RU2506121C1

RU2506121C1 - Rotary mixer

Info

Publication number: RU2506121C1
Application number: RU2012154119/05A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Николаевич Сидоров; Наталья Юрьевна Ширина; Михаил Викторович Козлов
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-02-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to devices intended for making mixes from materials inclined to fast separation of mix components under static conditions. Bearing elements of this mixer are rigidly coupled with the shaft. Axles are secured at cylindrical capsule end bases and inclined to capsule material mirror axes to 18 degrees. Axles are coupled on one side of the capsules with independent reversible rotary electric drives. on opposite side, said axles are coupled with capsule translation drives for fitting said capsules in bearing elements in relative symmetry. Relationship between the length of capsule generatrix and end base diameter equals 1:1.5.

EFFECT: ease of fitting in place and removal, higher mixing efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к смесителям для приготовления смесей из сыпучих и жидких материалов в химической технологии, производстве строительных материалов, склонных к быстрому разделению компонентов смеси в статических условиях.The invention relates to mixers for preparing mixtures of bulk and liquid materials in chemical technology, the production of building materials, prone to rapid separation of the components of the mixture in static conditions.

Известен смеситель (Авторское свидетельство СССР №331810, 1972), состоящий из опорных элементов, между которыми в подшипниках установлена цилиндрическая капсула, с возможностью вращения, полые полуоси капсул соединены ее с внутренним объемом и закреплены на торцевых основаниях капсулы. Ось симметрии капсулы наклонена к оси ее вращения под углом 5-30 градусов, кроме того, ось вращения капсулы наклонена к горизонту под углом 25-55 градусов.A known mixer (USSR Author's Certificate No. 331810, 1972), consisting of supporting elements between which a cylindrical capsule is mounted in bearings, can rotate, the hollow half-axes of the capsules are connected to the internal volume and fixed to the end bases of the capsule. The axis of symmetry of the capsule is inclined to the axis of its rotation at an angle of 5-30 degrees, in addition, the axis of rotation of the capsule is inclined to the horizon at an angle of 25-55 degrees.

Основным недостатком смесителя, применительно к производству материалов, склонных к быстрому разделению, является то, что данный смеситель, являясь аппаратом непрерывного действия, требует постоянной циркуляции смеси через его смесительный орган в замкнутом режиме.The main disadvantage of the mixer, in relation to the production of materials prone to rapid separation, is that this mixer, as a continuous apparatus, requires constant circulation of the mixture through its mixing body in a closed mode.

Известен смеситель сыпучих материалов (Авторское свидетельство СССР №1007715, 1983), состоящий из опорных элементов, между которыми в подшипниках установлена цилиндрическая капсула, с возможностью вращения, полые полуоси капсулы соединены с ее внутренним объемом, закреплены на торцевых основаниях капсулы и наклонены к оси материальной симметрии капсулы.A known mixer of bulk materials (USSR Author's Certificate No. 1007715, 1983), consisting of supporting elements between which a cylindrical capsule is mounted in bearings, can rotate, the hollow half-axes of the capsule are connected to its internal volume, fixed to the end faces of the capsule and inclined to the material axis capsule symmetry.

Основным недостатком смесителя, применительно к производству материалов, склонных к быстрому разделению, является то, что данный смеситель имеет всего одну цилиндрическую капсулу. Это будет сдерживать подготовку следующей порции смеси, особенно это важно, если другая порция смеси будет отличаться по рецептуре.The main disadvantage of the mixer, in relation to the production of materials prone to rapid separation, is that this mixer has only one cylindrical capsule. This will hinder the preparation of the next portion of the mixture, it is especially important if the other portion of the mixture will differ in recipe.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предлагаемому изобретению является ротационный смеситель (Авторское свидетельство СССР №1572687, 1990), прототип, содержащий вращающийся вал с закрепленными на нем опорными элементами, между которыми в подшипниках установлены полые цилиндрические капсулы с возможностью вращения независимо от вращения вала.The closest in design to the proposed invention is a rotary mixer (USSR Author's Certificate No. 1572687, 1990), a prototype comprising a rotating shaft with supporting elements mounted on it, between which hollow cylindrical capsules are mounted in bearings with the possibility of rotation regardless of shaft rotation.

