Вибрационный смеситель

Изобретение относится к устройствам для перемешивания многокомпонентных смесей и может быть использовано преимущественно в химической и строительной промышленности, а также в других областях промышленной индустрии, где необходимо производство данного типа смесей. Вибрационный смеситель содержит 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 вибраторы, выполненные в гофрированных корпусах, с возбуждением колебаний посредством нижнего и верхнего кривошипно-шатунных механизмов соответственно, и с функцией создания эффекта наложения вибрационных полей в центре камеры смешивания от нижнего и верхнего вибраторов соответственно. Внутри каждого из корпусов по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплены диски 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, корпусов, и выполненные 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, выполненных с возможностью однородного распределения вибрационных полей от наименьших из гофр корпусов к местам закрепления корпусов посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешних образующих гофрированных корпусов, в момент сжатия пружин до упора в резиновые прокладки, выполненных с функцией смягчения соударения выступов с дисками. Корпуса 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, состоящие в совокупности из равных полуокружностей, крайние точки пересечения которых образуют вершины правильного шестиугольника, и выполненных 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. Причем между корпусами нижнего и верхнего вибраторов по диаметрам впадин, образованных наименьшими из гофр металлических гофрированных оболочек нижнего и верхнего корпусов вибраторов, по центру закреплена пружина, функцией которой является создание совокупного двухчастотного вибрационного поля, соответствующего спирально-винтовой форме пружины с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей, и дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты от верхнего и нижнего корпусов вибраторов соответственно. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств и обеспечении достижения новых свойств. Обеспечивается реализация возможности создания по всему объему камеры смесителя на смешиваемые компоненты смеси двух различных по частоте вибрационных полей 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. 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания многокомпонентных смесей и может быть использовано преимущественно в химической и строительной промышленности, а также в других областях промышленной индустрии, где необходимо производство данного типа смесей.

В настоящее время использование многокомпонентных смесей является одним из наиболее актуальных направлений в различных отраслях промышленности. Технология приготовления данного типа смесей занимает не только один из больших сегментов рынка, но и является перспективной базой для разработок в области технологического оборудования, особое значение в которой отдается различным типам аппаратов для активации многокомпонентных сред. Изучение процессов приготовления материалов на сегодняшний день является особой отраслью технологических знаний, основанных на совокупности различных физических, химических и механических процессов. Анализ различных работ позволяет обнаружить, что наибольший эффект можно ожидать в процессе приготовления многокомпонентных веществ от использования различных виброактиваторов, когда на компоненты осуществляется наибольшее количество воздействий в единицу времени.

Из уровня техники известны различные устройства, реализованные на данной основе. Так, например, известны гравитационные смесители (Патент RU 148474 U1, 10.12.2014, В28С 5/22, B01F 11/00; Патент RU 148526 U1, 10.12.2014, В28С 5/22, B01F 11/00; Патент RU 148529 U1, 10.12.2014, В28С 5/22, B01F 11/00; Патент RU 148597 U1, 10.12.2014, B01F 11/00; Патент RU 148598 U1, 10.12.2014, B01F 11/00; Патент RU 148599 U1, 10.12.2014, B01F 11/00; Патент RU 148600 U1, 10.12.2014, B01F 9/00; Патент RU 148601 U1, 10.12.2014, B01F 11/00; Патент RU 164054 U1, 20.08.2016, В28С 5/00; Патент RU 164055 U1, 20.08.2016, В28С 5/00; Патент RU 164056 U1, 20.08.2016, В28С 5/04; Патент RU 164057 U1, 20.08.2016, В28С 5/16; Патент RU 164193 U1, 20.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164194 U1, 20.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164196 U1, 20.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164197 U1, 20.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164198 U1, 20.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164199 U1, 20.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164200 U1, 20.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164201 U1, 20.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164202 U1, 20.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164372 U1, 27.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164373 U1, 27.08.2016, B01F 11/00; Патент RU 164374 U1, 27.08.2016, B01F 11/00), содержащие вращающийся барабан с лопастями и приводом вращения, установленный в опоре, внутри барабана консольно расположен вибратор с кинематическим возбуждением колебаний и приводом вращения, вибратор выполнен с корпусом, установленным на коленчатом валу так, что его продольная ось составляет с осью барабана 5-10°, один конец корпуса соосно соединен с дном барабана с помощью упругого элемента, а второй опирается посредством сферического подшипника на шатунную опору коленчатого вала, на котором размещен дисбаланс, выполненный с функцией динамической балансировки неуравновешенных масс. При этом корпуса вибраторов выполнены в виде металлических тонкостенных геометрических тел различной формы.

