RU2486951C1

RU2486951C1 - Rotary mixer-disperser

Info

Publication number: RU2486951C1
Application number: RU2011145415/05A
Authority: RU
Inventors: Георгий Васильевич Серга; Сергей Михайлович Резниченко
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-07-10
Also published as: RU2011145415A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to devices for producing paint-and-lacquer materials in shaking, swinging and oscillating devices. Mixer comprises pouter drum, loading and unloading device and inlet an discharge pipes. Outer drum accommodates one or more rotors composed of rods-rolls to run inside said drum and made up of one-piece helical rods made of rectangular strips coiled in vertical plane in lengthwise direction and bent in helical lines in transverse direction on cylindrical mandrel to form outside said rods the helical lines and helical curvilinear surfaces composed of concave grooves with centres of curvature located outside helical surface of rods and filled with metal or concrete.

EFFECT: expanded performances.

12 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для приготовления продукции во встряхивающих, качающихся и вибрирующих устройствах, и может быть применено в лакокрасочной промышленности.The invention relates to devices for the preparation of products in shaking, swinging and vibrating devices, and can be used in the paint industry.

Известна установка для диспергирования пигментов в связующих (а.с. СССР №1011219, кл. В01А 7/00, 1983), содержащая неподвижный статор и концентрично размещенный в нем ротор с закрепленными на нем лопастями по винтовой линии.A known installation for dispersing pigments in binders (a.s. USSR No. 1011219, class B01A 7/00, 1983), comprising a fixed stator and a rotor concentrically placed in it with blades fixed to it in a helix.

Однако известное устройство имеет недостаточную производительность.However, the known device has insufficient performance.

Наиболее близким к предлагаемому является роторный смеситель-диспергатор (а.с. СССР №1673184, кл. В01А 9/02, 1989), содержащий наружный барабан, размещенный в нем ротор, загрузочное и разгрузочное приспособления с патрубками загрузки и выгрузки.Closest to the proposed one is a rotary mixer-dispersant (AS USSR No. 1673184, class B01A 9/02, 1989), containing an outer drum, a rotor placed in it, loading and unloading devices with loading and unloading nozzles.

Недостатком известного устройства является низкие технологические возможности из-за недостаточной интенсивности процесса диспергирования и слабой энергоемкости, мощности и частоты взаимодействия потоков перерабатываемого сырья.A disadvantage of the known device is the low technological capabilities due to the insufficient intensity of the dispersion process and the low energy intensity, power and frequency of interaction of the streams of processed raw materials.

Техническим решением является расширение технологических возможностей.The technical solution is to expand technological capabilities.

Техническое решение достигается тем, что в роторном смесителе-диспергаторе, содержащем наружный барабан, размещенный в нем ротор, загрузочное и разгрузочное приспособления с патрубками загрузки и выгрузки, в наружном барабане смонтированы подвижно один и более роторы в виде стержней-катков с возможностью вращения внутри наружного барабана, выполненные в виде монолитных винтовых прутков, изготовленные из полос прямоугольной формы, свернутые в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутые по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке с образованием по периметру снаружи винтовых прутков винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой формы относительно оси симметрии винтовых прутков с центрами кривизны снаружи винтовой поверхности винтовых прутков и заполненные внутри металлом или бетоном.The technical solution is achieved by the fact that in the rotary mixer-disperser containing the outer drum, the rotor located in it, loading and unloading devices with loading and unloading nozzles, one or more rotors are mounted movably in the outer drum in the form of rod-rollers with the possibility of rotation inside the outer drums made in the form of monolithic helical rods made of rectangular strips, rolled in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse The direction on a cylindrical mandrel to form the outside perimeter lines of the helical screw rods and screw curved surfaces in the form of helical grooves of concave shape with respect to the symmetry axis of the screw rod with the centers of curvature of the outside surface of the helical screw rods and filled inside the metal or concrete.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции роторного смесителя-диспергатора.According to the patent literature not found a technical solution similar to the claimed, which allows to judge about the inventive step of the proposed design of the rotary mixer-dispersant.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет выполнения роторов - рабочих органов в виде не связанных между собой стержней-катков, по периметру которых установлены направляющие элементы в виде многозаходных винтовых поверхностей, увеличивается общая площадь контакта рабочих органов с перемешивающимися частицами перерабатываемого сырья. Поэтому повышается интенсивность и активность смешивания процесса диспергирования, энергоемкость, мощность и частота взаимодействия потоков перерабатываемого сырья, расширяются технологические возможности.The novelty of the invention lies in the fact that due to the implementation of the rotors - the working bodies in the form of non-connected rods, rollers, along the perimeter of which guide elements are installed in the form of multi-helical surfaces, the total contact area of the working bodies with mixing particles of the processed raw materials is increased. Therefore, the intensity and activity of mixing the dispersion process, the energy intensity, power and frequency of interaction of the streams of processed raw materials are increased, and technological capabilities are expanding.