К основным недостаткам конструкции ротационного смесителя, применительно к производству материалов, склонных к быстрому разделению, следует отнести то, что практически трудно обеспечить снятие и установку в смеситель только одной капсулы; опорожнение капсул от смеси без их снятия с опорных элементов; эффективное перемешивание сыпучих и жидких материалов в горизонтально установленных капсулах; различные условия перемешивания материалов в каждой отдельной капсуле. Это обусловлено тем, что снятие и установка капсул осуществляется путем осевого перемещения одного из ее опорных элементов; длина образующей цилиндрической капсулы значительно больше ее диаметра, а торцевые основания капсул выполнены коническими; только переносные и кориолисовы силы инерции не обеспечат достаточное осевое и радиальное перемешивание материалов; приводы относительного вращательного движения капсул не являются независимыми друг от друга.The main disadvantages of the design of the rotary mixer, with regard to the production of materials prone to rapid separation, include the fact that it is practically difficult to ensure the removal and installation of only one capsule into the mixer; emptying the capsules from the mixture without removing them from the supporting elements; effective mixing of bulk and liquid materials in horizontally mounted capsules; different conditions for mixing materials in each individual capsule. This is due to the fact that the removal and installation of capsules is carried out by axial movement of one of its supporting elements; the length of the generatrix of the cylindrical capsule is much larger than its diameter, and the end bases of the capsules are made conical; only portable and Coriolis inertia forces will not provide sufficient axial and radial mixing of materials; the actuators of the relative rotational movement of the capsules are not independent of each other.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, интенсификация процессов перемешивания сыпучих и жидких материалов, особенно склонных к быстрому разделению компонентов смеси в статических условиях.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, the intensification of the mixing processes of bulk and liquid materials, especially prone to rapid separation of the components of the mixture in static conditions.

Указанная задача достигается тем, что опорные элементы жестко соединены с валом, полуоси закреплены на торцевых основаниях цилиндрических капсул и наклонены к осям материальной симметрии капсул под углом 18 градусов, полуоси соединены с одной стороны капсул с независимыми друг от друга реверсивными электрическими приводами вращательного движения, с другой стороны приводами поступательного движения для установки капсул в опорных элементах симметрично друг к другу, отношение длины образующей капсул к диаметру их торцевого основания составляет 1 к 1,5.This task is achieved by the fact that the supporting elements are rigidly connected to the shaft, the half-axes are fixed on the end bases of the cylindrical capsules and are inclined to the axes of material symmetry of the capsules at an angle of 18 degrees, the half-axes are connected on one side of the capsules with independent from each other reversible electric rotational motion drives, with on the other hand, translational motion drives for installing the capsules in the supporting elements are symmetrical to each other, the ratio of the length of the capsule forming to the diameter of their end base with nent 1 to 1.5.

На фиг.1 изображен продольный разрез ротационного смесителя.Figure 1 shows a longitudinal section of a rotary mixer.

Ротационный смеситель содержит стойки 1, на которых в подшипниковых узлах 2 установлен горизонтальный вал 3, имеющий электрический привод вращательного движения 4. К валу 3 жестко присоединены опорные элементы 5 и 6, на периферии которых установлены подшипники 7, независимые между собой реверсивные электрические приводы вращательного движения 8 и поступательного движения 9. На торцевых основаниях капсул 10, 11 соосно установлены горизонтальные полуоси 12, которые с помощью разъемных соединений (клиновых или шлицевых) 13 связаны с приводами 8, 9. Ось материальной симметрии составляет с осью вращения капсул угол, равный 18 градусов. Отношение длины образующей цилиндрических капсул к диаметру их торцевого основания составляет 1 к 1,5. Патрубки 14 служат для загрузки (выгрузки) сыпучих и жидких материалов в капсулы.The rotary mixer contains racks 1, on which a horizontal shaft 3 is installed in the bearing units 2, having an electric drive of rotational movement 4. The supporting elements 5 and 6 are rigidly attached to the shaft 3, on the periphery of which are mounted bearings 7, independent reversible electric rotary drives 8 and translational motion 9. On the end bases of the capsules 10, 11, the horizontal half-axles 12 are coaxially mounted, which are connected with actuators 8, 9 using detachable joints (wedge or spline) 13. O s material is symmetry with the axis of rotation capsules angle of 18 degrees. The ratio of the length of the generatrix of the cylindrical capsules to the diameter of their end faces is 1 to 1.5. Pipes 14 are used to load (unload) bulk and liquid materials into capsules.

