RU2246992C1

RU2246992C1 - Laboratory grinder-mixer

Info

Publication number: RU2246992C1
Application number: RU2003135110/03A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Коротков (RU); В.Г. Коротков; Е.В. Ганин (RU); Е.В. Ганин; С.В. Антимонов (RU); С.В. Антимонов
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-02-27

Abstract

FIELD: equipment for grinding and mixing of cereal mixtures in mixed feed industry.

SUBSTANCE: laboratory grinder-mixer has casing made in the form of helical centrifugal fan, said casing incorporating working chamber with sieve-shaped shell and rotor, and additional cylindrical working chamber with cover, said cylindrical working chamber being axially aligned with rotor axis, is arranged above casing and separated from it by disk provided with slot accommodating additional sieve-shaped shell. Discharge windows are formed at outer side of additional sieve-shaped shell in disk. Windows are divided by partitions. Sieve-shaped shell is fixed on faceplate positioned for free rotation relative to axis of rotor. Main and additional working chambers have single rotor shaft. Grinder-mixer of such construction allows particles of predetermined sizes to be produced.

EFFECT: provision for adequate modeling of grinding and mixing procedure for mixing various components, elimination of faults during performing of various measurements for optimization of construction of grinding and mixing equipment.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для изучения измельчения-смешения зерновых смесей в комбикормовом производстве.The invention relates to a device for studying the grinding-mixing of grain mixtures in animal feed production.

Известна лабораторная дробилка, включающая корпус рабочей камеры, выполненный составным из прозрачной крышки, обечайки и планшайбы, ротор, сменный набор рабочих органов (RU 2128552 C1, 10.04.1999).Known laboratory crusher, including the housing of the working chamber, made integral of a transparent cover, shell and faceplate, rotor, interchangeable set of working bodies (RU 2128552 C1, 04/10/1999).

Недостаток дробилки - невозможность одновременного измельчения и смешивания нескольких компонентов, что не дает возможность получения смеси частиц определенного размера, адекватного моделирования реального процесса измельчения-смешения, переизмельчение продукта, наличие погрешностей при проведении различного рода экспериментов (крутящего момента, расхода воздуха, скорости воздушно-продуктового слоя и его давления на обечайку).The disadvantage of the crusher is the impossibility of simultaneously grinding and mixing several components, which makes it impossible to obtain a mixture of particles of a certain size, adequate modeling of the actual grinding-mixing process, over-grinding of the product, the presence of errors during various kinds of experiments (torque, air flow, air-food speed layer and its pressure on the shell).

Наиболее близким изобретением по технической сущности является лабораторная дробилка для исследования процесса измельчения зерна, включающая корпус, выполненный в виде улитки центробежного вентилятора с расположенными в нем рабочей камерой с ситовой обечайкой и ротором, входной и выходной патрубки (RU 2180612 C2, 20.03.2002).The closest invention in technical essence is a laboratory crusher for studying the process of grinding grain, including a housing made in the form of a scroll of a centrifugal fan with a working chamber with a sieve shell and rotor located in it, inlet and outlet pipes (RU 2180612 C2, 03.20.2002).

Недостаток данного изобретения - невозможность получить частицы определенных размеров при одновременном перемешивании компонентов (отсутствует дополнительный входной патрубок), адекватного моделирования реального процесса измельчения-смешения, недостаточная степень однородности продукта, наличие погрешностей при проведении различного рода экспериментов.The disadvantage of this invention is the inability to obtain particles of certain sizes while mixing the components (there is no additional inlet pipe), adequate modeling of the actual grinding-mixing process, insufficient degree of homogeneity of the product, the presence of errors during various kinds of experiments.

Задача изобретения - получение частиц определенных размеров за счет одновременного измельчения и смешивания нескольких компонентов, адекватное моделирование процесса измельчения-смешения нескольких компонентов, устранения погрешностей при проведении различного рода измерений с целью оптимизации конструкции измельчителей-смесителей.The objective of the invention is the production of particles of certain sizes due to the simultaneous grinding and mixing of several components, adequate modeling of the grinding-mixing of several components, elimination of errors during various kinds of measurements in order to optimize the design of grinder-mixers.