Новизна заключается также в том, что изготовление роторов в виде стержней-катков с направляющими элементами, расположенными по периметру стержней-катков по винтовым линиям, позволяет не только значительно увеличить длину контакта рабочих органов с внутренней цилиндрической поверхностью барабана в зависимости от величины шага винтовых линий и количества заходов, но и сообщить частицам перерабатываемого сырья дополнительные перемещения вдоль винтовых линий, т.е. продольное перемещение вдоль оси барабана, и обеспечить движение частицам перерабатываемого сырья к патрубкам выгрузки без дополнительных устройств - типа шнека.The novelty also lies in the fact that the manufacture of rotors in the form of roller rods with guide elements located along the perimeter of the roller rods along helical lines allows not only to significantly increase the contact length of the working bodies with the inner cylindrical surface of the drum depending on the pitch of the helical lines and number of visits, but also to inform the particles of the processed raw materials additional movements along helical lines, i.e. longitudinal movement along the axis of the drum, and to ensure the movement of particles of the processed raw materials to the discharge pipes without additional devices - such as a screw.

Новизна обусловлена тем, что в виду отказа от принудительного привода рабочих органов стержней-катков увеличиваются технологические возможности роторного смесителя-диспергатора.The novelty is due to the fact that in view of the rejection of the forced drive of the working bodies of the roller rods, the technological capabilities of the rotary mixer-disperser are increasing.

Новизна обусловлена также тем, что за счет выполнения рабочих органов в виде не связанных между собой стержней-катков и увеличения мощности и частоты контактов многогранных винтовых поверхностей друг с другом и с частицами перерабатываемого сырья, обеспечивается их не только измельчение, но и интенсивность перемешивания, повышается интенсивность и активность процесса диспергирования, энергоемкость, мощность и частота взаимодействия потоков перерабатываемого сырья, расширяются технологические возможности.The novelty is also due to the fact that due to the implementation of the working bodies in the form of roller rods that are not interconnected and an increase in the power and frequency of contacts of the polyhedral helical surfaces with each other and with the particles of the processed raw materials, they are ensured not only grinding, but also the mixing intensity, increases the intensity and activity of the dispersion process, energy intensity, power and frequency of interaction of flows of processed raw materials, expanding technological capabilities.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид роторного смесителя-диспергатора; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - стержень-каток с направляющими элементами в виде треугольников, общий вид, вид спереди; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; фиг.5 - стержень-каток с направляющими элементами в виде квадрата, общий вид, вид спереди; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5; фиг.7 - стержень-каток с направляющими элементами в виде многранника общий вид, вид спереди; на фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.3; фиг.9 - вид прямоугольной полосы после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси O₁-O₁; на фиг.10 - вид полосы после скручивания ее на цилиндрической оправке; на фиг 11 - разрез Д-Д на фиг 10; на фиг.12 - разрез Д-Д с совмещением кромок двух полос.The invention is illustrated by drawings, where: in Fig.1 shows a General view of a rotary mixer-dispersant; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - rod-roller with guiding elements in the form of triangles, General view, front view; figure 4 is a section bB in figure 3; 5 is a rod-roller with guide elements in the form of a square, General view, front view; figure 6 - section bb in figure 5; Fig.7 - rod-roller with guiding elements in the form of a polyhedron general view, front view; in Fig.8 is a section GG in Fig.3; Fig.9 is a view of a rectangular strip after twisting its ends relative to the horizontal axis O ₁ -O ₁ ; figure 10 is a view of the strip after twisting it on a cylindrical mandrel; in Fig.11 is a section DD in Fig 10; on Fig - section DD with the alignment of the edges of the two strips.