Основным недостатком конструкций данных смесителей является отсутствие обеспечения необходимой виброзащиты элементов конструкции смесителей вследствие использования вибраторов эксцентрикового типа.

Известен также роторно-вибрационный смеситель с кольцевым магнитострикционным преобразователем (Патент RU 2318586 С2, 10.03.2008, B01F 11/00), содержащий камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, вибратор, отличающийся тем, что вибратор выполнен в виде излучающей высокочастотные колебания трубы с диском и жестко закреплен в середине камеры смешивания. Основным недостатком данного смесителя является неэффективная вибрационная проработка смеси или ее полное отсутствие в верхних угловых («глухих») зонах камеры смешивания.

Также 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. К основным недостаткам данного смесителя следует отнести значительные энергозатраты на деформирование тарельчатых пружин, высокий процент износа резиновых амортизаторов, а так же недостаточно эффективное тиксотропное разрушение (разжижение) структуры материала вследствие возбуждения в смеси колебаний строго горизонтальной направленности.

Из уровня техники известен также 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.

К недостаткам данного устройства можно отнести неэффективную вибрационную проработку смеси или ее полное отсутствие в верхних угловых («глухих») зонах камеры смешивания вследствие выполнения геометрии сильфонов строго цилиндрической формы, а так же 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 смесь в нижней части камеры смешивания. Наиболее близкими аналогами являются вибрационные смесители (Патент RU 2494795 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494796 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494797 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494798 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494799 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494800 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494801 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494802 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494803 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494804 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494805 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2494862 С1, 10.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2495710 С1, 20.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2496562 С1, 27.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2496563 С1, 27.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2496564 С2, 27.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2496565 С2, 27.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2496566 С2, 27.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2496567 С1, 27.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2496568 С1, 27.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2496569 С1, 27.10.2013, B01F 11/00; Патент RU 2497665 С1, 10.11.2013, В28С 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2497666 С1, 10.11.2013, В28С 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2497667 C2, 10.11.2013, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2500523 C1, 10.12.2013, B28C 5/00; Патент RU 2500524 C1, 10.12.2013, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2500525 C1, 10.12.2013, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2500526 C1, 10.12.2013, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2500527 C1, 10.12.2013, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2500528 C1, 10.12.2013, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2500529 C1, 10.12.2013, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2500530 C1, 10.12.2013, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2513931 C1, 20.04.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2513932 C1, 20.04.