Поставленная задача решается тем, что лабораторный измельчитель-смеситель, включающий корпус, выполненный в виде улитки центробежного вентилятора с расположенными в нем рабочей камерой с ситовой обечайкой и ротором, входной и выходной патрубки, имеет доплнительные входные патрубки и дополнительную цилиндрическую рабочую камеру с крышкой, расположенную соосно оси ротора над корпусом и отделенную от него диском, в пазу которого помещена дополнительная ситовая обечайка, причем с внешней стороны дополнительной ситовой обечайки в диске имеются концентрично расположенные в пределах дополнительной цилиндрической рабочей камеры выгрузные окна, разделенные перегородками, ситовая обечайка закреплена на планшайбе, установленной с возможностью свободного вращения относительно оси ротора, вал ротора выполнен единым на основную и дополнительную рабочие камеры, рабочие органы ротора установлены в каждой камере и выполнены сменными, а основной и дополнительный патрубки выполнены к крышке дополнительной цилиндрической рабочей камеры, при этом, по крайней мере, два патрубка установлены диаметрально.The problem is solved in that the laboratory grinder-mixer, comprising a housing made in the form of a scroll of a centrifugal fan with a working chamber with a screen shell and a rotor located therein, an inlet and an outlet nozzle, has additional inlet nozzles and an additional cylindrical working chamber with a cover located coaxial to the axis of the rotor above the casing and separated from it by a disk, in the groove of which an additional sieve shell is placed, moreover, from the outside of the additional sieve shell in the disk and there are unloading windows concentrically located within the additional cylindrical working chamber, separated by partitions, the sieve shell is mounted on the faceplate mounted with the possibility of free rotation relative to the axis of the rotor, the rotor shaft is made uniform on the main and additional working chambers, the working bodies of the rotor are installed in each chamber and made interchangeable, and the main and additional nozzles are made to the cover of the additional cylindrical working chamber, with at least two nozzles anovleny diametrically.

В каждой рабочей камере на боковых поверхностях ситовых обечаек могут быть установлены стержни, имеющие форму прямоугольной призмы.In each working chamber, rods having the shape of a rectangular prism can be installed on the lateral surfaces of the sieve shells.

На фиг.1 показан лабораторный измельчитель-смеситель (сечение по оси вращения ротора). На фиг.2 изображен лабораторный измельчитель-смеситель со снятой крышкой (вид сверху).Figure 1 shows a laboratory grinder-mixer (section along the axis of rotation of the rotor). Figure 2 shows a laboratory grinder-mixer with the cover removed (top view).

