RU2519234C1

RU2519234C1 - Vibration mixer

Info

Publication number: RU2519234C1
Application number: RU2012143769/03A
Authority: RU
Inventors: Игорь Михайлович Ефремов; Людмила Владимировна Прокоп; Михаил Игоревич Ефремов; Дмитрий Викторович Лобанов
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-06-10
Also published as: RU2012143769A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vibration mixer comprises a mixing chamber, a rotor with blades. In the top and bottom parts of the mixing chamber, two vibrators: lower one and upper one, are set in the centre and rigidly fixed, they are made in casings and generate vibrations by lower and upper crank mechanisms respectively. The vibrators' casings are made as identical metal corrugated shells being thin-walled bodies of rotation which in the vertical plane of their sections provide for complex truncated geometric figures by corrugation peaks points, the figures are formed by mean intersection of three circles with the centres being the vertices of a regular triangle and with the radiuses being equal to the altitude of the said triangle. Disks with guide posts are rigidly fixed inside the shells and are set in the centre in a horizontal plane. The disks are fitted by cylindrical protrusions. Four protrusions are symmetrically set on the outer cylindrical parts of cups. A spring vibration generator made as a spring set is installed in the centre between the casings of the lower and the upper vibrators, the spring set consists of at least two springs of different diameter which are fixed at the diameters of recesses formed on the outer surface of the metal corrugated shells by the set of the smallest corrugations out of the corrugations of the lower and upper vibrators.

EFFECT: expanded performances and provision for the creation of two vibration fields of different frequency for the whole volume of a mixing chamber for the concrete mix components being mixed.

4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для перемешивания бетонной смеси и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в строительстве и других областях строительной индустрии для производства многокомпонентных смесей.The invention relates to devices for mixing concrete mixture and can be used in the construction materials industry, in construction and other areas of the construction industry for the production of multicomponent mixtures.

В настоящее время экономическое развитие Российской Федерации определяет процессы, связанные с созданием конкурентоспособного производства в различных отраслях промышленности. Так, например, одним из актуальных аспектов развития строительной индустрии является монолитное строительство, немаловажная роль в котором отводится приготовлению бетонных смесей на первоначальном этапе производства. Анализ различных источников позволяет обнаружить многообразие существующих промышленных бетоносмесительных машин, реализованных на основе механической обработки с целью получения качественных бетонных смесей, т.е. получения их максимально-однородными по составу. Последнее в особенности позволяет выделить проверенный временем и множеством научных трудов способ вибрационной обработки бетонных смесей как в отдельно взятом случае, так и в совокупности с обычной механической активацией.Currently, the economic development of the Russian Federation determines the processes associated with the creation of competitive production in various industries. For example, one of the urgent aspects of the development of the construction industry is monolithic construction, an important role in which is given to the preparation of concrete mixtures at the initial stage of production. Analysis of various sources makes it possible to detect the diversity of existing industrial concrete mixing machines implemented on the basis of machining in order to obtain high-quality concrete mixtures, i.e. getting them as uniform as possible in composition. The latter, in particular, makes it possible to distinguish the method of vibrational treatment of concrete mixtures, which has been tested by time and many scientific works, both in a single case and in combination with conventional mechanical activation.

Из уровня техники известны различные устройства, реализованные на данной основе. Например, известен роторный смеситель с механическим вибровозбудителем (патент RU 2297274 С1, 20.04.2007, B01F 11/00), содержащий камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, вибратор, выполненный в виде тарельчатых пружин с резиновыми амортизаторами и жестко закрепленный в середине камеры смешивания. Вибратор имеет кривошипно-шатунный механизм, с помощью которого тарельчатые пружины возбуждают колебания частиц в горизонтальном направлении. В смесителе имеется возможность регулировать интенсивность вибрации посредством изменения частоты вращения привода кривошипно-шатунного механизма. Также известно устройство для перемешивания бетонной смеси (патент RU 2399486 С1, 20.09.2010, В28С 5/16, B01F 11/00), содержащее камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, жестко закрепленный в центре камеры смешивания вибратор с осью с посаженными на нее с зазором тарельчатыми пружинами и амортизаторами. Вибратор выполнен с упорными шайбами большего и меньшего диаметра, при этом тарельчатые пружины, амортизаторы размещаются на оси в следующем порядке: тарельчатая пружина, упорная шайба большего диаметра, резиновый амортизатор, упорная шайба большего диаметра, тарельчатая пружина, упорная шайба меньшего диаметра, резиновый амортизатор, упорная шайба меньшего диаметра. Кривошипно-шатунный механизм оказывает деформирующее воздействие на тарельчатые пружины, шайбы, резиновые амортизаторы посредством крышки, прикрепленной к нему болтовым соединением, тем самым, заставляя их совершать колебательные движения в возвратно-поступательном направлении, возбуждая колебания частиц смеси в горизонтальном направлении.The prior art various devices that are implemented on this basis. For example, a rotary mixer with a mechanical vibration exciter (patent RU 2297274 C1, 04/20/2007, B01F 11/00) is known, comprising a mixing chamber, a rotor with a rotary drive, made with blades, a vibrator made in the form of disk springs with rubber shock absorbers and rigidly fixed in the middle of the mixing chamber. The vibrator has a crank mechanism, with the help of which the Belleville springs excite particle vibrations in the horizontal direction. In the mixer, it is possible to adjust the intensity of the vibration by changing the speed of the drive of the crank mechanism. It is also known a device for mixing concrete mixture (patent RU 2399486 C1, 09/20/2010, B28C 5/16, B01F 11/00), comprising a mixing chamber, a rotor with a rotation drive, made with blades, rigidly fixed in the center of the mixing chamber, a vibrator with an axis with disc springs and shock absorbers seated on it with a clearance. The vibrator is made with thrust washers of a larger and smaller diameter, while the cup springs, shock absorbers are placed on the axis in the following order: a cup spring, a thrust washer of a larger diameter, a rubber shock absorber, a thrust washer of a larger diameter, a cup spring, a thrust washer of a smaller diameter, a rubber shock absorber, thrust washer of smaller diameter. The crank mechanism has a deforming effect on cup springs, washers, rubber shock absorbers by means of a cover bolted to it, thereby causing them to oscillate in the reciprocating direction, exciting the particles in the horizontal direction to vibrate.