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2515480 C1, 10.05.2014, B01F 11/02; Патент RU 2515838 C1, 20.05.2014, B01F 11/02; Патент RU 2516569 C1, 20.05.2014, B01F 11/02; Патент RU 2519234 C1, 10.06.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2519426 C1, 10.06.2014, B01F 11/00; Патент RU 2519430 C1, 10.06.2014, B01F 11/00; Патент RU 2519436 C1, 10.06.2014, B01F 11/00; Патент RU 2519437 C1, 10.06.2014, B01F 11/00; Патент RU 2519439 C1, 10.06.2014, B01F 11/00; Патент RU 2519444 C1, 10.06.2014, B01F 11/00; Патент RU 2520103 C2, 20.06.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2520445 C2, 27.06.2014, B01F 11/00; Патент RU 2522073 C2, 10.07.2014, B01F 11/00; Патент RU 2524726 C1, 10.08.2014, B28C 5/00, B01F 11/00; Патент RU 2524729 C1, 10.08.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2524783 C1, 10.08.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2524942 C1, 10.08.2014, B01F 11/00; Патент RU 2525075 C1, 10.08.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2525077 C1, 10.08.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2525081 C1, 10.08.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2528847 C2, 20.09.2014, B01F 11/00; Патент RU 2528850 C1, 20.09.2014, B01F 11/00; Патент RU 2529223 C1, 27.09.2014, B01F 11/00; Патент RU 2533730 C2, 20.11.2014, B01F 11/00; Патент RU 2533787 C2, 20.11.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2533788 C2, 20.11.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2533791 C2, 20.11.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2534113 C2, 27.11.2014, B01F 11/00; Патент RU 2534117 C2, 27.11.2014, B01F 11/00; Патент RU 2534278 C2, 27.11.2014, B28C 5/16, B01F 11/00; Патент RU 2547881 C1, 10.04.2015, B28C 5/48; Патент RU 2548417 C1, 20.04.2015, B01F 11/00; Патент RU 2548419 C1, 20.04.2015, B01F 11/00; Патент RU 2548424 C1, 20.04.2015, B01F 11/00; Патент RU 2548426 C1, 20.04.2015, B01F 11/00; Патент RU 2548429 C1, 20.04.2015, B01F 11/00; Патент RU 2548431 C1, 20.04.2015, B01F 11/00; Патент RU 2548432 C1, 20.04.2015, B01F 11/00; Патент RU 2548434 C1, 20.04.2015, B01F 11/00; Патент RU 2550747 C1, 10.05.2015, B28C 5/48; Патент RU 2556595 C1, 10.07.2015, B28C 5/48; Патент RU 2559989 C1, 20.08.2015, B28C 5/48; Патент RU 2560398 C1, 20.08.2015, B01F 11/00; Патент RU 2560399 C1, 20.08.2015, B01F 11/00, B28C 5/00; Патент RU 2560400 C1, 20.08.2015, B01F 11/00, B28C 5/00; Патент RU 2560401 C1, 20.08.2015, B01F 11/00, B28C 5/00), содержащие камеру смешивания с окнами загрузки и выгрузки материалов и ротор с лопастями. В нижней или в нижней и верхней частях камер смешивания по центру жестко закреплены один или два вибратора, выполненные в корпусах, с возбуждением вибрационных полей посредством нижнего или нижнего и верхнего кривошипно-шатунных механизмов. При этом корпуса вибраторов выполнены в виде металлических гофрированных оболочек с различной геометрией тел вращения.

Однако основным недостатком конструкций смесителей является отсутствие обеспечения совокупностью существенных признаков данных устройств нового свойства, заключающегося в создании вибрационного поля или вибрационных полей, соответствующего или соответствующих в отдельности по форме гофрированному контуру трехмерного тела вращения, образующего в сечении вертикальной плоскости по точкам вершин гофр сложную усеченную геометрическую фигуру, состоящую в совокупности из равных полуокружностей, крайние точки пересечения которых образуют вершины правильного шестиугольника.

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 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, состоящую в совокупности из равных полуокружностей, крайние точки пересечения которых образуют вершины правильного шестиугольника, с одновременной возможностью создания эффекта наложения данных вибрационных полей в центре камеры смешивания, обеспечением возможности создания совокупного двухчастотного вибрационного поля, соответствующего 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.

