RU2372818C1

RU2372818C1 - Loose material mixer

Info

Publication number: RU2372818C1
Application number: RU2008128586/13A
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Марченко (RU); Алексей Юрьевич Марченко; Георгий Васильевич Серга (RU); Георгий Васильевич Серга; Валерий Викторович Цыбулевский (RU); Валерий Викторович Цыбулевский; Максим Георгиевич Серга (RU); Максим Георгиевич Серга
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2009-11-20

Abstract

FIELD: process engineering, mechanics.

SUBSTANCE: invention relates to loose materials mixers. Proposed mixer comprises bed supporting revolving drum made up of sections that consist of larger and smaller rectangles and two identical trapezoids with lower bases equal to larger rectangle side. Trapezoid lower bases are equal to larger rectangle sides, while upper bases equal smaller rectangle sides. Trapezoid sides equal two remaining sides of larger and smaller rectangle sides to form squares inclined in opposite directions with respect axis of squares sections. Every section, when sections are interjointed, is turned through 90° with respect to previous one to form zigzag-like hollow helical tunnel.

EFFECT: higher quality of loose materials mixing.

9 dwg

Description

Изобретение относится к установкам для смешивания, в частности к барабанным смесителям непрерывного действия, предназначенных для смешивания концентрированных, грубых, сочных и водянистых кормов.The invention relates to installations for mixing, in particular to continuous drum mixers for mixing concentrated, coarse, juicy and watery feeds.

Известен барабанный смеситель кормов (а.с. №1666173, Кл. В01F 19/02, 1987 г.), содержащий барабан с винтовыми поверхностями состоящий из секций, каждая из которых выполнена из одинаковых по площади пластин, имеющих форму равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя своими сторонами по поверхности барабана и размещенных под углом друг к другу и к его оси, при этом секции соединены между собой свободными сторонами пластин и образуют разнонаправленные винтовые поверхности равного шага, а число пластин в секции является четным и, как минимум, равно шести.Known drum feed mixer (and.with. No. 1666173, CL. B01F 19/02, 1987), containing a drum with helical surfaces consisting of sections, each of which is made of identical in size plates having the shape of equilateral triangles connected between two sides on the surface of the drum and placed at an angle to each other and to its axis, while the sections are interconnected by the free sides of the plates and form multidirectional screw surfaces of equal pitch, and the number of plates in the section is even and, like a mini mum is six.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность смешивания компонентов кормов из-за некоторой стационарности движения потоков кормов в многозаходном винтовом барабане с направленными навстречу друг другу винтовыми поверхностями равного шага и с одинаковым числом заходов, а также недостаточной интенсивностью смешивания в барабане, собранном из одинаковых по площади, размерам и конфигурации элементов в виде равносторонних треугольников, образующих в поперечном сечении соосные с осью вращения барабана плоские фигуры многогранники.A disadvantage of the known device is the insufficient intensity of mixing the components of the feed due to some stationarity of the movement of feed streams in a multi-helical drum with the screw surfaces directed at the same pitch and with the same number of strokes, as well as the insufficient intensity of mixing in the drum assembled from the same area, dimensions and configuration of elements in the form of equilateral triangles, forming in the cross section coaxial with the axis of rotation of the drum flat Polyhedra shapes.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для приготовления кормов (патент №2028070, Кл. А23N 17/00, 1995 г.), содержащее станину, установленный на ней с возможностью барабан, состоящий из секций, выполненных в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали, причем одноименные ребра соседних секций соединены под прямым углом.Closest to the proposed invention is a device for the preparation of feed (patent No. 2028070, CL. A23N 17/00, 1995), containing a frame mounted on it with the possibility of a drum, consisting of sections made in the form of a straight triangular prism formed by section cube diagonally, with the same-name ribs of adjacent sections connected at right angles.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что смешивание производится с практически постоянным продольным и поперечным сечением барабана от загрузки к выгрузке и недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия компонентов кормов друг с другом.A disadvantage of the known device is the limited technological capabilities due to the fact that mixing is carried out with an almost constant longitudinal and cross section of the drum from loading to unloading and insufficient mixing intensity and insufficient interaction of the feed components with each other.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет придания компонентам кормов сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях.The technical solution to the problem is to expand technological capabilities by giving the feed components complex spatial movement and the simultaneous impact of vibrations on them in three mutually perpendicular directions.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве для смешивания кормов, содержащем станину, установленный на ней с возможностью вращения барабан, состоящий из секций, выполненных из большого и малого прямоугольников и двух одинаковых трапеций, нижние основания которых равны боковой стороне большого прямоугольника, а верхние основания равны боковой стороне малого прямоугольника, при этом боковые стороны трапеций равны остальным двум сторонам большого и малого прямоугольника с образованием по торцам секций разнонаклоненных в разные стороны и к оси секций квадратов, образуя при этом ломанный, спиральной формы тоннель с прямоугольным проходным сечением, при этом каждая секция повернута относительно предыдущей на 90°.The technical solution is achieved by the fact that in the device for mixing feed containing a bed mounted on it with the possibility of rotation of the drum, consisting of sections made of large and small rectangles and two identical trapeziums, the lower bases of which are equal to the side of the large rectangle, and the upper bases equal to the side of the small rectangle, while the sides of the trapezoid are equal to the other two sides of the large and small rectangle with the formation at the ends of the sections differently inclined in different sides and to the axis of the sections of squares, thus forming a broken, spiral-shaped tunnel with a rectangular passage section, with each section turned 90 ° relative to the previous one.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне установки для смешивания сыпучих материалов.According to the patent literature not found a technical solution similar to the claimed, which allows us to judge the inventive step of the installation for mixing bulk materials.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания компонентам кормов сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях возбуждаемых за счет геометрии барабана при ассиметричном движении масс компонентов комбикормов в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической формой барабана, их взаимным расположением относительно друг другу и к оси вращения.The novelty of the invention lies in the fact that technological capabilities are expanded by giving the feed components a complex spatial motion and simultaneous exposure to vibrations in three mutually perpendicular directions excited by the geometry of the drum during asymmetric movement of the masses of the feed components as a result of a violation of the stationary motion of their flows in geometric form drum, their relative position relative to each other and to the axis of rotation.