К недостаткам данных конструкций относятся значительные энергозатраты на деформирование тарельчатых пружин, высокий процент износа резиновых амортизаторов, а также недостаточно эффективное тиксотропное разрушение (разжижение) структуры материала вследствие возбуждения в бетонной смеси колебаний строго горизонтальной направленности.The disadvantages of these designs include significant energy costs for the deformation of Belleville springs, a high percentage of wear of rubber shock absorbers, as well as insufficiently effective thixotropic destruction (dilution) of the material structure due to the excitation of vibrations of a strictly horizontal direction in the concrete mix.

Из уровня техники известны также группа вибрационных смесителей (патент RU 2201796 С1, 10.04.2003, B01F 11/00; патент RU 2189854 С1, 27.09.2002, B01F 11/00; патент RU 2140320 С1, 27.10.1999, B01F 11/00), содержащих торообразный корпус, опирающийся через амортизаторы на раму, вибровозбудитель и патрубки загрузки и выгрузки материала, отличающихся между собой наличием внутри центра основания корпуса различных жестко закрепленных сферических и полусферических насадок. К основным недостаткам данных конструкций следует отнести сложность использования смесителей в производстве бетонных смесей, невысокую эффективность и интенсивность смешиваемых материалов и недостаточное смешивание материалов в верхней части корпуса смесителя вследствие отсутствия перемешивающих и/или перемещающих внутри корпуса компоненты смеси агрегатов и механизмов, а также возбуждения направленных в вертикальной плоскости колебаний непосредственно через корпус смесителя.A group of vibration mixers is also known from the prior art (patent RU 2201796 C1, 04/10/2003, B01F 11/00; patent RU 2189854 C1, 09/27/2002, B01F 11/00; patent RU 2140320 C1, 10.27.1999, B01F 11/00 ) containing a toroidal casing resting on the frame through shock absorbers, a vibration exciter and material loading and unloading nozzles, differing among themselves by the presence of various rigidly fixed spherical and hemispherical nozzles inside the center of the housing base. The main disadvantages of these structures include the difficulty of using mixers in the production of concrete mixtures, the low efficiency and intensity of the mixed materials, and the insufficient mixing of materials in the upper part of the mixer body due to the lack of mixing and / or moving components of the mixture of aggregates and mechanisms inside the case, as well as excitation of vertical vibration plane directly through the mixer body.

Наиболее близким аналогом является роторный смеситель с механическим вибровозбудителем (патент RU 2398625 С1, 10.09.2010, B01F 11/00), содержащий камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, и вибратор, выполненный в виде сварного сильфона со складывающимися гофрами. Вибратор жестко закреплен в середине камеры смешивания и связан с электрическим двигателем посредством кривошипно-шатунного механизма.The closest analogue is a rotary mixer with a mechanical vibration exciter (patent RU 2398625 C1, 09/10/2010, B01F 11/00) containing a mixing chamber, a rotor with a rotation drive made with blades, and a vibrator made in the form of a welded bellows with folding corrugations. The vibrator is rigidly fixed in the middle of the mixing chamber and is connected to the electric motor by means of a crank mechanism.

Также наиболее близким аналогом является роторный смеситель с электромеханическим вибровозбудителем (патент RU 2292943 С1, 10.02.2007, B01F 11/00), содержащий камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, вибратор, выполненный в виде сильфона с диском, жестко закреплен в середине камеры смешивания. Вибратор имеет электромагнит, с помощью которого сильфон возбуждает колебания частиц в горизонтальном направлении. В смесителе имеется возможность регулировать интенсивность вибрации посредством изменения частоты переменного тока, подаваемого на обмотку электромагнита.Also the closest analogue is a rotary mixer with an electromechanical vibration exciter (patent RU 2292943 C1, 02/10/2007, B01F 11/00) containing a mixing chamber, a rotor with a rotary drive made with blades, a vibrator made in the form of a bellows with a disk, is rigidly fixed in the middle of the mixing chamber. The vibrator has an electromagnet, with the help of which the bellows excites particle vibrations in the horizontal direction. The mixer has the ability to adjust the intensity of the vibration by changing the frequency of the alternating current supplied to the winding of the electromagnet.

