RU2725719C1 - Mixing method and apparatus for realizing said method - Google Patents
Mixing method and apparatus for realizing said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2725719C1 RU2725719C1 RU2019118959A RU2019118959A RU2725719C1 RU 2725719 C1 RU2725719 C1 RU 2725719C1 RU 2019118959 A RU2019118959 A RU 2019118959A RU 2019118959 A RU2019118959 A RU 2019118959A RU 2725719 C1 RU2725719 C1 RU 2725719C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drum
- mixing
- cam
- drive
- critical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
- B01F29/60—Mixers with rotating receptacles rotating about a horizontal or inclined axis, e.g. drum mixers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
- B28C5/08—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions using driven mechanical means affecting the mixing
- B28C5/18—Mixing in containers to which motion is imparted to effect the mixing
- B28C5/20—Mixing in containers to which motion is imparted to effect the mixing rotating about a horizontal or substantially horizontal axis during mixing, e.g. without independent stirrers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, к химической промышленности, к агропромышленному комплексу и другим отраслям, где используется процесс перемешивания различных материалов - к способам перемешивания материалов и устройствам для реализации способов - к смесителям.The invention relates to the construction materials industry, to the chemical industry, to the agro-industrial complex and other industries that use the mixing process of various materials - to methods of mixing materials and devices for implementing the methods to mixers.
Близким решением к предлагаемому способу является известный способ перемешивания материалов в смесительном барабане путем вращения барабана сначала до критической частоты, определяемой по условию где n - частота вращения барабана, мин-1; D - диаметр барабана, м, после чего снижают частоту до 10-20% от критической и снова доводят до критической, затем уменьшают частоту до 40-50% от критической и производят перемешивание в этом цикле изменения, при этом время замедления частоты меньше времени увеличения в 2-4 раза. (Авт. св. СССР №1668343, МПК С04В 40/00, заявлено 06.03.1989, опубл. 07.08.1991, Бюл. №29).A close solution to the proposed method is a known method of mixing materials in a mixing drum by rotating the drum first to a critical frequency determined by the condition where n is the rotational speed of the drum, min -1 ; D is the diameter of the drum, m, after which they reduce the frequency to 10-20% of the critical one and bring it back to critical, then reduce the frequency to 40-50% of the critical one and mix in this change cycle, while the frequency deceleration time is less than the increase time 2-4 times. (Aut. St. USSR No. 1668343, IPC С04В 40/00, announced March 6, 1989, published on August 7, 1991, Bull. No. 29).
Недостаток этого способа перемешивания заключается в следующем. 1. Недостаточно высокая производительность процесса перемешивания из-за низкого порога критической частоты вращения, определяемая условием и частоту доводят только до критического значения. 2. Выявилась неэффективность второго понижения частоты вращения до 40-50% от критической частоты, которая сама не достаточно высокая по условию. 3. Время замедления меньше времени увеличения в 2-4 раза ограничивает регулирование процесса перемешивания в широких пределах. 4. В реальном устройстве трудно контролировать снижение частоты вращения до 10-20% и 40-50% от критической.The disadvantage of this method of mixing is as follows. 1. The insufficiently high productivity of the mixing process due to the low threshold of the critical speed, determined by the condition and the frequency is adjusted only to a critical value. 2. The inefficiency of the second reduction in the rotational speed to 40-50% of the critical frequency, which itself is not high enough by condition, was revealed. 3. The deceleration time is shorter than the increase time of 2-4 times limits the regulation of the mixing process over a wide range. 4. In a real device, it is difficult to control the reduction in speed to 10-20% and 40-50% of the critical.
Цель изобретения - увеличение производительности процесса перемешивания, увеличение интенсивности перемешивания, упрощение способа процесса перемешивания, создание устройства для осуществления способа.The purpose of the invention is to increase the productivity of the mixing process, increase the intensity of mixing, simplifying the method of the mixing process, creating a device for implementing the method.
На фиг. 1 изображено распределение частиц материала при вышекритической частоте вращения барабана, на фиг. 2 - распределение частиц при сниженной частоте вращения, на фиг. 3 - схема конструкции смесителя для осуществления способа.In FIG. 1 shows the distribution of material particles at a higher critical frequency of rotation of the drum, FIG. 2 shows the distribution of particles at a reduced rotational speed; FIG. 3 is a design diagram of a mixer for implementing the method.
