Вибрационный смеситель периодического действия

Изобретение относится к аппаратам для приготовления смесей сыпучих материалов и предназначено для использования в комбикормовой, пищевой, химической и других смежных отраслях промышленности. Смеситель содержит емкость цилиндрической формы, мешалку и вибратор. Емкость смонтирована на сварной опорной раме и поддерживающих роликах, к верхней части крепится жестко один конец центральной полой стойки. Второй конец стойки опирается на внутреннюю скользящую вставку в нижней части емкости. На стойке установлена площадка крепления четырех несущих горизонтальных гидроцилиндров, в штоки которых ввернуты вилки, и присоединены проушины четырех корпусов вертикальных гидроцилиндров. На штоках вертикальных гидроцилиндров закреплены четыре защищенных герметичными чехлами вибратора. Технический результат состоит в повышении качества смеси и эффективности смешивания. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к аппаратам для приготовления смесей сыпучих материалов и предназначено для использования в комбикормовой, пищевой, химической и других смежных отраслях промышленности.

Известен вибрационный смеситель периодического действия, содержащий цилиндрической формы емкость для смешивания материала и как минимум одну расположенную на роторе мешалку, опускаемую в емкость, а также на роторе установлено вибрирующее устройство для проведения колебаний в смешиваемый материал [1].

Техническими недостатками известного вибрационного смесителя периодического действия являются малый объем смесительной емкости, отсутствие управляемости процессом смешивания и то, что вибрирующее устройство совмещено с движением ротора, это существенно влияет на надежность и соотношение колебаний, так как необходимо устанавливать диапазон колебаний и не выходить за его пределы.

Наиболее близок по технической сущности к данному изобретению вибрационный смеситель периодического действия, содержащий емкость цилиндрической формы для приема смешиваемого материала, мешалку, опускаемую в емкость сверху, и отдельно вибратор для сообщений вибраций материалу [2].

Техническими недостатками известного вибрационного смесителя периодического действия являются низкая надежность, нерациональное расположение и статическое закрепление внутреннего устройства, ограничивающие объем смесительной емкости, интенсивность и управляемость процессом смешивания.

Цель изобретения - повышение качества смеси и эффективности смешивания сыпучих материалов путем наложения управляемых вибрационных воздействий на создаваемые взаимодействующие слои по всей емкости смесителя.

Указанная цель достигается тем, что известный вибрационный смеситель периодического действия содержит цилиндрической формы емкость для смешивания материала с выгрузными горловинами и съемную крышку с загрузочными горловинами, смонтированную на сварной опорной раме и поддерживающих роликах, к верхней части которой крепится жестко один конец центральной полой стойки, второй конец стойки опирается на внутреннюю скользящую вставку в нижней части емкости. На центральной полой стойке установлена площадка крепления четырех несущих (сменных в зависимости от размера емкости) горизонтальных гидроцилиндров, зафиксированных попарно со смещением и перпендикулярно друг к другу, в разъемных захватах, перекрывающих емкость на изменяемую дискретную величину радиусов от края до центральной полой стойки (с присоединенными съемными делителями по всей высоте, разных конфигураций и размеров, с различным установочным шагом), за счет закрытых гофрированными кожухами штоков с ввернутыми вилками, к которым присоединены проушины четырех корпусов вертикальных гидроцилиндров и четырех подвижных шарнирных соединений, закрепленных одной стороной к площадке крепления (четырех несущих горизонтальных гидроцилиндров), другой стороной прикрепленных к разъемным захватам четырех корпусов (сменных в зависимости от размера емкости) вертикальных гидроцилиндров, опускающих в емкость на изменяемую дискретную величину - глубину внедрения закрытые гофрированными кожухами штоки, на которых закреплены четыре (съемных в зависимости от мощности) защищенные герметичными чехлами вибратора с присоединенными подпружиненными сферическими соединениями и четырьмя (съемными различных геометрических форм и размеров) перфорированными лопатками.

Привод емкости вибрационного смесителя периодического действия содержит вертикальный вал, установленный внутри центральной полой стойки, закрепленный в верхней части сварной опорной рамы и во фланце под днищем емкости в подшипниках, соединенный с редуктором, который приводится во вращение электродвигателем, расположенным на неподвижной станине.