К недостаткам данных устройств следует отнести неэффективную вибрационную проработку смеси или ее полное отсутствие в верхних угловых («глухих») зонах камеры смешивания вследствие выполнения геометрии сильфонов строго цилиндрической формы, а также неоднородные амплитудные значения перемещений, убывающих от места силового воздействия к месту закрепления сильфона, на каждом отдельно взятом участке сильфона, вследствие чего колебания от места силового воздействия к месту закрепления сильфона будут иметь затухающий характер, что приводит к снижению эффективности вибрационных воздействий на бетонную смесь в нижней части камеры смешивания.The disadvantages of these devices include inefficient vibrational study of the mixture or its complete absence in the upper corner (“deaf”) zones of the mixing chamber due to the geometry of the bellows strictly cylindrical in shape, as well as inhomogeneous amplitude values of displacements decreasing from the place of force acting to the fixation point of the bellows, in each individual section of the bellows, as a result of which the fluctuations from the place of force impact to the place of fixation of the bellows will have a damping nature, which This leads to a decrease in the efficiency of vibration effects on the concrete mixture in the lower part of the mixing chamber.

Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств и обеспечении достижения новых свойств заявляемыми объектами. То есть обеспечивается реализация возможности создания по всему объему камеры смесителя на смешиваемые компоненты бетонной смеси двух различных по частоте вибрационных полей, каждое из которых соответствует по форме гофрированному контуру трехмерного тела вращения, образующего в сечении вертикальной плоскости по точкам вершин гофр сложную усеченную геометрическую фигуру, образованную средним пересечением трех окружностей с центрами, составляющими вершины правильного треугольника, и радиусами, равными высоте данного треугольника, с одновременной возможностью создания эффекта наложения данных вибрационных полей в центре камеры смешивания, обеспечением возможности создания множества групп совокупных двухчастотных вибрационных полей, каждое из которых соответствует спирально-винтовой форме с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей, и с одновременным образованием в двухчастотном диапазоне разнонаправленных колебаний, полностью исключающих наличие в камере смешивания «глухих» зон, дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты, однородного амплитудного распределения каждого вибрационного поля в камере смешивания и качественной интенсификацией процесса перемешивания этих компонентов в целом.The technical result consists in expanding the arsenal of technical means and ensuring the achievement of new properties by the claimed objects. That is, it is realized that it is possible to create two vibrational fields of different frequency in the concrete chamber of the concrete mixture to be mixed into the mixed components, each of which corresponds in shape to the corrugated contour of a three-dimensional body of revolution, forming a complex truncated geometric figure in the vertical plane section along the points of the corrugations the average intersection of three circles with the centers that make up the vertices of a regular triangle, and radii equal to the height of this triangle, with the simultaneous possibility of creating the effect of superimposing these vibrational fields in the center of the mixing chamber, providing the possibility of creating many groups of cumulative two-frequency vibrating fields, each of which corresponds to a spiral-helical shape with the formation of a dynamic effect of superimposing these vibrating fields, and simultaneously generating multidirectional vibrations completely excluding the presence of “dead” zones in the mixing chamber, additional vibrational effects on the mixture Vai components uniform amplitude distribution of each of the vibratory field in the mixing chamber and qualitative process intensification mixing these components in general.