Роторный смеситель-диспергатор (фиг.1, 2) состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы. На станине закреплен привод вращения барабана 2, состоящий из электродвигателя 3, редуктора 4 и четырех роликовых опор 5. Барабан 2 снабжен двумя ободами 6, которые опираются на роликовые с ребордами опоры 5. На станине 1 смонтированы средство для загрузки 7 сухих сыпучих компонентов сырья и средство для разгрузки 8 готовой продукции. Роторный смеситель-диспергатор снабжен трубопроводом 9 для подачи внутрь барабана 2 жидких компонентов сырья. Внутри барабана 2 свободно уложены на всю его длину рабочие органы в виде стержней-катков 10 с направляющими элементами в виде многозаходных винтовых поверхностей. Количество стержней-катков 10 устанавливается в зависимости от скорости вращения барабана 2, его диаметра, диаметра стержней-катков 10 и степени загрузки стержнями-катками 10. Стержни-катки 10 не связаны друг с другом и свободно перекатываются внутри барабана 2. Выполнение рабочего органа в виде не связанных между собой стержней-катков позволяет увеличить длину контакта, где происходит смешивание материалов, повысить интенсивность процесса диспергирования и упростить конструкцию в виду отказа от принудительного привода рабочих органов - стержней-катков. Для предотвращения продольного перемещения стержней-катков 10 внутри барабана 2 смонтированы известные приспособления (не показаны).The rotary mixer-dispersant (figure 1, 2) consists of a frame 1, made in the form of a welded frame. A drum rotation drive 2 is mounted on the bed, consisting of an electric motor 3, a gearbox 4 and four roller bearings 5. The drum 2 is equipped with two rims 6, which are supported by roller rings with bearing flanges 5. On the bed 1, a means for loading 7 dry bulk components of raw materials is mounted and means for unloading 8 finished products. The rotary mixer-dispersant is equipped with a pipe 9 for supplying liquid components of the raw material into the drum 2. Inside the drum 2, the working bodies in the form of rod-rollers 10 with guide elements in the form of multi-helical screw surfaces are freely laid on its entire length. The number of rods-rollers 10 is set depending on the speed of rotation of the drum 2, its diameter, the diameter of the rods-rollers 10 and the degree of loading by the rods-rollers 10. The rods-rollers 10 are not connected to each other and freely roll inside the drum 2. Execution of the working body in the form of non-connected rods-rollers allows you to increase the contact length, where the mixing of materials occurs, increase the intensity of the dispersion process and simplify the design in view of the refusal to force the working bodies - st urns-rollers. To prevent the longitudinal movement of the roller rods 10, known devices (not shown) are mounted inside the drum 2.

Изготовление стержней-катков 10 с направляющими элементами, расположенными по периметру стержней-катков по винтовым линиям, позволяет не только значительно увеличить длину контакта рабочих органов с цилиндрической поверхностью барабана 2 в зависимости от величины шага винтовых линий и количества заходов, но и сообщить компонентам сырья дополнительного перемещения вдоль винтовых линий, т.е. продольное перемещение вдоль оси барабана 2, и обеспечить движение к выгрузному устройству без дополнительного устройства типа шнека, т.е. упростить конструкцию.The manufacture of the roller rods 10 with guiding elements located along the perimeter of the roller rods along helical lines allows not only to significantly increase the length of the contact of the working bodies with the cylindrical surface of the drum 2, depending on the pitch of the helical lines and the number of strokes, but also to inform the components of the raw material movements along helical lines, i.e. longitudinal movement along the axis of the drum 2, and provide movement to the unloading device without an additional device such as a screw, i.e. simplify the design.

Стержни-катки 10 изготовлены в виде монолитных винтовых прутков, смонтированы из полос прямоугольной формы 12, 13, 14 (фиг.3, 4), из полос прямоугольной формы 15, 16, 17, 18 (фиг.5, 6), из полос прямоугольной формы 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 (фиг.7, 8), свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении (фиг.9) и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке 27 с образованием по периметру снаружи винтовых прутков винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой формы относительно оси симметрии винтовых прутков с центрами кривизны снаружи винтовой поверхности винтовых прутков и заполненных внутри металлом или бетоном.Roller rods 10 are made in the form of monolithic screw rods, mounted from rectangular strips 12, 13, 14 (Figs. 3, 4), from rectangular strips 15, 16, 17, 18 (Figs. 5, 6), from strips rectangular in shape 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 (Fig. 7, 8), folded in a vertical plane in the longitudinal direction (Fig. 9) and curved along helical lines in the transverse direction on a cylindrical mandrel 27 with the formation around the perimeter of the outside of the helical rods of helical lines and helical curved surfaces in the form of concave helical grooves relative to the axis of the symmetry Three of helical rods with centers of curvature outside the helical surface of helical rods and filled inside with metal or concrete.

Каждая из полос скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии O₁-O₁, например полоса 23 стержня катка-ротора (фиг.7 и 8), представленная на фиг.9 с продольными боковыми кромками 28 и 29, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из концов и повернут другой конец полосы в заданном направлении. Скрученную таким образом полосу размещают на цилиндрическую оправку 27, как, например, на фиг.10 полосу 23, и изгибают так, чтобы кромки 28 и 29 полосы 23 разместились бы в поперечном направлении по винтовым линиям. При этом полоса 23 деформируется, и ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26. Далее деформированные таким образом полосы размещают на оправке 27, например, как на фиг.12 полосы 23 и 22, совмещают продольные кромки, например кромку 28 полосы 22 с продольной кромкой 29 полосы 23, и соединяют известными способами, например сваркой.Each of the strips is twisted in the longitudinal direction relative to its own axis of symmetry O ₁ -O ₁ , for example, the strip 23 of the shaft of the roller-rotor (Fig.7 and 8), shown in Fig.9 with longitudinal side edges 28 and 29, which is fixed in hot or cold state one of the ends and the other end of the strip is rotated in a given direction. The strip thus twisted is placed on a cylindrical mandrel 27, such as, for example, in FIG. 10, strip 23, and bent so that the edges 28 and 29 of strip 23 are arranged transversely along helical lines. In this case, the strip 23 is deformed, and it is either removed from the mandrel or fixed on it in a deformed position. The remaining strips 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26 are treated in a similar manner. Further, the strips thus deformed are placed on the mandrel 27, for example, as in FIG. 12, the strips 23 and 22, the longitudinal edges, for example, the edge 28 of the stripe 22 are combined with the longitudinal edge 29 of the strip 23, and connected by known methods, for example by welding.