Гидросистема вибрационного смесителя периодического действия активных рабочих органов (перфорированные лопатки) включает гидронасос, гидрораспределители горизонтальных и вертикальных гидроцилиндров, систему трубопроводов и гибких рукавов, соединительную гидроарматуру, бак с рабочей жидкостью, манометр, фильтр, предохранительный клапан.

На фиг.1 показан общий вид вибрационного смесителя периодического действия с фронтальным разрезом по емкости и крышке, на фиг.2 - вид по А-А фиг.1.

Вибрационный смеситель периодического действия содержит емкость 1 с выгрузными горловинами 2, съемную крышку 3 с загрузочными горловинами 4, смонтированную на сварной опорной раме 5 и поддерживающих роликах 6, к верхней части которой крепится жестко один конец центральной полой стойки 7, другой конец стойки 7 опирается на внутреннюю скользящую вставку 8 в нижней части емкости 1, к центральной полой стойке 7 присоединены съемные делители 9 и установлена площадка крепления 10 четырех несущих горизонтальных гидроцилиндров 11, зафиксированных в разъемных захватах 12, перекрывающих емкость 1 за счет закрытых гофрирированными кожухами 13 штоков 14 с ввернутыми вилками 15, к которым присоединены проушины 16 четырех корпусов вертикальных гидроцилиндров 17 и четырех подвижных шарнирных соединений 18, закрепленных одной стороной к площадке крепления 10 (четырех несущих горизонтальных гидроцилиндров 11), другой стороной прикрепленных к разъемным захватам 19 вертикальных гидроцилиндров 17, опускающих в емкость 1 закрытые гофрированными кожухами 20 штоки 21, на которых закреплены защищенные герметичными чехлами четыре вибратора 22 с присоединенными подпружиненными сферическими соединениями 23 и четырьмя перфорированными лопатками 24.

Привод емкости 1 смесителя содержит вертикальный вал 25, установленный внутри центральной полой стойки 7, закрепленный в верхней части сварной опорной рамы 5 и во фланце 26 под днищем емкости 1 в подшипниках (не показаны), соединенный с редуктором 27, который приводится во вращение электродвигателем 28, расположенным на неподвижной станине 29, а также гидросистему активных рабочих органов (перфорированные лопатки), гидронасос 30, гидрораспределители (не показаны) горизонтальных 11 и вертикальных 17 гидроцилиндров, систему трубопроводов и гибких рукавов (не показаны), соединительную гидроарматуру (не показана), бак с рабочей жидкостью 31, манометр, фильтр, предохранительный клапан (не показаны).

Вибрационный смеситель периодического действия работает следующим образом.

В емкость 1 смесителя через загрузочные горловины 4, расположенные на съемной крышке 3, подаются для смешивания компоненты в заданных пропорциях, затем включается привод смесителя 28, при вращении емкости 1 материал набегает на делители и постепенно (в зависимости от оборотов двигателя 28 - по тахометру) расслаивается по сложной траектории, одновременно начинается работа гидросистемы, штоки 14 четырех несущих горизонтальных гидроцилиндров 11 на изменяемую дискретную величину - радиусов выдвигают с помощью четырех подвижных шарнирных соединений 18 четыре корпуса вертикальных гидроцилиндров 17, штоки 21 которых внедряют в материал на изменяемую дискретную величину - глубину четыре вибратора 22 с присоединенными подпружиненными сферическими соединениями 23 и четырьмя перфорированными лопатками 24. На четыре вибратора 22 посредством экранированного кабеля (не показан), закрепленного на четырех несущих горизонтальных гидроцилиндрах 11 и вертикальных гидроцилиндрах 17, пропущенного внутри защитных гофрированных кожухов 13 и 20 (не показано), штоков 14 и 21, подается пониженное переменное напряжение, приводящие настолько в подвижное состояние колебательную систему (подпружиненные сферические соединения 23 и перфорированные лопатки 24), что непосредственно у нескольких (в зависимости от внутренней конструкции) вибрирующих непрерывными пульсирующими движениями поверхностей 24 (перфорированных лопаток) частицы материала приобретают энергию и передают ее вглубь создаваемого взаимодействующего слоя и из слоя в слой. При соударении частицы материала приводят среду к виброкипению и перемешиванию, достигая высокой степени однородности, готовая смесь отводится в выгрузные горловины 2.