Указанная цель достигается тем, что в способе перемешивания в смесительном барабане путем вращения барабана с переменной частотой вращения, отличающийся тем, что барабан вращают до частоты выше критической, определяемой условием (где n - частота вращения барабана, мин-1; D - диаметр барабана, м), за время 15-20 секунд, при котором перемешиваемый материал распределяется ровным слоем по внутренней поверхности барабана, затем снижают частоту вращения за время 4-6 с до обрушения слоя материала, затем описанный цикл повторяют до получения требуемой однородности смеси.This goal is achieved by the fact that in the method of mixing in a mixing drum by rotating the drum with a variable speed, characterized in that the drum is rotated to a frequency higher than critical, determined by the condition (where n is the rotational speed of the drum, min -1 ; D is the diameter of the drum, m), for a period of 15-20 seconds, at which the mixed material is distributed evenly over the inner surface of the drum, then the rotational speed is reduced for 4-6 s to collapse of the material layer, then the described cycle is repeated until the desired uniformity of the mixture is obtained.
Отличительными признаками предложенного способа в сравнении с прототипом являются:Distinctive features of the proposed method in comparison with the prototype are:
- в прототипе критическая частота вращения, определяемая условием , в предложенном способе условие критической частоты вращения значительно выше и определяется - ;- in the prototype, the critical rotation speed determined by the condition , in the proposed method, the condition of the critical speed is much higher and is determined - ;
- в прототипе частоту вращения барабана доводят до критической, в предложенном способе барабан вращают выше критической частоты;- in the prototype, the rotational speed of the drum is brought to critical, in the proposed method, the drum is rotated above the critical frequency;
- в прототипе два следующих друг за другом цикла изменения частоты вращения: доводят до критической, затем снижают частоту до 10-20% от критической, снова доводят до критической, затем уменьшают частоту до 40-50% от критической; в предложенном способе одно изменение частоты вращения - доводят до вышекритической, затем снижают до обрушения слоя материала;- in the prototype, two successive cycles of change in speed: adjusted to critical, then reduced to 10-20% of the critical frequency, adjusted to critical again, then reduced to 40-50% of critical frequency; in the proposed method, one change in the rotation frequency is brought to a higher critical level, then reduced to a collapse of the material layer;
- в предложенном способе за счет изменения параметров способа существенно увеличивается производительность процесса перемешивания в сравнении с прототипом;- in the proposed method by changing the parameters of the method significantly increases the performance of the mixing process in comparison with the prototype;
- в прототипе отсутствует устройство для осуществления способа, в предложенном способе предлагается устройство для реализации способа - смеситель;- in the prototype there is no device for implementing the method, the proposed method provides a device for implementing the method - mixer;
- в предложенном способе упрощается процесс проведения способа (одноцикловое изменение) в сравнении с прототипом - (двухцикловое изменение частоты вращения барабана).- the proposed method simplifies the process of carrying out the method (one-cycle change) in comparison with the prototype - (two-cycle change in the frequency of rotation of the drum).
Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.
Суть предлагаемого способа перемешивания заключается в том, что перемешиваемый материал приводится в объемное движение во внутреннем объеме барабана посредством воздействия центробежной силы, создаваемой частотой вращения барабана, превышающей критическое значение частоты. При таком воздействии частицы материала приходят в активное движение и прижимаются к внутренней поверхности барабана ровным слоем. Время воздействия центробежной силы составляет несколько секунд, порядка 15-20 с. Затем частота вращения барабана уменьшается в течение 4-6 с, центробежные силы также становятся меньше и под действием собственного веса частицы обрушиваются вниз объемным движением, перемешиваясь между собой. Затем цикл повторяется до образования однородной по составу смеси требуемого качества.The essence of the proposed method of mixing is that the mixed material is brought into volumetric motion in the inner volume of the drum by the action of centrifugal force created by the rotational speed of the drum exceeding the critical value of the frequency. With this action, the particles of material come into active motion and are pressed against the inner surface of the drum in an even layer. The exposure time of the centrifugal force is a few seconds, about 15-20 s. Then the rotational speed of the drum decreases within 4-6 s, the centrifugal forces also become smaller and under the influence of their own weight, the particles fall down in a volumetric motion, mixing with each other. Then the cycle is repeated until a mixture of the required quality is uniform in composition.