Технический результат достигается тем, что в вибрационном смесителе, содержащем камеру смешивания с окнами загрузки и выгрузки материалов соответственно, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, в нижней и верхней частях камеры смешивания по центру жестко закреплены два: нижний и верхний, вибратора, выполненные в корпусах, с возбуждением колебаний посредством нижнего и верхнего кривошипно-шатунных механизмов соответственно. Корпусы вибраторов выполнены в виде одинаковых металлических гофрированных оболочек, представляющих собой гофрированные тонкостенные тела вращения, образующие в сечении вертикальной плоскости по точкам вершин гофр сложные усеченные геометрические фигуры, образованные средним пересечением трех окружностей с центрами, составляющими вершины правильного треугольника, и радиусами, равными высоте данного треугольника, и выполненные с возможностью создания двух одинаковых по амплитуде и различных по частоте вибрационных полей, каждое из которых соответствует по форме гофрированному контуру данных тел вращения, с разнонаправленными колебаниями, внутри каждой из которых по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплен диск с направляющими стойками, функцией которых является создание устойчивых направленных поступательных движений штоков от поступательной пары, образованной направляющей стойкой нижней части камеры смешивания и штоком нижнего вибратора, нижнего кривошипно-шатунного механизма, и от поступательной пары, образованной направляющей стойкой верхней части камеры смешивания, направляющей стойкой привода вращения лопастей и штоком верхнего вибратора, верхнего кривошипно-шатунного механизма соответственно. Причем диски нижнего и верхнего вибраторов выполнены с цилиндрическими выступами, функцией которых является возможность вставки и закрепления по внутреннему диаметру пружин, установленных с функцией свободного сжатия/разжатия в стаканах, к центрам внутренних частей которых жестко закреплены штоки, к центру внешних частей - толкатели, жестко закрепленные другим концом к внутренним частям, образующим наименьшие из гофр, металлических гофрированных оболочек, и выполненных с функцией возбуждения колебаний от наименьших из гофр корпусов вибраторов. При этом по внешним цилиндрическим частям стаканов симметрично закреплены по четыре выступа, функцией которых является передача возвратно-поступательных движений на диски, выполненные с возможностью однородного распределения вибрационных полей от наименьших из гофр металлических гофрированных оболочек к местам закрепления корпусов посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешних образующих металлических гофрированных оболочек в момент сжатия пружин до упора в резиновые прокладки, выполненные с функцией смягчения соударения выступов с дисками. Причем между корпусами нижнего и верхнего вибраторов по центру расположен пружинный вибровозбудитель, выполненный в виде пружинной группы, состоящей не менее чем из двух различного диаметра пружин, которые закреплены по диаметрам впадин, образованных на внешней поверхности металлических гофрированных оболочек группой наименьших из гофр нижнего и верхнего вибраторов, и функцией которых является создание множества групп совокупных двухчастотных вибрационных полей, каждое из которых соответствует спирально-винтовой форме центральных пружин пружинного вибровозбудителя с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей, и дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты от верхнего и нижнего корпусов вибраторов соответственно.The technical result is achieved by the fact that in the vibration mixer containing the mixing chamber with the windows for loading and unloading materials, respectively, a rotor with a rotary drive made with blades, in the lower and upper parts of the mixing chamber in the center are rigidly fixed two: lower and upper, vibrators made in cases, with excitation of oscillations by means of the lower and upper crank mechanisms, respectively. The vibrator housings are made in the form of identical metal corrugated shells, which are corrugated thin-walled bodies of revolution, forming complex truncated geometric shapes in the vertical plane section along the points of the corrugations of the corrugations, formed by the average intersection of three circles with the centers making up the vertices of the regular triangle, and radii equal to the height of this triangle, and made with the possibility of creating two identical in amplitude and different in frequency of vibration fields, each and which corresponds in shape to the corrugated contour of these bodies of revolution, with multidirectional vibrations, inside each of which, in the center in the horizontal plane, a disk with guide racks is rigidly fixed, the function of which is to create stable directed translational movements of the rods from the translational pair formed by the guide rack of the lower part of the mixing chamber and the rod of the lower vibrator, the lower crank mechanism, and from the translational pair formed by the guide rack of the upper parts of the mixing chamber, the guide rack of the drive for rotation of the blades and the rod of the upper vibrator, the upper crank mechanism, respectively. Moreover, the disks of the lower and upper vibrators are made with cylindrical protrusions, the function of which is the possibility of inserting and fixing along the inner diameter of the springs installed with the function of free compression / expansion in the cups, the rods are rigidly fixed to the centers of the internal parts, the pushers are rigidly to the center of the external parts fixed at the other end to the internal parts forming the smallest of corrugations, metal corrugated shells, and made with the function of exciting vibrations from the smallest of corrugations ibratorov. At the same time, four protrusions are symmetrically fixed along the outer cylindrical parts of the glasses, the function of which is the transfer of reciprocating movements to disks made with the possibility of uniform distribution of vibration fields from the smallest corrugated metal corrugated shells to the fixing points of the bodies by creating uniform amplitude values of displacements of each point external forming metal corrugated shells at the time of compression of the springs until they stop in rubber gaskets, made e with the function of mitigating the impact of the protrusions with the discs. Moreover, between the bodies of the lower and upper vibrators, a spring exciter is located in the center, made in the form of a spring group consisting of at least two different diameters of springs, which are fixed by the diameters of the depressions formed on the outer surface of the metal corrugated shells by the group of the smallest of the corrugations of the lower and upper vibrators , and whose function is to create many groups of cumulative two-frequency vibrational fields, each of which corresponds to a spiral-helical shape of the central springs of the spring exciter with the formation of a dynamic effect of the imposition of these vibration fields, and additional vibration effects on the mixed components from the upper and lower bodies of the vibrators, respectively.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 представлена схема вибрационного смесителя; на фиг.2 - увеличенная схема нижнего вибратора вибрационного смесителя; на фиг.3 - увеличенная схема верхнего вибратора вибрационного смесителя; на фиг.4 - увеличенная схема установки пружинного вибровозбудителя, закрепленного между верхним и нижним корпусами вибраторов. The invention is illustrated by drawings: figure 1 presents a diagram of a vibration mixer; figure 2 is an enlarged diagram of the lower vibrator of the vibration mixer; figure 3 is an enlarged diagram of the upper vibrator of the vibration mixer; figure 4 is an enlarged installation diagram of a spring exciter mounted between the upper and lower bodies of the vibrators.

