. The present invention relates to mixing devices for the processing of bulk materials and may find application in the construction and agricultural industries, the production of carbon black and several other areas.

Известен смеситель [1] , содержащий эластичный цилиндрический барабан, размещенный внутри вертикальной обечайки, патрубки загрузки и выгрузки компонентов, прижимные элементы в виде пар роликов, контактирующих со стенкой барабана, установленных на вертикальном валу и смещенных на 90^o по высоте, привод вращения вала.A known mixer [1], containing an elastic cylindrical drum located inside a vertical shell, nozzles for loading and unloading components, clamping elements in the form of pairs of rollers in contact with the drum wall, mounted on a vertical shaft and offset by 90 ^° in height, a shaft rotation drive.

Сыпучие компоненты подаются сверху и заполняют зазор между обечайкой и эластичным цилиндрическим барабаном. При включении привода прижимные элементы обкатываются по внутренней поверхности барабана и, деформируя его, передают сдвиговое воздействие на сыпучий материал, в результате чего происходит его перемешивание. Готовая смесь выводится через патрубок разгрузки, размещенный в нижней части обечайки. Bulk components are fed from above and fill the gap between the shell and the elastic cylindrical drum. When the drive is turned on, the clamping elements are run on the inner surface of the drum and, deforming it, transmit a shear effect on the bulk material, as a result of which it is mixed. The finished mixture is discharged through the discharge pipe located at the bottom of the shell.

К недостаткам данного смесителя следует отнести его малую эффективность вследствие недостаточного перемещения компонентов в осевом направлении и в горизонтальном кольцевом сечении эластичного барабана. Его волнообразное движение обеспечивает в основном перемешивание материала в радиальном направлении и осевое перемещение смеси. The disadvantages of this mixer should be attributed to its low efficiency due to insufficient movement of the components in the axial direction and in the horizontal annular section of the elastic drum. Its wave-like movement provides mainly mixing of the material in the radial direction and axial movement of the mixture.

Кроме того, возникают значительные усилия при деформации эластичной стенки в различных направлениях, что снижает долговечность и повышает энергоемкость смесителя. In addition, considerable efforts arise when the elastic wall is deformed in different directions, which reduces durability and increases the energy intensity of the mixer.

Известен смеситель непрерывного действия [2] , принятый за прототип, содержащий горизонтальный эластичный цилиндрический барабан, патрубки загрузки и выгрузки компонентов, привод вращения, соосно с валом которого установлен прижимной элемент, контактирующий со стенкой барабана. A known continuous mixer [2], adopted as a prototype, containing a horizontal elastic cylindrical drum, nozzles for loading and unloading components, a rotation drive, a clamping element in contact with the drum wall mounted coaxially with its shaft.

Смешиваемые компоненты подаются во вращающийся эластичный цилиндрический барабан, и при его вращении перемешиваются в режиме пересыпания. Готовая смесь удаляется через патрубок выгрузки. Прижимной элемент, выполненный в виде бесконечной ленты, охватывает эластичный барабан и деформирует таким образом, что его сечение принимает овальную форму. Это обеспечивает самоочищаемость и позволяет перемешивать компоненты, склонные к налипанию на стенки барабана. Однако эффективность перемешивания в таком смесителе невелика, поскольку он не обеспечивает перемешивания компонентов в осевом направлении. The mixed components are fed into a rotating elastic cylindrical drum, and when it is rotated, they are mixed in the pouring mode. The finished mixture is removed through the discharge pipe. The clamping element, made in the form of an endless tape, covers an elastic drum and deforms in such a way that its cross section takes an oval shape. This ensures self-cleaning and allows you to mix components that are prone to sticking to the walls of the drum. However, the mixing efficiency in such a mixer is low, since it does not provide mixing of the components in the axial direction.

Цель изобретения - повышение эффективности смесителя за счет увеличения качества смешивания и производительности. Поставленная цель достигается тем, что в смесителе сыпучих материалов непрерывного действия, содержащем горизонтальный эластичный цилиндрический барабан, патрубки загрузки и выгрузки компонентов, привод вращения, соосно с выходным валом которого установлен прижимной элемент, контактирующий со стенкой барабана, барабан, сообщающийся с патрубками загрузки, установлен на полой горизонтальной оси крестовины, вертикальный вал которой кинематически связан с валом привода, а прижимной элемент выполнен в виде обратного конуса с радиальными полукруглыми уступами на поверхности. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the mixer by increasing the quality of mixing and productivity. This goal is achieved by the fact that in the mixer of bulk materials of continuous operation, containing a horizontal elastic cylindrical drum, nozzles for loading and unloading components, a rotation drive coaxially with the output shaft of which a clamping element in contact with the drum wall is installed, a drum communicating with the loading nozzles is installed on the hollow horizontal axis of the cross, the vertical shaft of which is kinematically connected with the drive shaft, and the clamping element is made in the form of an inverse cone with radial semicircular ledges on the surface.