Новизна заключается также в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает стационарность движения частиц компонентов кормов и расширяет технологические возможности.The novelty also lies in the fact that the centers of symmetry of the inner surface of the drum in each of its cross-sectional elements along its length are displaced relative to the axis of rotation of the drum, which violates the stationary motion of the particles of feed components and expands technological capabilities.

Новизна предлагаемого изобретения заключается также в том, что из-за наличия на поверхности барабана прерывистых винтовых ломаных линий повышается интенсивность смешивания.The novelty of the invention also lies in the fact that due to the presence on the surface of the drum intermittent helical broken lines increases the intensity of mixing.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что проходное поперечное сечение каждой секции барабана повернуто относительно предыдущей секции по длине барабана, и за каждый оборот барабана проходное сечение барабана делает один оборот на 360°, что увеличивает интенсивность смешивания.In addition, the novelty is due to the fact that the passage cross section of each section of the drum is rotated relative to the previous section along the length of the drum, and for each revolution of the drum the passage section of the drum makes one revolution by 360 °, which increases the intensity of mixing.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена установка для смешивания сыпучих материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан, вид спереди; на фиг.4 - барабан, вид сверху; на фиг.5 - барабан, вид сбоку по стрелке А на фиг.3; на фиг.6 - одна из секций барабана; на фиг.7 - схема расположения осей секций барабана, вид спереди; на фиг.8 - схема расположения осей барабана, вид сверху; на фиг.9 - вид Б на фиг.7.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows an installation for mixing bulk materials; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a drum, front view; figure 4 is a drum, a top view; figure 5 is a drum, a side view along arrow A in figure 3; figure 6 is one of the sections of the drum; Fig.7 is a diagram of the axes of the sections of the drum, front view; on Fig - arrangement of the axes of the drum, a top view; Fig.9 is a view of B in Fig.7.