Вибрационный смеситель содержит камеру 1 смешивания с окнами загрузки 2 и выгрузки 3 материалов соответственно, ротор 4 с приводом 5 вращения, выполненный с лопастями 6, 7, 8. В нижней и верхней частях камеры 1 смешивания по центру жестко закреплены два: нижний 9 и верхний 10, вибратора, выполненные в корпусах 11, 12, с возбуждением колебаний посредством нижнего 13 и верхнего 14 кривошипно-шатунных механизмов соответственно и с функцией создания эффекта наложения вибрационных полей в центре камеры смешивания от нижнего 9 и верхнего 10 вибраторов соответственно. Корпусы 11, 12 вибраторов 9, 10 выполнены в виде одинаковых металлических гофрированных оболочек, представляющих собой гофрированные тонкостенные тела вращения, образующие в сечении вертикальной плоскости по точкам вершин гофр сложные усеченные геометрические фигуры, образованные средним пересечением трех окружностей с центрами, составляющими вершины правильного треугольника, и радиусами, равными высоте данного треугольника, и выполненные с возможностью создания двух одинаковых по амплитуде и различных по частоте вибрационных полей, каждое из которых соответствует по форме гофрированному контуру данных тел вращения с разнонаправленными колебаниями, внутри каждой из которых по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплены диски 15, 16 с направляющими стойками 17, 18, функцией которых является создание устойчивых направленных поступательных движений штоков 19, 20 от поступательной пары, образованной направляющей стойкой 21 нижней части камеры 1 смешивания и штоком 19 нижнего 9 вибратора, нижнего 13 кривошипно-шатунного механизма, и от поступательной пары, образованной направляющей стойкой 22 верхней части камеры 1 смешивания, направляющей стойкой 23 привода 5 вращения лопастей и штоком 20 верхнего 10 вибратора, верхнего 14 кривошипно-шатунного механизма соответственно. Причем диски 15, 16 нижнего 9 и верхнего 10 вибраторов выполнены с цилиндрическими выступами 24, 25, функцией которых является возможность вставки и закрепления по внутреннему диаметру пружин 26, 27, установленных с функцией свободного сжатия/разжатия в стаканах 28, 29, к центрам внутренних частей которых жестко закреплены штоки 19, 20, к центру внешних частей - толкатели 30, 31, жестко закрепленные другим концом к внутренним частям, образующим наименьшие из гофр, металлических гофрированных оболочек, и выполненных с функцией возбуждения колебаний от наименьших из гофр корпусов 11, 12 вибраторов 9, 10. При этом по внешним цилиндрическим частям стаканов 28, 29 симметрично закреплены по четыре выступа 32, 33, функцией которых является передача возвратно-поступательных движений на диски 15, 16, выполненных с возможностью однородного распределения вибрационных полей от наименьших из гофр металлических гофрированных оболочек к местам закрепления корпусов 11, 12 посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешних образующих металлических гофрированных оболочек в момент сжатия пружин 26, 27 до упора в резиновые прокладки 34, 35, выполненных с функцией смягчения соударения выступов 32, 33 с дисками 15, 16. Причем между корпусами 11, 12 нижнего 9 и верхнего 10 вибраторов по центру расположен пружинный вибровозбудитель 36, выполненный в виде пружинной группы, состоящей не менее чем из двух различного диаметра пружин, которые закреплены по диаметрам впадин, образованных на внешней поверхности металлических гофрированных оболочек группой наименьших из гофр нижнего 11 и верхнего 12 корпусов вибраторов 9, 10, и функцией которых является создание множества групп совокупных двухчастотных вибрационных полей, каждое из которых соответствует спирально-винтовой форме центральных пружин пружинного вибровозбудителя 36 с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей и дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты от верхнего 12 и нижнего 11 корпусов 9, 10 вибраторов соответственно.The vibration mixer comprises a mixing chamber 1 with loading and unloading windows 3 of materials 3, respectively, a rotor 4 with a rotation drive 5, made with blades 6, 7, 8. In the lower and upper parts of the mixing chamber 1 in the center are rigidly fixed two: lower 9 and upper 10, vibrators made in the housings 11, 12, with the excitation of vibrations by means of the lower 13 and upper 14 crank mechanisms, respectively, and with the function of creating the effect of superimposing vibration fields in the center of the mixing chamber from the lower 9 and upper 10 vibrators, respectively of course. The housings 11, 12 of the vibrators 9, 10 are made in the form of identical metal corrugated shells, which are corrugated thin-walled bodies of revolution, forming complex truncated geometric shapes in the vertical plane section along the points of the corrugations of the corrugations, formed by the average intersection of three circles with the centers making up the vertices of the regular triangle, and radii equal to the height of this triangle, and made with the possibility of creating two identical in amplitude and different in frequency vibration fields, to Each of them corresponds in shape to the corrugated contour of these bodies of revolution with multidirectional vibrations, inside each of which, in the center in the horizontal plane, are disks 15, 16 with guide racks 17, 18, the function of which is to create stable directed translational movements of the rods 19, 20 from translational pair formed by the guide rack 21 of the lower part of the mixing chamber 1 and the rod 19 of the lower 9 of the vibrator, lower 13 of the crank mechanism, and from the translational pair formed on the guide rack 22 of the upper part of the mixing chamber 1, the guide rack 23 of the blade rotation drive 5 and the rod 20 of the upper 10 of the vibrator, the upper 14 of the crank mechanism, respectively. Moreover, the disks 15, 16 of the lower 9 and the upper 10 of the vibrators are made with cylindrical protrusions 24, 25, the function of which is the ability to insert and fix along the inner diameter of the springs 26, 27, installed with the function of free compression / decompression in the cups 28, 29, to the centers of the inner of the parts of which rods 19, 20 are rigidly fixed, pushers 30, 31 are rigidly fixed to the center of the external parts, rigidly fixed with the other end to the internal parts forming the smallest of corrugations, corrugated metal shells, and made with the function of excitation of vibrations from the the smaller of the corrugations of the bodies 11, 12 of the vibrators 9, 10. Moreover, on the outer cylindrical parts of the glasses 28, 29 four protrusions 32, 33 are symmetrically fixed, the function of which is the transfer of reciprocating movements to the disks 15, 16, made with the possibility of uniform distribution vibration fields from the smallest corrugations of the metal corrugated shells to the attachment points of the housings 11, 12 by creating uniform amplitude values of the displacements of each point of the outer generatrix of the metal corrugated shells in the Moma nt compression of the springs 26, 27 against the stop in the rubber gaskets 34, 35, made with the function of softening the collision of the protrusions 32, 33 with the disks 15, 16. Moreover, between the bodies 11, 12 of the lower 9 and the top 10 of the vibrators is located in the center of the spring exciter 36, made in the form of a spring group consisting of at least two different diameters of springs, which are fixed by the diameters of the depressions formed on the outer surface of the metal corrugated shells by the group of the smallest of the corrugations of the lower 11 and upper 12 vibrator bodies 9, 10, and the function of which It is to provide a plurality of groups of aggregate of two-frequency vibration fields, each of which corresponds to the spiral-helical shaped central springs of the spring vibration generator 36 to form a dormant data aliasing vibration fields and additional vibratory impacts to be mixed components from the upper 12 and lower 11 housings 9, 10 vibrators, respectively.