Лабораторный измельчитель-смеситель устроен следующим образом. На станине 1 установлен подшипниковый узел, состоящий из опорного вала 2, на котором в подшипниковых опорах установлен цилиндр 3, к которому крепится планшайба 4, установленная с возможностью свободного вращения относительно оси вала ротора 5. На планшайбе 4 установлена ситовая обечайка 6, которая находится внутри корпуса 7, имеющего форму улитки центробежного вентилятора, в котором расположена рабочая камера 8. Корпус 7 установлен на стержнях 9 таким образом, что между ним и планшайбой 4 образован зазор. Для предотвращения разлетания частиц зерновой смеси через зазор между корпусом и планшайбой на нижнюю поверхность надет мягкий воздухонепроницаемый рукав 10. Над корпусом 7 с расположенной в нем рабочей камерой 8, соосно оси ротора, установлена дополнительная цилиндрическая рабочая камера 11. Цилиндрическая рабочая камера 11 и рабочая камера 8, расположенная внутри корпуса 7. разделены диском 12, в котором в пазу 13 помещена дополнительная ситовая обечайка 14, с внешней стороны которой в пределах дополнительной цилиндрической рабочей камеры 11, в диске 12 имеются концентрично расположенные выгрузные окна 15, разделенные перегородками 16. Вал ротора 5 выполнен единым на две камеры 8 и 11 с установленными в каждой рабочей камере сменными рабочими органами 17. В крышке дополнительной цилиндрической рабочей камеры 18 выполнены два патрубка 19 для одновременного с измельчением смешивания в виде устройства для определения расхода воздуха по входному коллектору со штуцерами 20, установленные диаметрально. В каждой камере 8 и 11 поярусно установлено более одного сменного рабочего органа 17 с возможностью регулирования расстояния между ними и поворота вокруг своей оси относительно друг друга для интенсификации процесса смешения при сопутствующем измельчении. На боковых поверхностях ситовых обечаек 6 и 14 установлены стержни 21, имеющие форму прямоугольной призмы. Вал ротора 5 соединен с электродвигателем 22 через муфту 23. Возможность вращения планшайбы 4 ограничена устройствами измерения крутящего момента, который может быть установлен либо при помощи двух динамометров, связанных с планшайбой гибкими нерастяжимыми нитями, либо с помощью тензометрической балочки (не показаны). Для проведения процесса тензометрирования на внешних поверхностях ситовых обечаек 6 и 14 по ее образующей установлены упоры 24, в которые вставлены тензочувствительный элемент 25 в виде тонкой (толщина 0,08 мм) упругой прямоугольной пластины, выгнутой до потери устойчивости в окружном направлении ситовых обечаек и удерживаемых в этом положении упорами 24, к которой крепятся датчики 26.Laboratory grinder-mixer is arranged as follows. A bearing assembly is installed on the bed 1, consisting of a support shaft 2, on which a cylinder 3 is mounted in the bearing bearings, to which the faceplate 4 is mounted, which is mounted for free rotation relative to the axis of the rotor shaft 5. On the faceplate 4, a screen shell 6 is installed, which is located inside the housing 7, which is in the form of a scroll of a centrifugal fan, in which the working chamber is located 8. The housing 7 is mounted on the rods 9 so that a gap is formed between it and the faceplate 4. To prevent the particles of the grain mixture from flying out through the gap between the body and the face plate, a soft airtight sleeve 10 is put on the lower surface. An additional cylindrical working chamber 11 is installed above the body 7, coaxial to the axis of the rotor, 11. A cylindrical working chamber 11 and a working chamber 8, located inside the housing 7. separated by a disk 12, in which an additional sieve shell 14 is placed in the groove 13, on the outside of which within the additional cylindrical working chamber 11, in the disk 12 there are concentrically arranged discharge windows 15 separated by partitions 16. The rotor shaft 5 is made integrally into two chambers 8 and 11 with replaceable working bodies installed in each working chamber 17. Two nozzles 19 are made in the lid of the additional cylindrical working chamber 18 for simultaneous grinding mixing in the form of a device for determining air flow through the inlet manifold with fittings 20 installed diametrically. In each chamber 8 and 11, more than one interchangeable working body 17 is belly mounted with the ability to control the distance between them and rotate around its axis relative to each other to intensify the mixing process with concomitant grinding. On the side surfaces of the sieve shells 6 and 14, rods 21 are arranged in the shape of a rectangular prism. The rotor shaft 5 is connected to the electric motor 22 through the coupling 23. The ability to rotate the faceplate 4 is limited by torque measuring devices, which can be set either with two dynamometers connected to the faceplate with flexible inextensible threads or with a strain gauge beam (not shown). To conduct the strain gauging process on the outer surfaces of the sieve shells 6 and 14, stops 24 are installed along its generatrix, into which the strain-sensing element 25 is inserted in the form of a thin (0.08 mm thick) elastic rectangular plate, curved to the loss of stability in the circumferential direction of the sieve shells and held in this position by stops 24 to which the sensors 26 are attached.

