Роторный смеситель с электромеханическим вибровозбудителем
Владельцы патента RU 2292943:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к смесителям периодического действия и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в строительстве и других областях строительной индустрии для производства полидисперсных материалов. Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение производительности смесителя, снижение энергоемкости процесса смешивания, снижение вибрационного воздействия, так же других факторов, влияющих на износ подшипниковых узлов. Роторный смеситель с электромеханическим вибровозбудителем содержит камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, вибратор, выполненный в виде сильфона, жестко закрепленного 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. 1 ил.
Изобретение относится к смесителям периодического действия и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в строительстве и других областях строительной индустрии для производства полидисперсных материалов.
Известен смеситель принудительного перемешивания, содержащий установленный в цилиндрической чаше ротор с лопастями, соединенный с размещенным в стакане приводом его вращения в виде зубчатой передачи, ведущая шестерня которой закреплена на вертикальном валу посредством подшипников эксцентрично, а ведомая выполнена с внутренним зацеплением, вертикальный вал снабжен дебалансом в виде маховика с кольцевой канавкой и размещенными в ней шарами (Королев К.М. Производство бетонной смеси и раствора. М.: Высшая школа, 1973, с.156-161, рис.107).
Известен так же растворосмеситель СВ-79, содержащий установленный в цилиндрической чаше ротор с лопастями, соединенный с приводом его вращения (Королев К.М. Производство бетонной смеси и раствора. М.: Высшая школа, 1973, с.156-161, рис.107.).
К недостаткам известных смесителей относятся невысокая производительность, большая энергоемкость процесса, низкая надежность несущих элементов деталей привода ротора, нестабильность процесса.
Наиболее близким к предлагаемому является роторный смеситель периодического действия, содержащий камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, установленными под углом 45° к его радиусу, и вибратор с кинематическим возбуждением колебаний, консольно установленный по оси камеры смешивания, коаксиально лопастям ротора, причем вибратор выполнен в виде полого цилиндра с ребрами по наружной поверхности и установлен на коленчатом валу с помощью сферических подшипников (Патент SU 1301476 А1, 17.04.1985, В 01 F 11/00).
К недостаткам известной конструкции относятся невысокая производительность, значительные энергозатраты на вращение ротора и дополнительные энергозатраты на вращение вибратора, а также очень высокий процент износа подшипниковых узлов и невозможность регулирования интенсивности воздействия вибратора на приготавливаемую смесь.
Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение производительности смесителя, снижение энергоемкости процесса смешивания, снижение вибрационного воздействия, также других факторов, влияющих на износ подшипниковых узлов.
Технический результат достигается тем, что роторный смеситель с электромеханическим вибровозбудителем, 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.
Сравнение с прототипом показывает, что в вибрационном механизме предлагаемого смесителя отсутствуют подшипниковые узлы и привод вращения, полностью исключено попадание частиц приготавливаемой смеси внутрь вибратора. Заявляемая конструкция смесителя обеспечивает более равномерную проработку смеси вибратором во всем пространстве рабочей камеры смесителя, однородное разрушение структуры материала, создание эффекта виброкипения, более интенсивную турбулизацию и циркуляцию материала в корпусе смесителя и в целом большую производительность и меньший расход энергии на процесс смешивания.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема роторного смесителя с электромеханическим вибровозбудителем.
Смеситель содержит камеру 1 смешивания, ротор 2, выполненный с лопастями 3, 4. Ротор 2 имеет привод 5 вращения. В центре камеры 1 смешивания установлен вибратор 6 с электромеханическим возбуждением колебаний от электромагнита 7. Вибратор 6 выполнен в виде диска 8, служащего якорем электромагнита 7, и сильфона 9. Конструкцией предусмотрена резиновая прокладка 10, позволяющая смягчить соударение диска 8 и сердечника 11 электромагнита 7, обмотка 12 которого подключена к сети 13 с переменным током. В смесителе имеются также окна 14 и 15 загрузки и выгрузки материалов соответственно.
Роторный смеситель с электромеханическим вибровозбудителем работает следующим образом: привод 5 вращает ротор 2 и лопасти 3, 4, тем самым перемешивая приготавливаемую смесь. Обмотка 12 электромагнита 7 подключена к сети 9 с переменным током. Диск 8 вибратора 6 несколько раз в секунду притягивается к сердечнику 11 и возвращается обратно при помощи сильфона 7, тем самым совершая возвратно-поступальное движение и возбуждая колебания частиц смеси в горизонтальном направлении. В целом конструкция смесителя позволяет интенсифицировать процесс смешивания при одновременном снижении потерь энергии на вращение ротора 2, вследствие снижения сил сопротивления перемещению лопастей 3 и 4, повышении подвижности и турбулизации смеси во всем объеме камеры смесителя 1.
Конструкция смесителя позволяет повысить производительность и снизить затраты энергии на процесс смешивания, особенно жестких бетонных смесей, объясняющиеся тем, что при колебательном движении вибратора с амплитудным значением ускорения вибрации 180...250 м/с2 происходит более однородное тиксотропное разрушение структуры материала во всем пространстве камеры смешивания, проявляющееся в уменьшении вязкости в 50...60 раз и более по сравнению с вязкостью известного 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 колебательного движения диска вибратора, большая турбулизация и более интенсивная циркуляция частиц смеси, в результате чего сокращается время смешивания, повышается производительность смесителя.
Роторный смеситель с электромеханическим вибровозбудителем, содержащий камеру смешивания, вибратор, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, отличающийся тем, что вибратор выполнен в виде сильфона и жестко закреплен в середине камеры смешивания.