Устройство работает следующим образом: вначале составляющие бетонной смеси, состав которой подбирается предварительно, через окно загрузки 2 послойно загружаются в камеру смешивания 1 в следующей последовательности: на дно смесителя укладывается песок, затем цемент, после чего щебень, в последнюю очередь равномерно на всю загрузку подается необходимое количество воды. Затем включаются приводы вибраторов 9, 10 и привод 5 вращения ротора 4 с лопастями 6, 7, 8. Привод 5 вращает ротор 4 и лопасти 6, 7, 8, тем самым перемешивая приготавливаемую смесь. Толкатели 30, 31 через стаканы 28, 29 пружин 26, 27 и штоки 19, 20 посредством нижнего 13 и верхнего 14 кривошипно-шатунных механизмов совершают возвратно-поступательные движения, тем самым возбуждая колебания части корпусов 11, 12, образующих наименьшую из гофр металлической гофрированной оболочки. При этом в момент сжатия пружин 26, 27 до упора в резиновые прокладки 34, 35 дисков 15, 16 выступы 32, 33 передают возвратно-поступательное движение на диски 15, 16, которые тем самым дополнительно возбуждают колебания средней части корпусов 11, 12 и создают однородное распределение амплитудных значений перемещений каждой точки внешних образующих металлических гофрированных оболочек. Причем пружинный вибровозбудитель 36, расположенный по центру между корпусами 11, 12 нижнего 9 и верхнего 10 вибраторов, посредством группы пружин создает дополнительные вибрационные воздействия на смешиваемые компоненты от верхнего 12 и нижнего 11 корпусов вибраторов 9, 10 соответственно. По истечении заданного времени привод 5 ротора 4 и приводы кривошипно-шатунных механизмов 13, 14 отключаются и готовая бетонная смесь через окно 3 корпуса 1 смесителя выгружается.The device operates as follows: first, the components of the concrete mixture, the composition of which is preliminarily selected, are loaded through the loading window 2 in layers into the mixing chamber 1 in the following sequence: sand is laid on the bottom of the mixer, then cement, after which crushed stone, lastly, is uniformly fed to the entire load the required amount of water. Then the vibrator drives 9, 10 and the rotor drive 5 of the rotor 4 with the blades 6, 7, 8 are turned on. The drive 5 rotates the rotor 4 and the blades 6, 7, 8, thereby mixing the prepared mixture. Pushers 30, 31 through the cups 28, 29 of the springs 26, 27 and rods 19, 20 by means of the lower 13 and upper 14 of the crank mechanisms make reciprocating movements, thereby exciting vibrations of part of the housings 11, 12, forming the smallest corrugated metal corrugated shell. Moreover, at the time of compression of the springs 26, 27 against the stop in the rubber gaskets 34, 35 of the disks 15, 16, the protrusions 32, 33 transmit reciprocating motion to the disks 15, 16, which thereby additionally excite vibrations of the middle part of the housings 11, 12 and create homogeneous distribution of the amplitude values of the displacements of each point of the external generators of the metal corrugated shells. Moreover, the spring exciter 36, located in the center between the bodies 11, 12 of the lower 9 and the upper 10 of the vibrators, through a group of springs creates additional vibrational effects on the mixed components from the upper 12 and lower 11 of the vibrator bodies 9, 10, respectively. After a predetermined time, the drive 5 of the rotor 4 and the drives of the crank mechanisms 13, 14 are turned off and the finished concrete mixture is unloaded through the window 3 of the mixer housing 1.

Заявляемое изобретение проявляет новые свойства, не известные в технике. Существенные признаки носят технический характер и идентифицируемы. Совокупность существенных признаков заявленного устройства необходима и достаточна для получения требуемого технического результата. Заявляемая совокупность признаков обеспечивает получение неожиданного, необычного сверхсуммарного технического результата, который превосходит технический результат, получаемый от каждого существенного признака в отдельности применительно к объектам указанного назначения. Заявляемый объект обеспечивает изменение известного уровня техники неочевидными средствами, придает объектам новые положительные свойства, удовлетворяет долговременный спрос и повышает конкурентоспособность объекта патентования. Между существенными признаками заявленного решения и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь. Совокупность существенных признаков заявляемого решения обеспечивает новый необычный принцип действия объектов, который является в максимальной степени эффективным для объектов указанного назначения.The claimed invention exhibits new properties not known in the art. The essential features are technical in nature and are identifiable. The set of essential features of the claimed device is necessary and sufficient to obtain the required technical result. The claimed combination of features provides an unexpected, unusual ultramodern technical result that exceeds the technical result obtained from each significant feature separately in relation to objects of the specified purpose. The inventive object provides a change in the prior art by non-obvious means, gives the objects new positive properties, satisfies long-term demand and increases the competitiveness of the patented object. Between the essential features of the claimed solution and the achieved technical result there is a causal relationship. The set of essential features of the proposed solution provides a new unusual principle of operation of objects, which is as effective as possible for objects of this purpose.