При таком способе перемешивания частицы материала активно находятся в объемном движении, в результате чего происходит их смесеобразование до однородной по составу смеси.With this method of mixing, the particles of the material are actively in volumetric motion, as a result of which they are mixed until the mixture is uniform in composition.
Способ перемешивания материалов в смесительном барабане путем вращения барабана с переменной частотой вращения, отличающийся тем, что барабан вращают до вышекритической частоты, определяемой условием (где n - частота вращения барабана, мин-1; D - диаметр барабана, м.), за время 15-20 секунд, при котором перемешиваемый материал распределяется ровным слоем по внутренней поверхности барабана, затем снижают частоту вращения за время 4-6 с до обрушения слоя материала под действием собственного веса частиц, затем описанный цикл повторяют до получения требуемой однородности смеси.The method of mixing materials in the mixing drum by rotating the drum with a variable speed, characterized in that the drum is rotated to a higher critical frequency determined by the condition (where n is the drum rotation frequency, min -1 ; D is the drum diameter, m.), for a period of 15-20 seconds, at which the mixed material is distributed evenly over the inner surface of the drum, then the rotation frequency is reduced for 4-6 s until the material layer collapses under the influence of its own particle weight, then the described cycle is repeated until the required uniformity of the mixture is obtained.
Предложенный способ перемешивания реализуется следующим образом. Назначают диаметр барабана D, исходя из требуемой производительности. Для практических целей диаметр можно принимать значение от 0,5 до 1,5 м. Затем заполняют барабан перемешиваемым материалом на 0,6-0,7 его объема. Определяют при принятом диаметре барабана критическую частоту вращения по формуле например, при диаметре барабана 0,75 м она составит 49, 3 мин-1. Назначают частоту вращения барабана больше этого критического значения, например, в пределах 55-60 мин-1. Вращают барабан в течение 15-20 секунд, под действием центробежной силы, которая больше веса частиц материала, происходит распределение частиц материала ровным слоем по внутренней поверхности барабана и одновременно перемешиваясь (см. фиг. 1).The proposed method of mixing is implemented as follows. Assign a drum diameter D, based on the required performance. For practical purposes, the diameter can be taken from 0.5 to 1.5 m. Then the drum is filled with stirred material at 0.6-0.7 of its volume. When the adopted diameter of the drum is determined, the critical frequency of rotation is determined by the formula for example, with a drum diameter of 0.75 m, it will be 49, 3 min -1 . Assign a rotational speed of the drum greater than this critical value, for example, within 55-60 min -1 . The drum is rotated for 15-20 seconds, under the action of centrifugal force, which is more than the weight of the material particles, the particles of the material are distributed in an even layer on the inner surface of the drum and at the same time mixing (see Fig. 1).
Затем снижают частоту вращения, тем самым снижают величину центробежной силы и под действием собственного веса частиц происходит обрушение слоя материала вниз, вызывая активное объемное их движение и интенсивное перемешивание (см. фиг. 2). Цикл повторяют до образования требуемой однородной по составу смеси.Then the rotational speed is reduced, thereby the centrifugal force is reduced, and under the influence of the self-weight of the particles, the material layer collapses down, causing their active volumetric movement and intensive mixing (see Fig. 2). The cycle is repeated until the desired uniform mixture is formed.
Для реализации способа перемешивания предложено устройство, кинематическая схема которого изображена на фиг. 3.To implement the mixing method, a device is proposed whose kinematic diagram is shown in FIG. 3.
В качестве прототипа выбран барабанный смеситель, широко известный в литературе (Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов // М.: Машиностроение, 1973. 215 с.). Конструкция его включает барабан, механическую передачу, раму и источник привода. Барабан получает только вращательное движение с постоянной угловой скоростью. При таком движении барабана частицы смешиваемого материала имеют ограниченное поверхностное движение только за счет сил внутреннего трения частиц, внутренняя часть материал «так называемая мертвая зона» вообще не участвует в движении. По этой причине процесс длится часами, а требуемое качество по образования однородной по составу смеси получить не удается.A drum mixer, widely known in the literature, was selected as a prototype (Makarov Yu.I. Devices for mixing bulk materials // M .: Mashinostroenie, 1973. 215 p.). Its design includes a drum, a mechanical transmission, a frame and a drive source. The drum receives only rotational motion with a constant angular velocity. With this movement of the drum, the particles of the mixed material have limited surface movement only due to the forces of internal friction of the particles, the inner part of the material, the so-called dead zone, does not participate in the movement at all. For this reason, the process lasts for hours, and the required quality for the formation of a homogeneous mixture cannot be obtained.