Технический результат достигается тем, что вибрационный смеситель, содержащий 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 вибраторы, выполненные в гофрированных корпусах, с возбуждением колебаний посредством нижнего и верхнего кривошипно-шатунных механизмов соответственно, и с функцией создания эффекта наложения вибрационных полей в центре камеры смешивания от нижнего и верхнего вибраторов соответственно. Внутри каждого из корпусов по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплены диски 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, корпусов, и выполненные 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, выполненных с возможностью однородного распределения вибрационных полей от наименьших из гофр корпусов к местам закрепления корпусов посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешних образующих гофрированных корпусов, в момент сжатия пружин до упора в резиновые прокладки, выполненных с функцией смягчения соударения выступов с дисками. Корпуса 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, состоящие в совокупности из равных полуокружностей, крайние точки, пересечения которых образуют вершины правильного шестиугольника, и выполненных 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. Причем между корпусами нижнего и верхнего вибраторов по диаметрам впадин, образованных наименьшими из гофр металлических гофрированных оболочек нижнего и верхнего корпусов вибраторов, по центру закреплена пружина, функцией которой является создание совокупного двухчастотного вибрационного поля, соответствующего спирально-винтовой форме пружины с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей, и дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты от верхнего и нижнего корпусов вибраторов соответственно. 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 пружины, закрепленной между верхним и нижним корпусами вибраторов.

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 вибраторы, выполненные в гофрированных 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. Внутри каждого из корпусов 11, 12 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, корпусов 11, 12, и выполненные 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 корпусов 11, 12 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. Корпуса 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, состоящие в совокупности из равных полуокружностей, крайние точки пересечения которых образуют вершины правильного шестиугольника, и выполненных 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. Причем между корпусами 11, 12 нижнего 9 и верхнего 10 вибраторов по диаметрам впадин, образованных наименьшими из гофр металлических гофрированных оболочек нижнего 11 и верхнего 12 корпусов вибраторов 9, 10, по центру закреплена пружина 36, функцией которой является создание совокупного двухчастотного вибрационного поля, соответствующего спирально-винтовой форме пружины 36 с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей, и дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты от верхнего 12 и нижнего 11 корпусов вибраторов 9, 10 соответственно. Устройство работает следующим образом: вначале составляющие 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 пружина 36, закрепленная по диаметрам впадин, образованных наименьшими из гофр металлических гофрированных оболочек нижнего 11 и верхнего 12 корпусов вибраторов 9, 10, и установленная между корпусами 11, 12 нижнего 9 и верхнего 10 вибраторов, совершает дополнительные вибрационные воздействия на смешиваемые компоненты от верхнего 12 и нижнего 11 корпусов вибраторов 9, 10 соответственно. По истечению заданного времени привод 5 ротора 4 и приводы кривошипно-шатунных механизмов 13, 14 отключаются и готовая смесь через окно 3 корпуса 1 смесителя выгружается.

В целом устройство обеспечивает реализацию возможности создания по всему объему камеры смесителя на смешиваемые компоненты 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, состоящую в совокупности из равных полуокружностей, крайние точки пересечения которых образуют вершины правильного шестиугольника, с одновременной возможностью создания эффекта наложения данных вибрационных полей в центре камеры смешивания, обеспечением возможности создания совокупного двухчастотного вибрационного поля, соответствующего 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, корпуса 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, состоящие в совокупности из равных полуокружностей, крайние точки пересечения которых образуют вершины правильного шестиугольника, и выполненных 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 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 так же реализовать возможность полной передачи «полезного» вибрационного воздействия на обрабатываемый материал. Во-вторых, реализация в конструкции смесителя двух вибраторов, между которыми по центру установлена пружина, 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 центральной пружины совокупного двухчастотного вибрационного поля, соответствующего спирально-винтовой форме центральной пружины 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, заключающимся в одновременном воздействии на 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 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 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 корпусов вибраторов, большая турбулизация и более интенсивная циркуляция частиц смеси, в результате чего сокращается время смешивания, повышается производительность смесителя.

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.

