RU2413572C2

RU2413572C2 - Rotary mixer with spring-loaded-plate vibration exciter

Info

Publication number: RU2413572C2
Application number: RU2009119931/05A
Authority: RU
Inventors: Константин Николаевич Фигура (RU); Константин Николаевич Фигура; Игорь Михайлович Ефремов (RU); Игорь Михайлович Ефремов
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2011-03-10
Also published as: RU2009119931A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to intermittent action mixers and may be used in production of construction materials, construction etc. Proposed mixer comprises mixing chamber, vaned rotor with drive, vibrator rigidly attached at mixing chamber center. Vibrator is made up of shaft with the following elements fitted thereon with allowance: plate spring, large diametre thrust washer (washer 1), rubber damper, washer 1, plate spring, small-diametre thrust washer (washer 2), rubber damper, and washer 2. Mixer comprises cam gear that drive the cover to deform vibrator that causes horizontal vibration of particles.

EFFECT: higher efficiency of mixing, lower power consumption, longer life.

2 dwg

Description

Изобретение относится к смесителям периодического действия и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в строительстве и других областях строительной индустрии для производства полидисперсных материалов.The invention relates to batch mixers and can be used in the construction materials industry, in construction and other areas of the construction industry for the production of polydisperse materials.

Наиболее близким к предлагаемому является роторный смеситель с механическим вибровозбудителем, содержащий камеру смешивания и вибратор, выполненный в виде тарельчатых пружин с резиновыми амортизаторами. Вибратор жестко закреплен в середине камеры смешивания и 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 (Патент RU 2297274 C1, 20.04.2007, B01F 11/00).Closest to the proposed is a rotary mixer with a mechanical vibration exciter, containing a mixing chamber and a vibrator, made in the form of cup springs with rubber shock absorbers. The vibrator is rigidly fixed in the middle of the mixing chamber and has a crank mechanism, with the help of which the Belleville springs excite particle vibrations in the horizontal direction. In the mixer, it is possible to adjust the vibration intensity by changing the rotational speed of the crank mechanism drive (Patent RU 2297274 C1, 04.20.2007, B01F 11/00).

К недостаткам известной конструкции относятся значительные энергозатраты на деформирование тарельчатых пружин, неэффективная конструкция вибратора, приводящая к низкой производительности, а также высокий процент износа резиновых амортизаторов.The disadvantages of the known design include significant energy consumption for the deformation of the Belleville springs, inefficient vibrator design, leading to low productivity, as well as a high percentage of wear of rubber shock absorbers.

Технической задачей, решаемой изобретением, является оптимизация конструкции смесителя, направленная на повышение эффективности перемешивания, уменьшение энергозатрат при производстве вибрационного воздействия на обрабатываемую смесь, снижение износа элементов вибратора, выполненных из пластичных полимерных материалов.The technical problem solved by the invention is to optimize the design of the mixer, aimed at increasing the efficiency of mixing, reducing energy consumption during the production of vibration effects on the processed mixture, reducing the wear of vibrator elements made of plastic plastic materials.

Технический результат достигается тем, что роторный смеситель с тарельчато-пружинным вибровозбудителем, содержащий камеру смешивания, ротор с приводом вращения, выполненный с лопастями, вибратор, представляющий собой ось с посаженными на нее с зазором и в следующем порядке элементами: тарельчатая пружина, упорная шайба большего диаметра (шайба 1), резиновый амортизатор, шайба 1, тарельчатая пружина, упорная шайба меньшего диаметра (шайба 2), резиновый амортизатор, шайба 2, жестко закреплен в середине камеры смешивания. Конструкция имеет кривошипно-шатунный механизм, с помощью которого посредством крышки производится деформация вибратора, вследствие чего возбуждаются колебания частиц в горизонтальном направлении.The technical result is achieved by the fact that a rotary mixer with a disk-spring exciter containing a mixing chamber, a rotor with a rotary drive, made with blades, a vibrator representing an axis with elements seated on it with a gap and in the following order: disk spring, thrust washer of a larger diameter (washer 1), rubber shock absorber, washer 1, cup spring, thrust washer of smaller diameter (washer 2), rubber shock absorber, washer 2, is rigidly fixed in the middle of the mixing chamber. The design has a crank mechanism, with the help of which the deformation of the vibrator is carried out by means of the lid, as a result of which the particle vibrations in the horizontal direction are excited.

Сравнение с прототипом показывает, что конструкция вибрационного механизма предлагаемого смесителя является более совершенной с точки зрения получения вибрационного воздействия на смесь, энергия, прилагаемая к деформации вибратора, расходуется рациональнее. Предлагаемая конструктивная схема вибратора обеспечивает более эффективное разрушение структуры материала, снижение износа элементов, выполненных из пластичных полимерных материалов, и в целом большую производительность и меньший расход энергии на процесс смешивания.Comparison with the prototype shows that the design of the vibration mechanism of the proposed mixer is more perfect from the point of view of obtaining vibration effects on the mixture, the energy applied to the deformation of the vibrator is spent more rationally. The proposed design of the vibrator provides a more effective destruction of the structure of the material, reduced wear of elements made of plastic plastic materials, and generally greater productivity and lower energy consumption for the mixing process.

Сущность изобретения поясняется чертежами - на фиг.1 изображена принципиальная схема роторного смесителя с тарельчато-пружинным вибровозбудителем, на фиг.2 - схема тарельчато-пружинного вибратора.The invention is illustrated by drawings - figure 1 shows a schematic diagram of a rotary mixer with a disk-spring exciter, figure 2 - diagram of a disk-spring vibrator.

