RU83197U1

RU83197U1 - MIXER OF BULK MATERIALS

Info

Publication number: RU83197U1
Application number: RU2008148083/22U
Authority: RU
Inventors: Елена Александровна Баранцева; Вадим Евгеньевич Мизонов; Юлия Владимировна Хохлова; Валерий Альбертович Огурцов
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2009-05-27

Abstract

Смеситель сыпучих материалов, содержащий рабочий барабан с присоединенным к нему электродвигателем с дебалансом, размещенный на упругом подвесе, отличающийся тем, упругий подвес выполнен в виде жестко связанной с барабаном тяги, нижним концом укрепленной на шарнирной опоре и подпружиненной с боковых сторон, причем жесткость пружин подбирается таким образом, чтобы угловая амплитуда колебаний тяги определялась соотношением ! ! где ω - скорость вращения дебаланса электродвигателем, R - расстояние от шарнирной опоры тяги до оси рабочего барабана, g - ускорение силы тяжести.The mixer of bulk materials containing a working drum with an unbalanced motor attached to it, mounted on an elastic suspension, characterized in that the elastic suspension is made in the form of a rod rigidly connected to the drum, the lower end mounted on a hinged support and spring-loaded on the sides, and the spring stiffness is selected so that the angular amplitude of the thrust fluctuations is determined by the relation! ! where ω is the unbalance rotation speed by the electric motor, R is the distance from the articulated thrust support to the axis of the working drum, g is the acceleration of gravity.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для смешивания сыпучих материалов и может быть использована в строительной, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.The utility model relates to equipment for mixing bulk materials and can be used in the construction, chemical, pharmaceutical and other industries.

Известен смеситель сыпучих материалов, содержащий рабочий барабан и привод, причем привод выполнен в виде роликов, на которых размещен барабан, где один из роликов связан с приводящим его во вращение электродвигателем (Машиностроение. Энциклопедия. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. Т.IV-12/ Под общ. ред. М.Б.Генералова - М.: Машиностроение. 2004 - 832 с., рис.2.2.12 стр.142). Смешиваемые компоненты помещают в барабан и приводят его во вращение. Материал поднимается вместе с внутренней поверхностью барабана, а затем обрушивается вниз, в результате чего частицы компонентов приобретают относительное движение и проникают из одного компонента в другой, обеспечивая перемешивание.A well-known mixer of bulk materials containing a working drum and a drive, the drive is made in the form of rollers on which the drum is placed, where one of the rollers is connected to an electric motor that drives it into rotation (Engineering. Encyclopedia. Machines and apparatuses of chemical and petrochemical industries. T.IV -12 / Under the general editorship of MB Generalov - M .: Engineering. 2004 - 832 p., Fig. 2.2.12 p. 142). The components to be mixed are placed in a drum and rotated. The material rises with the inner surface of the drum, and then collapses down, as a result of which the particles of the components acquire relative motion and penetrate from one component to another, providing mixing.

Недостатком смесителя является низкая производительность, обусловленная низкой скоростью перемешивания, так как увеличение угловой скорости вращения барабана приводит к прижиманию центробежной силой частиц компонентов к его внутренней поверхности и их движению вместе с барабаном, то есть полному прекращению перемешивания.The disadvantage of the mixer is the low productivity due to the low mixing speed, since an increase in the angular velocity of rotation of the drum leads to the centrifugal force pressing of the particles of the components to its inner surface and their movement together with the drum, that is, the complete cessation of mixing.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является вибрационный смеситель сыпучих материалов, содержащий рабочий барабан с присоединенным к нему электродвигателем с дебалансом, размещенный на упругом подвесе, состоящем из связанных с барабаном опирающихся на фундамент пружин (Машиностроение. Энциклопедия. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. Т.IV-12/ Под общ. ред. М.Б.Генералова - М.: Машиностроение. 2004 - 832 с., рис.2.2.17 стр.149). Смешиваемые компоненты помещают через загрузочную горловину в барабан и приводят во вращение электродвигатель. Дебаланс возбуждает колебания барабана, близкие к круговым, за счет чего частицы компонентов приобретают относительное движение и проникают из одного компонента в другой, обеспечивая перемешивание. Близкие к круговым колебания обеспечивают однородную порозность частиц по сечению барабана, что создает благоприятные условия для перемешивания, а возможность обеспечения The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a vibration mixer of bulk materials, containing a working drum with an unbalanced electric motor attached to it, mounted on an elastic suspension, consisting of springs connected to the drum (Mechanical Engineering. Encyclopedia. Chemical machines and apparatuses and petrochemical industries. T.IV-12 / Under the general editorship of MBGeneralov - M .: Engineering. 2004 - 832 p., Fig. 2.2.17 p. 149). The components to be mixed are placed through the loading neck into a drum and the motor is driven into rotation. The imbalance excites the oscillations of the drum, close to circular, due to which the particles of the components acquire relative motion and penetrate from one component to another, providing mixing. Close to circular vibrations provide uniform porosity of particles along the cross section of the drum, which creates favorable conditions for mixing, and the possibility of ensuring