Вибрационный смеситель, содержащий 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 вибраторы, выполненные в гофрированных корпусах, с возбуждением колебаний посредством нижнего и верхнего кривошипно-шатунных механизмов соответственно, и с функцией создания эффекта наложения вибрационных полей в центре камеры смешивания от нижнего и верхнего вибраторов соответственно, внутри каждого из корпусов по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплены диски 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, корпусов, и выполненные 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, выполненных с возможностью однородного распределения вибрационных полей от наименьших из гофр корпусов к местам закрепления корпусов посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешних образующих гофрированных корпусов, в момент сжатия пружин до упора в резиновые прокладки, выполненных с функцией смягчения соударения выступов с дисками, отличающийся тем, что корпуса 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, состоящие в совокупности из равных полуокружностей, крайние точки пересечения которых образуют вершины правильного шестиугольника, и выполненных 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, причем между корпусами нижнего и верхнего вибраторов по диаметрам впадин, образованных наименьшими из гофр металлических гофрированных оболочек нижнего и верхнего корпусов вибраторов, по центру закреплена пружина, функцией которой является создание совокупного двухчастотного вибрационного поля, соответствующего спирально-винтовой форме пружины с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей, и дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты от верхнего и нижнего корпусов вибраторов соответственно.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к металлургии, строительной, лакокрасочной и другим отраслям промышленности. Устройство для смешивания жидкостей и порошков с жидкостью в резервуаре содержит стержень с закрепленным на одном конце рабочим органом с возможностью его вращения и продольного колебательного перемещения.

Изобретение относится к переработке зернистых материалов, а именно к устройствам для усреднения партий сыпучих материалов и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к переработке техногенных материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности: химической, энергетической, топливной, а также в промышленности строительных материалов для приготовления композиционных смесей с тонкоизмельченными волокнистыми материалами.

Изобретение относится к устройствам для смешения жидких материалов и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности, а также при водоподготовке для очистки природных и сточных вод.

Мешалка // 2611865
Изобретение относится к устройствам для перемешивания жидких сред и может быть использовано в пищевой, химической промышленности. В мешалке, содержащей вращающийся стержень с закрепленными на нем лопастями, стержень имеет, по меньшей мере, один продольный желоб, а вокруг стержня по винтовой линии закреплен электронагревательный элемент, конец которого проложен в желобе.

Мешалка // 2611863
Изобретение относится к устройствам для перемешивания жидких сред и может быть использовано в пищевой, химической отраслях промышленности, а также при выполнении научных, лабораторных работ.

Мешалка // 2604212
Изобретение относится к устройствам для перемешивания жидких сред. В мешалке, содержащей вращающийся полый с проложенным электрическим кабелем стержень с закрепленными на нем лопастями, по меньшей мере одна лопасть выполнена в виде спиралевидного электронагревательного элемента.

Мешалка // 2604031
Изобретение относится к перемешивающим устройствам. В мешалке, содержащей вращающийся полый стержень с закрепленными на нем лопастями, по меньшей мере, одна из которых снабжена электронагревательным элементом, в полости стержня размещен аккумулятор электрического тока, соединенный электрическим кабелем с электронагревательным элементом.

Изобретение относится к организации процессов смешивания материалов и может использоваться в различных отраслях народного хозяйства. Гравитационный способ смешивания сыпучих материалов включает их подъем на заданную высоту и размещение в загрузочном бункере, причем каждый из смешиваемых материалов размещается в отдельном отсеке бункера, а смешивание происходит при одновременном истечении из бункера смешиваемых материалов с сохранением заданных пропорций, организацией потока и свободном падении потока на приводные лопасти, а хаотичные вращения материалов при смешивании происходят за счет вращения лопастей.

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.

Изобретение относится к переработке техногенных материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности: химической, энергетической, топливной, а также в промышленности строительных материалов для приготовления композиционных смесей с тонкоизмельченными волокнистыми материалами.

Изобретение относится к способу получения пленки (12), содержащему следующие этапы:(a) пластификация полимерного материала (10) и смешение с одним или несколькими красителями с получением формовочной массы (11, 11') посредством устройства желатинирования (2), выполненного с дозатором (6) для красителей; (b) необязательно временное хранение формовочной массы (11'), полученной на этапе (а); (c) загрузка формовочной массы (11') в формовочное устройство (4) и (d) получение пленки (12); причем отношение количества красителя к количеству полимерного материала (10) автоматически регулируется с помощью колориметра (7) и электронного блока управления (14), и на этапе (а) измеряют цветовые параметры формовочной массы (11), находящейся в устройстве желатинирования (2), и передают в виде сигнала на электронный блок управления (14), а на этапе (d) у пленки (12) с помощью дополнительного колориметра (8) измеряют дополнительные цветовые параметры и передают в качестве сигнала на электронный блок управления (14).