Установка для смешивания сыпучих материалов состоит (фиг.1, фиг.2) из барабана 1, загрузочного 2 и разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Барабан 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 барабана 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7, со смонтированных в них барабаном 1, закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобаллонах 10, которые закреплены на станине 11.Installation for mixing bulk materials consists (figure 1, figure 2) of the drum 1, loading 2 and unloading 3 devices and drive (not shown). The drum 1 is provided with sleeves 4 and 5, which can be rotated in the bearings 6 and 7. The toe 8 of the loading device 2 enters the hole of the sleeve 4 of the drum 1. The loading device 2, the bearings 6 and 7, with the drum 1 mounted in them, are mounted on the frame 9. The frame 9 is placed on four pneumocylinders 10, which are mounted on the frame 11.

Барабан 1 (фиг.3, фиг.4, фиг.5) выполнен в виде ломаного, спиральной формы тоннеля с прямоугольным проходным сечением, смонтирован из секций 12. Каждая секция 12 смонтирована (фиг.6) из двух прямоугольников большого 13 и малого 14 и двух боковых трапеций 15 и 16, нижние основания которых равны боковой стороне прямоугольника 13, а верхние основания трапеций 15 и 16 равны боковой стороне малого прямоугольника 14, при этом остальные свободные две стороны прямоугольников 13 и 14 равны боковым сторонам трапеций 15 и 16 и образуют по торцам секций квадраты (фиг.6), разнонаклонненые (наклоненные) в разные стороны и к оси секций. При монтаже барабана 1 каждая секция 12, относительно предыдущей, повернута на угол 90°, т.е. на угол, соответствующий повороту секции на одну сторону квадрата таким образом, чтобы оси секций были наклонены друг к другу из условия их пересечения (фиг.7, фиг.8). Таким образом, при монтаже барабана 1 каждая секция 12, поворачивается относительно предыдущей на угол 90°, соответствующий повороту секции на ее одну сторону, так что оси секций наклонены друг к другу.Drum 1 (figure 3, figure 4, figure 5) is made in the form of a broken, spiral-shaped tunnel with a rectangular passage, mounted from sections 12. Each section 12 is mounted (figure 6) from two rectangles large 13 and small 14 and two lateral trapezoids 15 and 16, the lower bases of which are equal to the side of the rectangle 13, and the upper bases of the trapezoid 15 and 16 are equal to the side of the small rectangle 14, while the remaining two free sides of the rectangles 13 and 14 are equal to the lateral sides of the trapezoid 15 and 16 at the ends of the sections squares (Fig.6), times onaklonnenye (inclined) in opposite directions and sections axis. When mounting the drum 1, each section 12, relative to the previous one, is rotated through an angle of 90 °, i.e. by an angle corresponding to the rotation of the section on one side of the square so that the axes of the sections are inclined to each other from the condition of their intersection (Fig.7, Fig.8). Thus, when mounting the drum 1, each section 12 is rotated relative to the previous one by an angle of 90 °, corresponding to the rotation of the section on its one side, so that the axes of the sections are inclined to each other.

В результате соединения секций образуется барабан в виде ломаного, спиральной формы тоннеля, с прямоугольным проходным сечением и с прерывистыми ломаными винтовыми линиями по периметру 17-18-19, 20-21-22, 23-24-25.As a result of the connection of the sections, a drum is formed in the form of a broken, spiral tunnel shape, with a rectangular passage section and with interrupted broken helical lines around the perimeter of 17-18-19, 20-21-22, 23-24-25.

При монтаже барабана и повороте секций 12 по часовой стрелке образуется барабан с правым направлением спиральной формы тоннеля, с правым направлением прерывистых винтовых ломаных линий и правым направлением движения загрузки (на фиг.7, фиг.8, фиг.9 направление движения компонентов кормов показано стрелками, параллельными оси симметрии секций).When mounting the drum and turning the sections 12 clockwise, a drum is formed with the right direction of the spiral shape of the tunnel, with the right direction of broken broken helical lines and the right direction of the loading movement (in Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, the direction of movement of the feed components is shown by arrows parallel to the axis of symmetry of the sections).