Ротационный смеситель работает следующим образом.A rotary mixer operates as follows.

Подлежащие переработке сыпучие и жидкие материалы через патрубки 14 загружаются внутрь капсул 10, 11. Для выполнения этой операции капсулы с помощью приводов вращательного движения 4, 8 ориентируются таким образом, чтобы горловины патрубков были направлены вверх. Затем включаются приводы вращательного движения 4, 8 вала 3 и капсул 10, 11. При этом угловые скорости вращения вала и капсул устанавливаются таким образом, чтобы создать рациональные режимы смешения материалов внутри каждой капсулы. По окончании процесса смешения смесь либо выгружается из одной или нескольких капсул через патрубки 14 (при их ориентации в нижнем положении), либо угловые скорости вращения вала и капсул уменьшаются до необходимого режима перемешивания, при котором разделения компонентов смеси не происходит, то есть устанавливается режим ожидания.Bulk and liquid materials to be processed through the nozzles 14 are loaded inside the capsules 10, 11. To perform this operation, the capsules are oriented with the rotary actuators 4, 8 so that the mouths of the nozzles face up. Then, the rotary motion drives 4, 8 of the shaft 3 and capsules 10, 11 are turned on. In this case, the angular speeds of rotation of the shaft and capsules are set in such a way as to create rational modes of mixing materials inside each capsule. At the end of the mixing process, the mixture is either unloaded from one or several capsules through nozzles 14 (when they are oriented in the lower position), or the angular velocities of rotation of the shaft and capsules are reduced to the necessary mixing mode, in which separation of the components of the mixture does not occur, i.e., the standby mode is set .

Ротационный смеситель может обеспечить автономные режимы загрузки, выгрузки, смешения сыпучих и жидких материалов в каждой капсуле.A rotary mixer can provide autonomous loading, unloading, mixing of bulk and liquid materials in each capsule.

Указанные преимущества предлагаемого ротационного смесителя по сравнению с известными обеспечиваются новой совокупностью конструктивных элементов.The indicated advantages of the proposed rotary mixer in comparison with the known ones are provided by a new set of structural elements.

Жесткое соединение опорных элементов с валом и использование независимых друг от друга реверсивных электрических приводов поступательного движения обеспечивает автономную установку и снятие каждой капсулы, а также опорожнение капсул от смеси без их снятия с опорных элементов.A rigid connection of the supporting elements with the shaft and the use of independent reversible electric drives of translational motion ensures the autonomous installation and removal of each capsule, as well as the emptying of the capsules from the mixture without removing them from the supporting elements.

Использование в смесителе капсул с соотношением ее диаметра к высоте 1 к 1,5 и полуосей, развернутых вокруг центра масс капсул на 18 градусов относительно осей материальной симметрии, значительно повышает эффективность процесса смешения по всему объему капсул.The use of capsules in the mixer with a ratio of its diameter to height of 1 to 1.5 and half shafts deployed around the center of mass of the capsules by 18 degrees relative to the axes of material symmetry significantly increases the efficiency of the mixing process over the entire volume of capsules.

Применение автономных реверсивных электрических приводов вращательного движения для обеспечения заданного относительного вращения капсул позволяет создать рациональные режимы перемешивания материалов в каждой капсуле.The use of autonomous reversible electric drives of rotational movement to ensure a given relative rotation of the capsules allows you to create rational modes of mixing materials in each capsule.

Claims

A rotary mixer comprising a rotating shaft with supporting elements fixed thereto, between which hollow cylindrical capsules are mounted in bearings rotatably regardless of rotation of the shaft, characterized in that the supporting elements are rigidly connected to the shaft, half shafts are fixed to the end bases of the cylindrical capsules and inclined to the axes of material symmetry of the capsules at an angle of 18 degrees, the semi-axes are connected on one side of the capsules with independent reversible electric drives rotationally of movement, on the other hand drives the translational movement for installation capsule in the support members symmetrically to each other, forming a ratio of the length to the diameter of the capsules of the end of the base is 1 to 1.5.