Цель изобретения - увеличить интенсивность процесса перемешивания, сократить время процесса, повысить однородность состава смеси, осуществить предложенный способ перемешивания.The purpose of the invention is to increase the intensity of the mixing process, reduce the process time, increase the uniformity of the composition of the mixture, to implement the proposed method of mixing.
Устройство для перемешивания (фиг. 3) содержит барабан 1, валы которого размещены в опорах рамы 2, источник привода 3 барабана (электродвигатель с редуктором или мотор-редуктор), механическую передачу 4, например, цепную, одна из звездочек которой закреплена на валу источника привода 3, а другая звездочка - на ведущем диске 5 фрикционной дисковой муфты, ведомый диск 6 которой жестко соединен с барабаном 1.The mixing device (Fig. 3) contains a
Фрикционные диски 5 и 6 под действием пружины 7 плотно прижаты друг к другу посредством рычага 8, на котором закреплен поводок 9 ролика 10, последний взаимодействует с кулачком 11, приводящийся во вращение посредством передачи 12 от источника привода 13. Передача 12 может быть выполнена в виде ременной, цепной или редуктора. Приводной рычаг 8 связан с рамой 2 шарниром 15.Friction discs 5 and 6 under the action of the
Для регулировки времени вращения барабана 1 и кулачка 11 введено реле времени 14. Устройство работает следующим образом. В барабан 1 загружается материал для перемешивания через загрузочное устройство (на схеме не показано), материал должен заполнять 0,6-0,7 объема барабана. Посредством реле времени 14 устанавливается время для достижения частоты вращения барабана, например, 15-20 секунд.To adjust the rotation time of the
Критическую частоту вращения определяют по принятому значению диаметра барабана по формуле например, при диаметре D=0,75 м, частота равна . Следовательно, для нашего случая частота должна быть больше, например, 50-55 мин-1.The critical speed is determined by the accepted value of the diameter of the drum according to the formula for example, with a diameter of D = 0.75 m, the frequency is . Therefore, for our case, the frequency should be greater, for example, 50-55 min -1 .
Начальное положение рычага 8 под действием пружины 7 должно быть таким, как показано на фиг. 3: ролик 10 должен находится в вогнутой части профиля кулачка 11, а диски 5 и 6 плотно прижаты друг к другу, создавая тем самым силу трения между дисками и крутящий момент, который приводит во вращение барабан 1. Устанавливается по реле времени 14 время работы 15-20 секунд источника привода 3 барабана и включается в работу, за это время частицы материала активно двигаясь, распределяются под действием центробежной силы слоем по внутренней поверхности барабана. По истечению времени работы 15-20 секунд реле времени включает в работу источник привода 13 и кулачок 11 начинает вращаться, ролик 10 выходит из вогнутой части профиля кулачка на профиль цилиндрической формы, воздействуя тем самым на рычаг 8, который сжимает пружину 7, образуя тем самым отход ведущего диска 5 от ведомого диска 6, в результате чего силы трения и крутящий момент между дисками уменьшаются и снижается частота вращения барабана, следовательно, уменьшаются центробежные силы воздействия на частицы и под действием силы тяжести будут обрушиваться вниз (см. фиг. 2), создавая тем самым активное их объемное движение и перемешивание. Время замедления вращения барабана составляет порядка 4-6 секунды, оно регулируется временем одного оборота кулачка, для увеличения времени замедления частоты барабана частоту вращения кулачка уменьшают, для уменьшения времени снижения частоты вращения барабана частоту вращения кулачка увеличивают.The initial position of the lever 8 under the action of the
После завершения одного оборота кулачка ролик 10 входит в вогнутую часть профиля кулачка, отключая тем самым источник привода 13, пружина 7 снова сжимает диски 5 и 6 и снова разгоняет барабан 1 до вышекритической частоты вращения, частицы снова под действием центробежной силы приводятся в объемное движение, образуя внутренний слой, затем цикл повторяется, т.е. частицы перемешиваемого материала постоянно находятся в активном объемном движении внутри барабана, образуя однородную по составу смесь за десятки секунд.After completing one revolution of the cam, the roller 10 enters the concave part of the cam profile, thereby disabling the drive source 13, the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118959A RU2725719C1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Mixing method and apparatus for realizing said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118959A RU2725719C1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Mixing method and apparatus for realizing said method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2725719C1 true RU2725719C1 (en) | 2020-07-03 |