Так как квадраты торцов секций наклонены в разные стороны, то после поворота на угол 90° и присоединения секций друг к другу оси секций, в том числе: ось I₁-I₁ первой секции (фиг.7, фиг.8, фиг.9), к которой присоединена третья, секция с осью I₂-I₂, затем присоединена третья секция с осью I₃-I₃, потом присоединена четвертая секция с осью I₄-I₄, затем присоединена пятая секция с осью I₅-I₅ и так далее, относительно оси вращения барабана 0₁-0₂ скрещивающиеся прямые и они не пересекаются друг с другом.Since the squares of the ends of the sections are tilted in different directions, then after turning through an angle of 90 ° and attaching the sections to each other, the axis of the sections, including: axis I ₁ -I _{1 of the} first section (Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9 ), to which the third section is connected with the axis I ₂ -I ₂ , then the third section is connected with the axis I ₃ -I ₃ , then the fourth section is connected with the axis I ₄ -I ₄ , then the fifth section is connected with the axis I ₅ -I ₅ and so on, with respect to the axis of rotation of the drum 0 ₁ -0 _{2 there are} crossed straight lines and they do not intersect with each other.

Установка для смешивания сыпучих материалов работает следующим образом. Компоненты кормов поступают в загрузочное приспособление 7, из которого с помощью навивки 10 перемещается на вход барабана 6. Направление вращения барабана 6 противоположно направлению спиральной формы тоннеля. При вращении барабана 6 материал внутри тоннеля совершает сложное пространственное движение, что усугубляется при асимметрии движения масс материала и возникновении дебаланса.Installation for mixing bulk materials is as follows. The feed components enter the loading device 7, from which, by means of winding 10, it moves to the inlet of the drum 6. The direction of rotation of the drum 6 is opposite to the direction of the spiral shape of the tunnel. When the drum 6 rotates, the material inside the tunnel makes a complex spatial movement, which is aggravated by the asymmetry of the movement of the masses of material and the occurrence of unbalance.

В результате не только нарушается стационарность движения масс материала геометрией (прямоугольной формой) проходного сечения, но и возникает дебаланс барабана за счет удаления осей секций тоннеля I₁-I₁, I₂-I₂, I₃-I₃, I₄-I₄, I₅-I₅ и т.д. от оси вращения галтовочного барабана 0₁-0₂, а также их расположение как скрещивающихся относительно друг друга. Этому способствуют и прерывистые ломаные линии 26-27-28, 29-30-31, 32-33-34.As a result, not only the stationary motion of the masses of material is violated by the geometry (rectangular shape) of the bore, but the drum is unbalanced due to the removal of the axes of the tunnel sections I ₁ -I ₁ , I ₂ -I ₂ , I ₃ -I ₃ , I ₄ -I ₄ , I ₅ -I ₅ , etc. from the axis of rotation of the tumbling drum 0 ₁ -0 ₂ , as well as their location as crossing relative to each other. Intermittent broken lines 26-27-28, 29-30-31, 32-33-34 contribute to this.

Материал перемещается от загрузочного приспособления 7 к разгрузочному 3 и выгружается в приемный лоток 20.The material moves from the loading device 7 to the unloading 3 and is unloaded into the receiving tray 20.

Барабан может быть заполнен примерно на 1/4 объема мелящими телами (шарами) и отделен от разгрузочного приспособления 3 диафрагмой, выполненной в виде перфорированной перегородки, отверстия которой меньше, чем диаметр мелящих тел, но больше, чем размер фракций измельченного материала (на чертеже не показано). Такие же перфорированные перегородки могут быть установлены между секциями и группами секций по длине барабана (на чертеже не показаны).The drum can be filled by about 1/4 of the volume with grinding bodies (balls) and separated from the unloading device 3 by a diaphragm made in the form of a perforated partition, the openings of which are smaller than the diameter of the grinding bodies, but larger than the size of the fractions of the crushed material (not shown shown). The same perforated partitions can be installed between sections and groups of sections along the length of the drum (not shown in the drawing).

Так как по длине барабана положение поперечного сечения меняется относительно друг друга, и меняется расстояние от оси вращения барабана 0₁-0₂, меняется также и в местах соединения секций и форма сечения (с прямоугольника на многоугольник), то имеет место интенсификация смешивания.Since the position of the cross section varies along the length of the drum relative to each other, and the distance from the axis of rotation of the drum 0 ₁ -0 ₂ changes, the shape of the section (from rectangle to polygon) also changes at the junction of sections, then there is an intensification of mixing.