Лабораторный измельчитель-смеситель работает следующим образом. Через входные патрубки 19 смешиваемые и измельчаемые компоненты попадают в цилиндрическую рабочую камеру 11 с ситовой обечайкой 14, где происходит первичное измельчение и смешивание за счет ударов о сменные рабочие органы 17, о стенку ситовой обечайки 14, стержни 21 и трения между собой. После первичного измельчения и смешения зерновые компоненты через выгрузные окна 15 попадают в рабочую камеру 8, где дополнительно измельчаются и смешиваются. После вторичного измельчения и смешения за счет создаваемого в рабочей камере 8 воздушно-вихревого потока частицы зернового материала выносятся за пределы рабочей камеры 8, где интенсивно перемешиваются и оттуда через разгрузочный патрубок 27 выходят из измельчителя-смесителя. Параметры воздушного потока через измельчитель-смеситель позволяет определить устройство для определения расхода воздуха 19. Крышку корпуса измельчителя-смесителя можно заменить прозрачной крышкой, что позволяет вести фото- и киносъемку слоя зерновых компонентов. Давление на сита 6 и 14 измеряется по деформации тензочувствительного элемента 25 и фиксируется измерительной системой. Трение вращающихся в рабочих камерах 8 и 11 зерновых смесей об их стенки создает суммарный крутящий момент, который может быть установлен при помощи динамометров или с помощью тензометрической балочки. Наличие поярусно расположенных в каждой камере 8 и 11 сменных рабочих органов 17 с возможностью регулирования расстояния между ними и поворота вокруг своей оси относительно друг друга обеспечивает интенсификацию процесса смешения за счет образования местных циркуляционных потоков вокруг каждого рабочего органа и усиления воздушно-вихревого потока, что увеличивает скорость протекания процесса и улучшает качество смешения. Установка в каждой рабочей камере 8 и 11 на боковых поверхностях ситовых обечаек 6 и 14 стержней 21, имеющих форму прямоугольной призмы, интенсифицирует процесс измельчения при сопутствующем смешении зерновой смеси.Laboratory grinder-mixer works as follows. Through the inlet pipes 19, the mixed and crushed components fall into a cylindrical working chamber 11 with a sieve shell 14, where primary grinding and mixing takes place due to impacts on replaceable working bodies 17, against the wall of the sieve shell 14, rods 21 and friction between themselves. After primary grinding and mixing, the grain components through the discharge windows 15 enter the working chamber 8, where they are additionally ground and mixed. After secondary grinding and mixing, due to the air-vortex flow created in the working chamber 8, the particles of grain material are carried outside the working chamber 8, where they are intensively mixed and from there they exit from the grinder-mixer through the discharge pipe 27. The parameters of the air flow through the grinder-mixer allows you to define a device for determining the air flow 19. The housing cover of the grinder-mixer can be replaced with a transparent cover, which allows photo and film shooting of the layer of grain components. The pressure on the sieves 6 and 14 is measured by deformation of the strain gauge element 25 and is recorded by the measuring system. The friction of grain mixtures rotating in the working chambers 8 and 11 against their walls creates a total torque that can be set using dynamometers or using a tensometric beam. The presence of interchangeable working bodies 17 in each chamber 8 and 11, with the possibility of adjusting the distance between them and turning about their axis relative to each other, intensifies the mixing process by forming local circulation flows around each working body and enhancing the air-vortex flow, which increases the speed of the process and improves the quality of mixing. The installation in each working chamber 8 and 11 on the lateral surfaces of the sieve shells 6 and 14 of the rods 21, having the shape of a rectangular prism, intensifies the grinding process with the accompanying mixing of the grain mixture.

Предлагаемая конструкция позволяет исследовать процесс измельчения и смешивания зерновых смесей при различных конструкциях рабочих органов, расстояния между ними и угла поворота между ними для интенсификации процесса смешения при сопутствующем измельчении и увеличении степени однородности и качества смешивания. Возможность регулирования угловой скорости вала ротора в широких пределах позволяет исследовать режимы процесса измельчения-смешения и получить дополнительную информацию о поведении процесса. Обработка результатов этих замеров позволяет получить значение средней скорости слоя в измельчителях-смесителях, степени смешения, размеров слоя зерновых смесей, отразить процесс смешивания при сопутствующей измельчении.The proposed design allows you to explore the process of grinding and mixing grain mixtures with various designs of the working bodies, the distance between them and the angle of rotation between them to intensify the mixing process with the accompanying grinding and increase the degree of uniformity and quality of mixing. The ability to control the angular velocity of the rotor shaft in a wide range allows you to explore the modes of the grinding-mixing process and to obtain additional information about the behavior of the process. Processing the results of these measurements allows you to get the value of the average speed of the layer in the grinder-mixers, the degree of mixing, the size of the layer of grain mixtures, to reflect the mixing process with the accompanying grinding.

Анализируя полученные результаты замеров, можно получить реальную картину процесса смешивания измельчения и построить математическую модель измельчителя-смесителя.Analyzing the obtained measurement results, we can get a real picture of the grinding mixing process and build a mathematical model of the grinder-mixer.

Claims

1. Laboratory grinder-mixer, comprising a housing made in the form of a scroll of a centrifugal fan with a working chamber with a screen shell and a rotor located in it, an inlet and outlet nozzles, characterized in that it has additional inlet nozzles and an additional cylindrical working chamber with a cover located coaxial with the axis of the rotor above the housing and separated from it by a disk, in the groove of which an additional sieve shell is placed, and there are ends on the outside of the additional sieve shell Unloading windows that are centrically located within the additional cylindrical working chamber, separated by partitions, the screen shell is mounted on the faceplate mounted with the possibility of free rotation relative to the axis of the rotor, the rotor shaft is made uniform on the main and additional working chambers, the working bodies of the rotor are installed in each chamber and are interchangeable and the main and additional nozzles are made in the cover of an additional cylindrical working chamber, while at least two nozzles are installed for and a lot.

2. Laboratory grinder-mixer according to claim 1, characterized in that in each working chamber on the lateral surfaces of the sieve shells are installed rods having the shape of a rectangular prism.