На фиг. 1-3 показан один из вариантов исполнения смесителя. На фиг. 1 показано сечение смесителя вертикальной плоскостью. На фиг. 2 показан вид эластичного барабана со стороны свободного края среза (по стрелке А). На фиг. 3 показан фрагмент прижимного элемента и полукруглый уступ (вид сверху - по стрелке Б). На фиг. 4 показано сечение полукруглого уступа вертикальной плоскостью В-В). In FIG. 1-3 shows one embodiment of the mixer. In FIG. 1 shows a cross section of a mixer with a vertical plane. In FIG. 2 shows a view of the elastic drum from the side of the free edge of the cut (arrow A). In FIG. 3 shows a fragment of the clamping element and a semicircular ledge (top view - arrow B). In FIG. 4 shows a section of a semicircular ledge with a vertical plane BB).

Смеситель сыпучих материалов непрерывного действия состоит из горизонтальных эластичных барабанов 1 (симметрично устанавливается два и более в целях уравновешивания устройства), патрубков подачи компонентов 2 и выгрузки смеси 3, привода, включающего двигатель 4 и редуктор 5, вал которого соединен муфтой 6 с вертикальным валом крестовины 7. Барабаны 1 крепятся с помощью колец 8 на дисках 9, которые в свою очередь направлены на ступицы подвижных зубчатых колес 10 планетарной конической передачи. Зубчатые колеса 10 установлены на полых горизонтальных осях крестовины 7 через подшипники скольжения. Неподвижная шестерня 11 планетарной передачей жестко связана с основанием 12, на котором соосно валу редуктора установлен прижимной элемент 13, выполненный в виде усеченного конуса с радиальными полукруглыми уступами 14, контактирующий с барабанами 1. Соосно валу редуктора установлен кольцевой накопительный бункер 15. The continuous bulk material mixer consists of horizontal elastic drums 1 (two or more are symmetrically installed to balance the device), components supply pipes 2 and mixture unloading 3, a drive including a motor 4 and a gear 5, the shaft of which is connected by a coupling 6 to the vertical shaft of the cross 7. The drums 1 are mounted using rings 8 on the disks 9, which in turn are directed to the hubs of the movable gears 10 of the planetary bevel gear. The gears 10 are mounted on the hollow horizontal axes of the spider 7 through sliding bearings. The stationary gear 11 with a planetary gear is rigidly connected to the base 12, on which a clamping element 13 is installed coaxially with the gearbox shaft and is made in the form of a truncated cone with radial semicircular ledges 14 in contact with the drums 1. An annular storage bin 15 is mounted coaxially with the gearbox shaft.

При включении двигателя 4 через редуктор 5 крестовине 7 передается вращение вокруг вертикальной оси. При этом эластичные барабаны 1 совершают сферические движения, складывающиеся из двух вращательных - вокруг осей крестовины. Сыпучие компоненты подаются дозаторами через патрубок 2 в полую ось крестовины 7, откуда за счет подпора и инерционных эффектов попадают в эластичные барабаны 1, где активно перемешиваются. Затем смесь за счет перетока и инерционных эффектов пересыпается через края барабанов 1 и попадает в кольцевой бункер 15, внутри которого перемещается конвейером (на фиг. не показан) к патрубку 3, через который выгружается. When you turn on the engine 4 through the gear 5 of the cross 7 is transmitted rotation around a vertical axis. In this case, the elastic drums 1 make spherical movements, consisting of two rotational ones - around the axes of the cross. Bulk components are fed by dispensers through the pipe 2 into the hollow axis of the spider 7, from where, due to backwater and inertial effects, they enter the elastic drums 1, where they are actively mixed. Then, due to overflow and inertial effects, the mixture is poured through the edges of the drums 1 and enters the annular hopper 15, inside which it is conveyed by a conveyor (not shown in Fig.) To the pipe 3 through which it is unloaded.