Роторный смеситель-диспергатор работает следующим образом. В барабан 2 через загрузочное приспособление 7 беспрерывно загружаются сухие сыпучие компоненты сырья и через трубу 9 - жидкие компоненты сырья. При вращении барабана 2 частицы сухих и жидких компонентов сырья захватываются внутренней поверхностью барабана 2 и в направлении вращения поднимаются вверх. При достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы компонентов сырья движутся вниз. Одновременно с компонентами сырья за счет центробежной силы и сил трения стержни-катки 10 смещаются на некоторый угол в направлении вращения и тоже поднимаются вверх. При достижении определенной высоты под действием сил тяжести они скатываются вниз по стенкам барабана 2. Скорость вращения барабана 2 рассчитывается такой, чтобы обеспечить только скатывание стержней-катков, и не должна превышать значения, когда может произойти отрыв стержней-катков 10 от стенок барабана 2. При скатывании каждый стержень получает вращение вокруг своей оси. При вращении стержней 10 частицы компонентов сырья осуществляют движение по их винтовым линиям, перемещаются вдоль горизонтальной оси и выгружаются из барабана 2 в разгрузочное приспособление 8. При этом производится не только смешивание компонентов сырья друг с другом, но и измельчение, перетирание компонентов сырья, повышается интенсивность и активность процесса диспергирования, энергоемкость, мощность и частота взаимодействия потоков перерабатываемого сырья, расширяются технологические возможности.Rotary mixer-dispersant operates as follows. Dry bulk solids of the raw material are continuously loaded into the drum 2 through the loading device 7 and liquid components of the raw material are fed through the pipe 9. During rotation of the drum 2, particles of dry and liquid components of the raw material are captured by the inner surface of the drum 2 and rise up in the direction of rotation. Upon reaching a certain height under the influence of gravitational forces and the angle of repose formed, the particles of the components of the raw materials move down. Simultaneously with the components of the raw material due to the centrifugal force and the friction forces, the roller rods 10 are shifted by a certain angle in the direction of rotation and also rise up. When a certain height is reached under the action of gravity, they slide down the walls of the drum 2. The rotation speed of the drum 2 is calculated so as to ensure only the rolling of the roller rods, and should not exceed the value when the separation of the roller rods 10 from the walls of the drum 2 can occur. When rolling, each rod receives rotation around its axis. When the rods 10 rotate, the particles of the components of the raw materials move along their helical lines, move along the horizontal axis and are unloaded from the drum 2 into the unloading device 8. In this case, not only is the mixing of the components of the raw materials with each other, but also the grinding, grinding of the components of the raw materials, the intensity increases and the activity of the dispersion process, energy intensity, power and frequency of interaction of streams of processed raw materials, expanding technological capabilities.

Технико-экономические преимущества возникают за счет увеличения смешиваемости компонентов сырья (пигментов и пленкообразующих) из-за нарушения стационарности движения потоков перерабатываемого сырья, повышения интенсивности диспергирования и приготовления лакокрасочной продукции в предлагаемом роторном смесителе-диспергаторе и расширения технологических возможностей.Technical and economic advantages arise due to an increase in the miscibility of raw material components (pigments and film-forming) due to a violation of the stationary flow of processed raw materials, an increase in the dispersion intensity and preparation of paint and varnish products in the proposed rotary mixer-dispersant, and expansion of technological capabilities.

Claims

A rotary mixer-disperser containing an outer drum, a rotor located in it, loading and unloading devices with loading and unloading nozzles, characterized in that one or more rotors in the form of rod-rollers with the possibility of rotation inside the outer drum made movably mounted in the outer drum in the form of monolithic screw rods made of rectangular strips, rolled in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse direction to the cylinder a mandrel with the formation along the perimeter of the outside of the helical rods of helical lines and helical curved surfaces in the form of helical grooves of a concave shape relative to the axis of symmetry of the helical rods with centers of curvature outside the helical surface of the helical rods and filled inside with metal or concrete.