Данная конструкция внутреннего устройства по сравнению с прототипом имеет существенные преимущества: во-первых, весь сыпучий материал в течение всего времени обработки находится в движении без застойных зон и интенсивно перемешивается за счет циркуляции всей генеральной совокупности, осложненной послойным разделением и проникновением с непрерывным принудительным управляемым вибрационным воздействием в разных точках емкости смесителя, во-вторых, среда получает вибрационные импульсы от виброактивных перфорированных лопаток

I (s.л.)=m·v·n;

где I (s.л.) - импульс перфорированной лопатки;

s.л. - площадь перфорированной лопатки;

m - масса частиц;

v - скорость слоя;

n - номер слоя сыпучих компонентов;

в режиме резонансных колебаний, где собственная частота механической колебательной системы (подпружиненные сферические соединения и перфорирированные лопатки) устанавливается равной частоте вибраторов (методом подбора на вибростенде), эта конструкция характеризуется малым потреблением энергии и обеспечивает максимальную пространственную амплитуду движений инерционных перемешивающих элементов, в-третьих, подводимая внутренняя управляемая энергия в заданных режимах равномерно распределяется по поперечному сечению и высоте емкости смесителя и нужным образом влияет на поле скоростей создаваемых взаимодействующих слоев, обеспечивая высокую интенсивность смешивания, в-четвертых, унифицированность элементов внутреннего устройства позволяет оптимизировать процесс смешивания в соответствии с предъявляемыми требованиями к качеству смеси.

Источники информации

1. Патент DE 4344178 С2, кл. В 01 F 11/00, 1995.

2. Патент DE 19516754 С1, кл. В 01 F 11/00, 1999.

1. Вибрационный смеситель периодического действия, содержащий емкость цилиндрической формы для приема смешиваемого материала, мешалку, опускаемую в емкость сверху и вибратор для сообщения вибраций материалу, отличающийся тем, что емкость смесителя цилиндрической формы для смешивания материала с выгрузными горловинами и съемной крышкой с загрузочными горловинами смонтирована на сварной опорной раме и поддерживающих роликах, к верхней части которой крепится жестко один конец центральной полой стойки, второй конец стойки опирается на внутреннюю скользящую вставку в нижней части емкости, на центральной полой стойке установлена площадка крепления четырех несущих горизонтальных гидроцилиндров, в штоки которых ввернуты вилки и присоединены проушины четырех корпусов вертикальных гидроцилиндров, причем четыре подвижных шарнирных соединения, закрепленных одной стороной к площадке крепления, другой стороной прикреплены к разъемным захватам четырех корпусов вертикальных гидроцилиндров, на штоках которых закреплены четыре защищенных герметичными чехлами вибратора, с присоединенными подпружиненными сферическими соединениями и четырьмя перфорированными лопатками, а также к центральной полой стойке присоединены съемные делители по всей высоте.

2. Вибрационный смеситель периодического действия по п.1, отличающийся тем, что четыре несущих горизонтальных гидроцилиндра зафиксированы попарно со смещением и перпендикулярно друг к другу в разъемных захватах, а также тем, что несущие горизонтальные и вертикальные гидроцилиндры сменные, а их штоки закрыты гофрированными кожухами.

3. Вибрационный смеситель периодического действия по п.1, отличающийся тем, что четыре вибратора и лопатки выполнены съемными.

4. Вибрационный смеситель периодического действия по п.1, отличающийся тем, что привод емкости смесителя содержит вертикальный вал, установленный внутри центральной полой стойки, закрепленный в верхней части сварной опорной рамы и во фланце под днищем емкости в подшипниках, соединенный с редуктором, который приводится во вращение электродвигателем, расположенным на неподвижной станине.

5. Вибрационный смеситель периодического действия по п.1, отличающийся тем, что гидросистема перфорированных лопаток включает гидронасос, гидрораспределители горизонтальных и вертикальных гидроцилиндров, бак с рабочей жидкостью, соединительную гидроарматуру, систему трубопроводов и гибких рукавов, манометр, фильтр, предохранительный клапан.

6. Вибрационный смеситель периодического действия по п.1, отличающийся тем, что привод емкости смесителя имеет тахометр.