Смеситель содержит камеру 1 смешивания, ротор 2, выполненный с лопатками 3, 4. Ротор 2 имеет привод 5 вращения. В центре камеры 1 смешивания установлен вибратор 6 с механическим возбуждением колебаний от кривошипно-шатунного механизма 7. Вибратор 6 представляет собой ось 16 с посаженными на нее с зазором и в следующем порядке элементами: тарельчатая пружина 9, упорная шайба большего диаметра (шайба 1) 10, резиновый амортизатор 11, шайба 1 10, тарельчатая пружина 9, упорная шайба меньшего диаметра (шайба 2) 12, резиновый амортизатор 11, шайба 2 12. Кривошипно-шатунный механизм 7 имеет возможность оказывать деформирующее воздействие на вибратор 6 посредством крышки 8. Крышка 8 прикреплена к кривошипно-шатунному механизму 7 болтовым соединением 13. В смесителе имеются также окна 14 и 15 загрузки и выгрузки материалов соответственно.The mixer comprises a mixing chamber 1, a rotor 2, made with blades 3, 4. The rotor 2 has a rotation drive 5. In the center of the mixing chamber 1, a vibrator 6 is installed with mechanical excitation of vibrations from the crank mechanism 7. The vibrator 6 is an axis 16 with elements seated on it with a gap and in the following order: disk spring 9, thrust washer of a larger diameter (washer 1) 10 , rubber shock absorber 11, washer 1 10, Belleville spring 9, thrust washer of smaller diameter (washer 2) 12, rubber shock absorber 11, washer 2 12. The crank mechanism 7 has the ability to exert a deforming effect on the vibrator 6 through the cover 8. The cover 8 is attached to the crank mechanism 7 by a bolt connection 13. The mixer also has windows 14 and 15 for loading and unloading materials, respectively.

Роторный смеситель с тарельчато-пружинным вибровозбудителем работает следующим образом: привод 5 вращает ротор 2 и лопасти 3, 4, тем самым, перемешивая приготавливаемую смесь. Кривошипно-шатунный механизм 7 оказывает деформирующее воздействие на тарельчатые пружины 9, шайбы 10, 12, резиновые амортизаторы 11, посредством крышки 8, прикрепленной к нему болтовым соединением 13, тем самым, заставляя их совершать колебательные движения в возвратно-поступательном направлении, возбуждая колебания частиц смеси в горизонтальном направлении. В целом конструкция смесителя позволяет интенсифицировать процесс смешивания при одновременном снижении потерь энергии на вращение ротора 2, вследствие снижения сил сопротивления перемещению лопастей 3 и 4, повышении подвижности и турбулизации смеси во всем объеме камеры смесителя 1.A rotary mixer with a disk-spring exciter operates as follows: the drive 5 rotates the rotor 2 and the blades 3, 4, thereby mixing the prepared mixture. The crank mechanism 7 has a deforming effect on the disk springs 9, washers 10, 12, rubber shock absorbers 11, through the cover 8, attached to it by a bolt connection 13, thereby forcing them to oscillate in the reciprocating direction, exciting particle vibrations mixtures in the horizontal direction. In general, the design of the mixer allows you to intensify the mixing process while reducing energy losses due to the rotation of the rotor 2, due to a decrease in the resistance to movement of the blades 3 and 4, increased mobility and turbulization of the mixture in the entire volume of the chamber of the mixer 1.

Конструкция смесителя позволяет повысить производительность и снизить затраты энергии на процесс смешивания особенно жестких бетонных смесей, объясняющиеся тем, что при колебательном движении вибратора с амплитудным значением ускорения вибрации 180…250 м/с² происходит более однородное тиксотропное разрушение структуры материала во всем пространстве камеры смешивания, проявляющееся в уменьшении вязкости в 50…60 раз и более по сравнению с вязкостью известного неразрушенного материала. В связи с этим уменьшается сопротивление перемещению лопастей и потребляемая мощность привода вращения ротора. Вместе с тем достигается эффект виброкипения смеси под действием колебательного движения диска вибратора, большая турбулизация и более интенсивная циркуляция частиц смеси, в результате чего сокращается время смешивания, повышается производительность смесителя. Кроме того, предлагаемая конструкция вибратора позволяет снизить энергозатраты при производстве вибрационного воздействия на обрабатываемую смесь благодаря тому, что основное деформирующее воздействие, создаваемое кривошипно-шатунным механизмом, воспринимается упругими резиновыми амортизаторами.The design of the mixer allows you to increase productivity and reduce energy costs for the mixing process of especially hard concrete mixtures, due to the fact that during vibrational movement of the vibrator with an amplitude value of vibration acceleration of 180 ... 250 m / s ² there is a more uniform thixotropic destruction of the material structure in the entire space of the mixing chamber, manifested in a decrease in viscosity of 50 ... 60 times or more compared with the viscosity of known non-destroyed material. In this regard, the resistance to movement of the blades and the power consumption of the rotor rotation drive are reduced. At the same time, the effect of boiling of the mixture under the influence of the oscillatory movement of the vibrator disk is achieved, greater turbulization and more intensive circulation of the mixture particles, as a result of which the mixing time is reduced, and the mixer productivity is increased. In addition, the proposed design of the vibrator can reduce energy consumption during the production of vibrational effects on the processed mixture due to the fact that the main deforming effect created by the crank mechanism is perceived by elastic rubber shock absorbers.

Claims

A rotary mixer with a disk-spring exciter containing a mixing chamber, a rotor with a rotary drive, made with blades, characterized in that the vibrator is an axis with the elements seated on it with a gap and in the following order: disk spring, thrust washer of a larger diameter, rubber shock absorber, thrust washer of larger diameter, Belleville spring, thrust washer of smaller diameter, rubber shock absorber, thrust washer of smaller diameter, is rigidly fixed in the middle of the mixing chamber.