значительной амплитуды колебаний позволяет достигать значительной порозности, что дает увеличение скорости перемешивания, то есть производительности смесителя.significant amplitude of oscillations allows to achieve significant porosity, which gives an increase in the mixing speed, that is, the performance of the mixer.

Недостатком смесителя является невозможность получения однородной смеси склонных к сегрегации материалов. Наличие постоянно действующей силы веса приводит к тому, что мелкие частицы имеют преимущественное направление движения вниз, а крупные - вверх, в результате чего после достижения определенной однородности смеси она вновь начинает расслаиваться и ее однородность ухудшается.The disadvantage of the mixer is the inability to obtain a homogeneous mixture prone to segregation of materials. The presence of a constantly acting force of weight leads to the fact that small particles have a predominant direction of movement down, and large ones - up, as a result of which, after reaching a certain uniformity of the mixture, it again begins to delaminate and its uniformity deteriorates.

Технический результат заключается в повышении однородности получаемых смесей склонных к сегрегации сыпучих материалов и увеличении производительности смесителя.The technical result consists in increasing the uniformity of the resulting mixtures prone to segregation of bulk materials and increasing the performance of the mixer.

Технический результат достигается тем, что упругий подвес выполнен в виде жестко связанной с барабаном тяги, нижним концом укрепленной на шарнирной опоре и подпружиненной с боковых сторон, причем жесткость пружин подбирается таким образом, чтобы угловая амплитуда колебаний тяги определялась соотношениемThe technical result is achieved by the fact that the elastic suspension is made in the form of a rod rigidly connected to the drum, the lower end mounted on a hinged support and spring-loaded on the sides, and the spring stiffness is selected so that the angular amplitude of the oscillation of the rod is determined by the ratio

где ω - скорость вращения дебаланса электродвигателем, R - расстояние от шарнирной опоры тяги до оси рабочего барабана, g - ускорение силы тяжести, путем чего действие силы веса компенсируется действием меняющейся с течением времени, но в среднем равной ему центробежной силы.where ω is the unbalance rotation speed by the electric motor, R is the distance from the articulated thrust support to the axis of the working drum, g is the acceleration of gravity, whereby the action of the force of weight is compensated by the action of a centrifugal force that changes over time, but on average.

На фиг.1 изображен смеситель сыпучих материалов.Figure 1 shows a mixer of bulk materials.

На фиг.2 изображена схема ускорений частиц в смесителе.Figure 2 shows a diagram of particle accelerations in the mixer.

Смеситель состоит из рабочего барабана 1 с размещенным на нем коаксиально электродвигателем 2, на оси которого установлен дебаланс 3. К барабану 1 жестко присоединена тяга 4, нижний конец которой установлен в неподвижном шарнире 6 и по бокам которой размещены пружины 5, опирающиеся другими краями на неподвижное основание.The mixer consists of a working drum 1 with a coaxial motor 2 placed on it, on the axis of which an unbalance 3 is installed. A rod 4 is rigidly attached to the drum 1, the lower end of which is mounted in a fixed hinge 6 and on its sides are springs 5, supported by other edges on a fixed base.