Станина 11 снабжена устройством для регулирования наклона (не показано) с целью регулирования скорости движения компонентов кормов от загрузки к выгрузке.The bed 11 is equipped with a device for adjusting the inclination (not shown) in order to regulate the speed of movement of the feed components from loading to unloading.

Установка для смешивания кормов работает следующим образом.Installation for mixing feed works as follows.

Барабан 1 через загрузочное устройство 2 заполняется частицами компонентов кормов, которые находясь внутри вращающегося барабана 1 увлекаются плоскими элементами боковых стенок барабана (прямоугольников, трапеций), поднимаются по направлению вращения винтового барабана 1 несколько выше угла своего естественного откоса и затем скатываются лавинообразно вниз. При скатывании верхние слои частиц компонентов кормов вращаются вокруг собственных осей, втягивая близлежащие слои частиц компонентов кормов, и интенсивно перемешиваются. Таким образом, при вращении барабана 1 компонентам кормов сообщается сложное пространственное загзагообразное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях рамы 9, размещенной на станине 11 посредством пневмобаллонов 10, возбуждаемых за счет геометрии барабана при асимметричном движении масс загрузки (частицы компонентов кормов) и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности движения потоком компонентов кормов геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг друга и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана 1, что нарушает стационарность движения частиц компонентов кормов. Благодаря одновременному воздействию сложного пространственного движения компонентов кормов и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость компонентов кормов, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками барабана 1. Массы компонентов кормов, смешиваясь перемещаются от загрузки к выгрузке и через втулку 5 выгружаются в разгрузочное приспособление 3.The drum 1 through the loading device 2 is filled with particles of feed components, which, being inside the rotating drum 1, are carried away by the flat elements of the side walls of the drum (rectangles, trapezoid), rise in the direction of rotation of the screw drum 1 slightly above the angle of its natural slope and then slide down like an avalanche. When rolling, the upper layers of the particles of the components of the feed rotate around their own axes, drawing in the nearby layers of particles of the components of the feed, and mix intensively. Thus, during the rotation of the drum 1, the components of the feeds are informed of a complex spatial zag-like movement with the imposition of vibrations in three mutually perpendicular directions of the frame 9, placed on the frame 11 by means of pneumocylinders 10, excited due to the geometry of the drum during the asymmetric movement of the loading masses (particles of the components of the feeds) and the occurrence unbalance as a result of violation of the stationary motion by the flow of feed components in the geometric shape of the sections, their relative position relative to each other and to the axis of rotation. Moreover, the centers of symmetry of the inner surface of the drum 1 in each of its cross-sectional elements along its length are shifted relative to the axis of rotation of the drum 1, which violates the stationary motion of the particles of the feed components. Due to the simultaneous effect of the complex spatial movement of the feed components and their low-frequency vibrations, the miscibility of the feed components increases, their intensity of interaction between themselves and with the walls of the drum 1. The masses of feed components, mixed, move from loading to unloading and are discharged through the sleeve 5 into the unloading device 3.

Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам кормов сложного пространственного загзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкости взаимодействия компонентов кормов между собой, со стенками барабана и расширяет технологические возможности.Technical and economic advantages arise due to giving the feed components a complex spatial zag-like movement and simultaneous exposure to vibrations in three mutually perpendicular directions, which increases the mixing intensity, increases the energy consumption of the interaction of the feed components with each other, with the drum walls and extends technological capabilities.

Claims

Installation for mixing bulk materials containing a bed mounted on it with the possibility of rotation of the drum, consisting of sections, characterized in that the sections are made of large and small rectangles and two identical trapeziums, the lower bases of which are equal to the side of the large rectangle, and the upper bases are equal the side of the small rectangle, while the sides of the trapezoid are equal to the other two sides of the large and small rectangles with the formation at the ends of the sections differently inclined in different torons and to the axis of the sections of squares, with each section being connected to each other rotated 90 ° relative to the previous one and forms a broken spiral-shaped hollow tunnel.