Во время процесса перемешивания помимо пересыпания компонентов смеси в поперечном сечении барабанов 1 за счет инерционных эффектов возникает также пульсация скоростей частиц в осевом направлении. Это обеспечивает активное перемешивание компонентов не только в поперечном сечении барабана, но и в осевом направлении и ведет к повышению качества (однородности) смеси. During the mixing process, in addition to the pouring of the mixture components in the cross section of the drums 1 due to inertial effects, there is also a pulsation of the particle velocities in the axial direction. This ensures active mixing of the components not only in the cross section of the drum, but also in the axial direction and leads to an increase in the quality (uniformity) of the mixture.

За счет периодического воздействия на материал радиальных полукруглых уступов через эластичную стенку барабана происходит разрушение транспортирующей области - в пристенном слое материала. Это также приводит к повышению качества смеси, т. к. транспортирующая область является застойной с точки зрения перемешивания. Due to the periodic exposure of the material to radial semicircular ledges through the elastic wall of the drum, the transporting region is destroyed in the wall layer of the material. This also leads to an increase in the quality of the mixture, since the transporting region is stagnant from the point of view of mixing.

Степень деформации барабанов 1 меняется при изменении высоты установки прижимного элемента и выбирается в зависимости от свойств перемешиваемых компонентов и соотношения их расходов. Преимуществом предлагаемого смесителя является также возможность регулировки времени пребывания частиц материала в рабочем объеме изменением угловой скорости приводного вала и расхода компонентов. Увеличение этого времени необходимо при переработке плохосмешиваемых компонентов. The degree of deformation of the drums 1 changes when the installation height of the clamping element changes and is selected depending on the properties of the components being mixed and the ratio of their costs. The advantage of the proposed mixer is also the ability to adjust the residence time of the particles of material in the working volume by changing the angular velocity of the drive shaft and the flow rate of the components. An increase in this time is necessary when processing poorly miscible components.

Смеситель может также работать в режиме псевдоожижения материала. Этот режим наступает при превышении угловой скорости вертикального вала крестовины 7 некоторого критического значения. Компоненты попадают в барабан 1 так же, как и в предыдущем случае. Затем материал "вскипает" и далее перемешивание происходит в разреженном материале. В этом случае срез барабана 1 должен быть частично закрыт гофрированным материалом или тканью. Частицы готовой смеси выводятся через зазор в центре барабана, ударяются о внешнюю кольцевую обечайку бункера 15 и удаляются из смесителя, как и в первом случае. Сечение зазора зависит от режимных параметров и свойств компонентов смеси. The mixer may also operate in a fluidized material mode. This mode occurs when the angular velocity of the vertical shaft of the spider 7 exceeds a certain critical value. Components fall into drum 1 in the same way as in the previous case. Then the material “boils” and further mixing takes place in a rarefied material. In this case, the cut of the drum 1 should be partially covered with corrugated material or fabric. Particles of the finished mixture are discharged through the gap in the center of the drum, hit the outer ring shell of the hopper 15 and are removed from the mixer, as in the first case. The gap cross section depends on the operating parameters and properties of the mixture components.

Эффективность перемешивания в этом случае определяется высокой подвижностью разреженного материала. Частицы "кипящей" смеси закручиваются одновременно вокруг вертикальной и горизонтальной осей крестовины. Такое вихревое движение обеспечивает интенсивное перемешивание внутри эластичного барабана. Таким образом, использование в смесителе предлагаемой совокупности конструктивных элементов позволяет значительно увеличить его эффективность. Смеситель также несложен по конструкции и прост в эксплуатации. The mixing efficiency in this case is determined by the high mobility of the rarefied material. Particles of the "boiling" mixture are twisted simultaneously around the vertical and horizontal axes of the cross. This vortex movement provides intensive mixing inside the elastic drum. Thus, the use of the proposed combination of structural elements in the mixer can significantly increase its effectiveness. The mixer is also uncomplicated in design and easy to operate.

Источники информации
1. А.С. SU 1765016 A1, 1992.Sources of information
1. A.S. SU 1765016 A1, 1992.

2. Патент Великобритании 1060460. 2. UK patent 1060460.

Claims

A mixer of bulk solids containing a horizontal elastic cylindrical drum, nozzles for loading and unloading components, a rotation drive, a pressure element in contact with the drum wall mounted coaxially with the output shaft, characterized in that the drum communicating with the loading nozzle is mounted on a horizontal hollow the axis of the cross, the vertical shaft of which is kinematically connected with the drive shaft, and the clamping element is made in the form of an inverse cone with radial semicircular ledges E on the surface.