Смеситель работает следующим образом. Перемешиваемые сыпучие компоненты загружают в рабочий барабан 1 и включают электродвигатель 2, который приводит во вращение установленный на его оси дебаланс 3, возбуждающий угловые колебания тяги 4 с пружинами 5 вокруг шарнира 6. Частота колебаний тяги и барабана равна частоте колебаний вынуждающей силы, то есть частоте вращения электродвигателя. При таких колебаниях барабана на тяге на перемешивающие компоненты действует сила тяжести, направленная вниз и характеризуемая ускорением g, и силы инерции: тангенциальная, периодически меняющая направление и The mixer operates as follows. Mixable bulk components are loaded into the working drum 1 and include an electric motor 2, which drives a unbalance 3 mounted on its axis, exciting the angular oscillations of the rod 4 with springs 5 around the hinge 6. The oscillation frequency of the rod and drum is equal to the oscillation frequency of the driving force, that is, the frequency rotation of the electric motor. With such vibrations of the drum on draft, the mixing components are acted upon by a gravity directed downward and characterized by acceleration g, and inertia forces: tangential, periodically changing direction and

характеризуемая тангенциальным ускорением а_τ и центробежная, всегда направленная вверх и характеризуемая нормальным ускорением a_n.characterized by tangential acceleration a _τ and centrifugal, always directed upward and characterized by normal acceleration a _n .

При законе угловых колебаний тяги и барабана (фиг.2)When the law of angular oscillations of traction and drum (figure 2)

φ=φ₀sinωt,φ = φ ₀ sinωt,

где φ₀ - угловая амплитуда колебаний, ω - частота вращения электродвигателя, угловая скорость и угловое ускорение тяги и барабана соответственно составятwhere φ ₀ is the angular amplitude of oscillations, ω is the frequency of rotation of the electric motor, the angular velocity and angular acceleration of the thrust and drum, respectively, will be

Тангенциальной ускорение меняется по закону:The tangential acceleration changes according to the law:

его среднее значение равно нулю и в перемешивающей среде нет силы, имеющей преимущественное направление, то есть силы, вызывающей сегрегацию компонентов.its average value is equal to zero and in the mixing medium there is no force having a predominant direction, that is, a force that causes the segregation of components.

Нормальное ускорение всегда направлено от оси вращения (колебаний), но в силу малости угловой амплитуды колебаний φ₀ можно считать, что оно направлено вверх. Это ускорение меняется по законуNormal acceleration is always directed away from the axis of rotation (oscillations), but due to the smallness of the angular amplitude of oscillations φ _0, we can assume that it is directed upwards. This acceleration changes by law.

а его среднее значение равноand its average value is

Полное среднее ускорение результирующей массовой силы в вертикальном направлении равноThe total average acceleration of the resulting mass force in the vertical direction is

<a_n>-g<a _n> -g

и при произвольных характеристиках колебаний может быть направлено как вниз, так и вверх, то есть присутствует сила, имеющая преимущественное направление и вызывающая сегрегацию компонентов при смешивании.and with arbitrary characteristics of the oscillations, it can be directed both down and up, that is, there is a force having a preferred direction and causing the segregation of the components when mixed.

Однако эта сила будет равна нулю, еслиHowever, this force will be zero if

<a_n>=g,<a _n> = g,

чему соответствует следующая связь между величинами, характеризующими конструктивные и режимные характеристики смесителяwhich corresponds to the following relationship between the quantities characterizing the design and operating characteristics of the mixer

При такой, и только при такой, связи в вертикальном направлении будет действовать только периодически меняющая направление сила, приводящая к перемешиванию, и не будет действовать сила, среднее значение которой не равно нулю, приводящая к сегрегации смешиваемых компонентов. При неограниченном With this, and only with this, connection in the vertical direction, only a force periodically changing the direction will act, leading to mixing, and there will be no force, the average value of which is not equal to zero, leading to segregation of the mixed components. With unlimited

времени перемешивания достигается равномерной распределение компонентов смеси по ее объему, а при ограниченном - достигается лучшее качество смеси. Если качество смеси (ее неоднородность) задано, то в предлагаемом смесителе оно достигается за меньшее время, то есть увеличивается производительность смесителя.mixing time, a uniform distribution of the components of the mixture in its volume is achieved, and with limited - the best quality of the mixture is achieved. If the quality of the mixture (its heterogeneity) is set, then in the proposed mixer it is achieved in less time, that is, the productivity of the mixer increases.

Claims

The mixer of bulk materials containing a working drum with an unbalanced motor attached to it, mounted on an elastic suspension, characterized in that the elastic suspension is made in the form of a rod rigidly connected to the drum, the lower end mounted on a hinge support and spring-loaded from the sides, and the spring stiffness is selected so that the angular amplitude of the thrust fluctuations is determined by the relation

where ω is the unbalance rotation speed by the electric motor, R is the distance from the articulated thrust support to the axis of the working drum, g is the acceleration of gravity.