В целом устройство обеспечивает реализацию возможности создания по всему объему камеры смесителя на смешиваемые компоненты бетонной смеси двух различных по частоте вибрационных полей, каждое из которых соответствует по форме гофрированному контуру трехмерного тела вращения, образующего в сечении вертикальной плоскости по точкам вершин гофр сложную усеченную геометрическую фигуру, образованную средним пересечением трех окружностей с центрами, составляющими вершины правильного треугольника, и радиусами, равными высоте данного треугольника, с одновременной возможностью создания эффекта наложения данных вибрационных полей в центре камеры смешивания, обеспечением возможности создания множества групп совокупных двухчастотных вибрационных полей, каждое из которых соответствует спирально-винтовой форме с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей, и с одновременным образованием в двухчастотном диапазоне разнонаправленных колебаний, полностью исключающих наличие в камере смешивания «глухих» зон, дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты, однородного амплитудного распределения каждого вибрационного поля в камере смешивания и качественной интенсификацией процесса перемешивания этих компонентов в целом. Это объясняется тем, что, во-первых, корпусы вибраторов, выполненные в виде металлических гофрированных оболочек, представляющих собой гофрированные тонкостенные тела вращения, образующие в сечении вертикальной плоскости по точкам вершин гофр сложные усеченные геометрические фигуры, образованные средним пересечением трех окружностей с центрами, составляющими вершины правильного треугольника, и радиусами, равными высоте данного треугольника, и выполненные с возможностью создания двух одинаковых по амплитуде и различных по частоте вибрационных полей, каждое из которых соответствует по форме гофрированному контуру данных тел вращения, с разнонаправленными колебаниями, позволяют, с одной стороны, реализовать возможность создания по всему объему камеры смесителя на смешиваемые компоненты бетонной смеси вибрационного воздействия, полностью исключающего наличие в камере смешивания «глухих» зон, а с другой - исключить вибрационное воздействие на приводы вибраторов, максимально реализовать защиту подшипниковых узлов привода вибратора от попадания в них мелких частиц перемешиваемых материалов, а также реализовать возможность полной передачи «полезного» вибрационного воздействия на обрабатываемый материал. Во-вторых, реализация в конструкции смесителя двух вибраторов, между которыми по центру установлен пружинный вибровозбудитель и каждый из которых включает: толкатель, стакан с выступами, пружину, шток кривошипно-шатунного механизма и диск с резиновыми прокладками, обеспечивает возможность создания эффекта наложения данных вибрационных полей в центре камеры смешивания с одновременным образованием в двухчастотном диапазоне разнонаправленных колебаний и созданием возможности посредством пружинного вибровозбудителя множества групп совокупных двухчастотных вибрационных полей, каждое из которых соответствует спирально-винтовой форме центральных пружин пружинного вибровозбудителя с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей, и дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты от верхнего и нижнего корпусов вибраторов соответственно, однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешней образующей металлических гофрированных оболочек, тем самым позволяет осуществить однородное распределение вибрационного поля в камере смешивания, позволяет реализовать качественную интенсификацию процесса перемешивания компонентов смеси при многочастотном вибрировании, заключающемся в одновременном воздействии на бетонную смесь колебаний двух и более частот и позволяющее при наложении друг на друга кривых колебаний увеличивать скорость движения частиц смеси, что в свою очередь повышает эффективность вибрации. Многочастотное вибрирование, исходя из того, что каждой величине зерна соответствует собственная частота колебаний, может рассматриваться как средство воздействия на наибольшее количество зерен, т.е. интенсивность многочастотного вибрирования выше, чем интенсивность каждого из составляющих его колебаний, что тем самым позволяет сократить цикл перемешивания бетонных смесей. И, в-третьих, конструкция смесителя позволяет реализовать повышение производительности, снижение затрат энергии на процесс смешивания, повышение подвижности и турбулизации смеси, обусловленных однородным тиксотропным разрушением структуры материала во всем пространстве камеры смешивания, проявляющегося в уменьшении удельного сопротивления движению лопасти в бетонной смеси по сравнению с удельным сопротивлением движению лопасти неразрушенного материала. В связи с этим уменьшается сопротивление перемещению лопастей и потребляемая мощность привода вращения ротора. Вместе с тем достигается эффект виброкипения смеси под действием колебательных процессов корпуса вибратора, большая турбулизация и более интенсивная циркуляция частиц смеси, в результате чего сокращается время смешивания, повышается производительность смесителя.In general, the device provides the possibility of creating, over the entire volume of the mixer chamber, for the mixed components of the concrete mixture, two vibrational fields of different frequency, each of which corresponds in shape to the corrugated contour of a three-dimensional body of revolution, forming a complex truncated geometric figure in the vertical plane section along the points of the corrugations formed by the average intersection of three circles with the centers that make up the vertices of the regular triangle, and radii equal to the height of the given triangle olnik, with the simultaneous possibility of creating the effect of superimposing data of vibration fields in the center of the mixing chamber, providing the ability to create many groups of cumulative two-frequency vibrating fields, each of which corresponds to a spiral-helical form with the formation of dynamization of the effect of superimposing data of vibration fields, and with the simultaneous formation in the two-frequency range multidirectional vibrations, completely eliminating the presence of “dead” zones in the mixing chamber, additional vibration effects d on the components to be mixed, the homogeneous amplitude distribution of each vibration field in the mixing chamber and the qualitative intensification of the mixing process of these components as a whole. This is due to the fact that, firstly, the vibrator bodies are made in the form of metal corrugated shells, which are corrugated thin-walled bodies of revolution that form complex truncated geometric shapes in the vertical plane section at the points of the corrugation vertices formed by the average intersection of three circles with the centers making up vertices of a regular triangle, and radii equal to the height of a given triangle, and made with the possibility of creating two identical in amplitude and different in frequency v bration fields, each of which corresponds in shape to the corrugated contour of these bodies of revolution, with multidirectional vibrations, allow, on the one hand, to realize the possibility of creating a vibration effect throughout the entire volume of the mixer chamber on the mixed components of the concrete mixture that completely eliminates the presence of “deaf” in the mixing chamber zones, and on the other hand, to eliminate the vibration effect on the vibrator drives, to maximally protect the bearing assemblies of the vibrator drive from the ingress of small particles eremeshivaemyh materials as well as the possibility to realize the full transfer of "useful" vibrational action on the processed material. Secondly, the implementation of the design of the mixer of two vibrators, between which a spring exciter is installed in the center and each of which includes: a pusher, a glass with protrusions, a spring, a rod of the crank mechanism and a disk with rubber gaskets, makes it possible to create the effect of superimposing these vibration fields in the center of the mixing chamber with the simultaneous formation of multidirectional oscillations in the two-frequency range and the creation of the possibility by means of a spring exciter of many groups with total two-frequency vibration fields, each of which corresponds to the spiral-helical shape of the central springs of the spring exciter with the formation of a dynamic effect of the imposition of these vibration fields, and additional vibration effects on the mixed components from the upper and lower cases of the vibrators, respectively, of the uniform amplitude values of the displacements of each point of the external generatrix of the metal corrugated shells, thereby allowing for a uniform distribution of vibration field in the mixing chamber, allows to implement a qualitative intensification of the process of mixing the components of the mixture during multi-frequency vibration, which consists in simultaneously influencing the concrete mixture with vibrations of two or more frequencies and allowing, when superimposed on each other vibration curves, to increase the speed of the particles of the mixture, which in turn increases the efficiency vibrations. Multi-frequency vibration, based on the fact that each grain size corresponds to its own vibration frequency, can be considered as a means of influencing the largest number of grains, i.e. the intensity of multi-frequency vibrations is higher than the intensity of each of its constituent vibrations, thereby reducing the mixing cycle of concrete mixtures. And thirdly, the design of the mixer allows one to realize an increase in productivity, lower energy consumption for the mixing process, increased mobility and turbulization of the mixture due to uniform thixotropic destruction of the material structure in the entire space of the mixing chamber, which is manifested in a decrease in the specific resistance to movement of the blade in the concrete mixture compared with specific resistance to the movement of the blade of non-destroyed material. In this regard, the resistance to movement of the blades and the power consumption of the rotor rotation drive are reduced. At the same time, the effect of boiling of the mixture under the influence of oscillatory processes of the vibrator body, greater turbulization and more intensive circulation of the particles of the mixture is achieved, as a result of which the mixing time is reduced, the performance of the mixer is increased.