Family
ID=71510397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019118959A RU2725719C1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Mixing method and apparatus for realizing said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2725719C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111978041A (en) * | 2020-08-25 | 2020-11-24 | 徐绍民 | Repairing material for extremely cold road surface and preparation method and application thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3735964A (en) * | 1972-02-07 | 1973-05-29 | R K Lorenzen | Powered mechanical shaker device |
SU614810A1 (en) * | 1976-09-01 | 1978-06-08 | Проектный Институт "Тамбовколхозпроект" | Drum-type feed mixer |
SU850186A1 (en) * | 1977-01-25 | 1981-08-03 | Предприятие П/Я В-2687 | Method and apparatus for dissolving substances |
SU1668343A1 (en) * | 1989-03-06 | 1991-08-07 | Казанский сельскохозяйственный институт им.М.Горького | Method for materials mixing |
RU117098U1 (en) * | 2011-08-17 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Тульское научно-исследовательское геологическое предприятие" (ОАО "Тульское НИГП") | MATERIAL MIXING DEVICE |
-
2019
- 2019-06-17 RU RU2019118959A patent/RU2725719C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3735964A (en) * | 1972-02-07 | 1973-05-29 | R K Lorenzen | Powered mechanical shaker device |
SU614810A1 (en) * | 1976-09-01 | 1978-06-08 | Проектный Институт "Тамбовколхозпроект" | Drum-type feed mixer |
SU850186A1 (en) * | 1977-01-25 | 1981-08-03 | Предприятие П/Я В-2687 | Method and apparatus for dissolving substances |
SU1668343A1 (en) * | 1989-03-06 | 1991-08-07 | Казанский сельскохозяйственный институт им.М.Горького | Method for materials mixing |
RU117098U1 (en) * | 2011-08-17 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Тульское научно-исследовательское геологическое предприятие" (ОАО "Тульское НИГП") | MATERIAL MIXING DEVICE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111978041A (en) * | 2020-08-25 | 2020-11-24 | 徐绍民 | Repairing material for extremely cold road surface and preparation method and application thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6755440B1 (en) | Construction site mixer | |
JP2022016472A (en) | Mixer, system for applying building material and method for producing structure from building material | |
RU2725719C1 (en) | Mixing method and apparatus for realizing said method | |
JPH0675668B2 (en) | Paste mixing equipment | |
CN207290524U (en) | A kind of Vibratory Mixer with Double-horizontal Shafts | |
US3785621A (en) | Preparation of mixes | |
CN107788084A (en) | For filling the method and filling machine of food | |
CN110064324B (en) | A kind of material agitator for printing machine | |
RU2346422C1 (en) | Seed dresser | |
CN110025035A (en) | A kind of rotary artificial flavoring equipment | |
CN206240413U (en) | A kind of two-dimensional motion mixer | |
US20070008813A1 (en) | Apparatus for foaming a slurry | |
CN205537361U (en) | Automatic safe unloading, rabbling mechanism based on firecracker machine is used | |
RU2631008C1 (en) | Screw feeder-mixer of fodders | |
JP5868588B2 (en) | Granulated product manufacturing apparatus and method | |
CN108703394B (en) | Deep processing device and method for red elephant grass feed | |
CN106956362B (en) | cement mortar mixer | |
CN113680227A (en) | Papermaking auxiliary agent uniform dilution device for papermaking | |
RU135536U1 (en) | MATERIAL MIXING DEVICE | |
RU2398623C1 (en) | Method of mixing loose materials and unit to this end | |
SU1197713A1 (en) | Method of mixing loose materials | |
RU2228841C1 (en) | Mixer for mortar preparation | |
RU2306973C2 (en) | Device for granulating | |
RU2549260C1 (en) | Method of material preparation for semidry pressing and device for its realisation | |
RU2238896C2 (en) | Device for supplying strongly bonded difficult-to-pour materials |