Изобретение относится к статическому смесителю-активатору и может быть использовано для механических воздействий разной физической природы на структуру жидких систем или отдельно взятой жидкой среды.

Настоящее изобретение направлено на жидкие композиции для кондиционирования ткани и способы их получения и применения. Описана композиция кондиционера для ткани, имеющая вязкость от 5 сПз до 5000 сПз, при этом композиция содержит от 4 % до 30 % по массе одного или более активных веществ кондиционера для ткани, которое представляет собой соединение сложноэфирного четвертичного аммония, выбранное из группы, состоящей из сложных моноэфиров ацил-оксиэтил- N,N-диметиламмоний хлорида, сложных диэфиров ацил-оксиэтил-N,N-диметиламмоний хлорида и их смесей, при этом указанное активное вещество содержит частицы, при этом частицы имеют гранулометрический показатель от 750 до 3000: от 1 м.д.

Изобретение может быть использовано в строительстве для производства бетонных смесей, а также в других отраслях, где используются смеси жидких и твердых компонентов.

Изобретение относится к статическому смесителю-активатору для многофазных систем и может использоваться для механического воздействия на структуру указанных систем или отдельно взятой жидкой среды.

Изобретение относится к микрогранулированию техногенных материалов и может быть использовано в строительной промышленности, химической, энергетической, сельскохозяйственной отраслях.

Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов с небольшим количеством жидкости, гранулирования и может быть использовано в комбикормовой, химической промышленности, производстве строительных материалов.

Настоящее изобретение относится к способу изготовления жидкого состава мягчителя ткани с использованием сдвига, турбулентности и/или кавитации. Описан способ изготовления жидкого состава мягчителя ткани, содержащего активный компонент мягчителя ткани (соединение четвертичного аммония, предпочтительно диэфирное соединение четвертичного аммония), при этом способ содержит этапы обеспечивания устройства и осуществления способа.

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.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания многокомпонентных смесей и может быть использовано преимущественно в химической и строительной промышленности, а также в других областях промышленной индустрии, где необходимо производство данного типа смесей. Вибрационный смеситель содержит 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 вибраторы, выполненные в гофрированных корпусах, с возбуждением колебаний посредством нижнего и верхнего кривошипно-шатунных механизмов соответственно, и с функцией создания эффекта наложения вибрационных полей в центре камеры смешивания от нижнего и верхнего вибраторов соответственно. Внутри каждого из корпусов по центру в горизонтальной плоскости жестко закреплены диски 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 сжатияразжатия 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, корпусов, и выполненные 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, выполненных с возможностью однородного распределения вибрационных полей от наименьших из гофр корпусов к местам закрепления корпусов посредством создания однородных амплитудных значений перемещений каждой точки внешних образующих гофрированных корпусов, в момент сжатия пружин до упора в резиновые прокладки, выполненных с функцией смягчения соударения выступов с дисками. Корпуса 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, состоящие в совокупности из равных полуокружностей, крайние точки пересечения которых образуют вершины правильного шестиугольника, и выполненных 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. Причем между корпусами нижнего и верхнего вибраторов по диаметрам впадин, образованных наименьшими из гофр металлических гофрированных оболочек нижнего и верхнего корпусов вибраторов, по центру закреплена пружина, функцией которой является создание совокупного двухчастотного вибрационного поля, соответствующего спирально-винтовой форме пружины с образованием динамизации эффекта наложения данных вибрационных полей, и дополнительных вибрационных воздействий на смешиваемые компоненты от верхнего и нижнего корпусов вибраторов соответственно. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств и обеспечении достижения новых свойств. Обеспечивается реализация возможности создания по всему объему камеры смесителя на смешиваемые компоненты смеси двух различных по частоте вибрационных полей 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. 4 ил.

Наверх