Claims

A vibration mixer comprising a mixing chamber with loading and unloading windows of materials, respectively, a rotor with a rotary drive, made with blades, characterized in that in the lower and upper parts of the mixing chamber in the center are rigidly fixed two: lower and upper, vibrators made in the housings, with excitation of vibrations by the lower and upper crank mechanisms, respectively, the vibrator bodies are made in the form of identical metal corrugated shells, which are corrugated t nano-walled bodies of revolution forming in the vertical plane section along the points of the corrugation vertices complex truncated geometric figures formed by the average intersection of three circles with the centers making up the vertices of a regular triangle and radii equal to the height of a given triangle and made with the possibility of creating two identical in amplitude and different in frequency of vibration fields, each of which corresponds in shape to the corrugated contour of these bodies of revolution, with multidirectional vibrations, inside each of which, in the center in the horizontal plane, a disk with guide racks is rigidly fixed, the function of which is to create stable directed translational movements of the rods from the translational pair formed by the guide strut of the lower part of the mixing chamber and the rod of the lower vibrator, lower crank mechanism, and from the translational pair, formed by the guide rack of the upper part of the mixing chamber, the guide rack of the drive for rotation of the blades and the rod of the upper vibrator, upper crank-sh tunnels, respectively, and the lower and upper vibrator disks are made with cylindrical protrusions, the function of which is the possibility of inserting and fixing along the inner diameter of the springs installed with the function of free compression / expansion in the cups, to the centers of the internal parts of which the rods are rigidly fixed, to the center of the external parts - pushers, rigidly fixed at the other end to the internal parts, forming the smallest of corrugations, metal corrugated shells, and made with the function of excitation of vibration four protrusions are symmetrically fixed along the outer cylindrical parts of the cups, the function of which is to transfer reciprocating movements to the disks made with the possibility of uniform distribution of vibration fields from the smallest corrugated metal corrugated shells to the fixing points of the housings by creating uniform amplitude values of the displacements of each point of the external generatrix of the metal corrugated shells at the time of compression to the stop in rubber gaskets made with the function of softening the collision of the protrusions with the disks, and between the lower and upper vibrator bodies there is a spring exciter in the center, made in the form of a spring group consisting of at least two different spring diameters, which are fixed by the diameters of the depressions formed on the outer surface of corrugated metal shells by the group of the smallest of the corrugations of the lower and upper vibrators, and whose function is to create many groups of two frequency vibration fields, each of which corresponds to the spiral-helical shape of the central springs of the spring exciter with the formation of a dynamic effect of the imposition of these vibration fields, and additional vibration effects on the components to be mixed from the upper and lower vibrator bodies, respectively.