RU2692915C1

RU2692915C1 - Meter mixer

Info

Publication number: RU2692915C1
Application number: RU2018129888A
Authority: RU
Inventors: Нарек Овикович Чилингарян; Нина Николаевна Мосина
Priority date: 2018-08-16
Filing date: 2018-08-16
Publication date: 2019-06-28

Abstract

FIELD: weight equipment.

SUBSTANCE: invention relates to meter mixers and can be used in production of feed loose mixes. Substance: device comprises hopper (2) rigidly fixed on frame (1). Hopper (2) is divided into sectors by partitions (8, 15), one of which (8) is fixed rigidly, and other (15) are installed with possibility of angular movement relative to it. At the lower end of hopper (2) collar (3) is telescopically installed. Below collar (3) on frame (1) disc (5) is fixed, the diameter of which is larger than the diameter of collar (3). Pipe (7) is connected to hopper (2) with fixed partition (8). Drive shaft (9) is installed inside pipe (7). Under collar (3) there are scrapers (10) interacting with disc (5) and driven by means of drive shaft (9). Stimulator (12) is fixed motionlessly to top end plane of each scraper (10). Movable partitions (15) have recesses (16) equal in height and thickness to stimulator (12). Inside frame (1) coaxially with hopper (2) with possibility of free rotation around axis of proportioner-mixer there is discharge neck (21). Upper part of unloading neck (21) is made in the form of a truncated cone, forming funnel (22). Upper part of funnel (22) is made in the form of a cylinder, on the inner side of which a row of blades (23) is rigidly fixed. Blades (23) are made in the form of helical conoids and are located symmetrically relative to hopper axis (2).

EFFECT: technical result is reduction of energy consumption for mixing of mixture components.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к средствам механизации животноводства, и может быть использовано при производстве кормовых сыпучих смесей.The invention relates to the field of agricultural engineering, in particular to the means of mechanization of animal husbandry, and can be used in the manufacture of bulk feed mixtures.

Известен дозатор сыпучих кормов (патент RU 2199722), включающий бункер, установленный вертикально и разделенный на сектора перегородками с регулируемой их установкой, диск и подвижные скребки, взаимодействующие с диском, предназначен для одновременного дозирования нескольких компонентов кормовой смеси.Known dispenser bulk feed (patent RU 2199722), including a hopper that is installed vertically and divided into sectors by partitions with adjustable installation, disk and movable scrapers that interact with the disk, designed for simultaneous dosing of several components of the feed mixture.

Наиболее близким по сути к заявляемому устройству является дозатор-смеситель (патент RU 2490601), содержащий бункер, установленный вертикально и разделенный на сектора перегородками, одна из которых закреплена жестко, а другие установлены с возможностью углового перемещения относительно неподвижной перегородки и фиксации в нужном положении винтами, манжету, телескопически установленную на нижнем окончании бункера, диск диаметром, большим диаметра манжеты, установленный ниже нее и жестко закрепленный относительно бункера, приводной вал, скребки, размещенные под манжетой и не выходящие за ее пределы, взаимодействующие с диском и жестко связанные с приводным валом симметрично относительно его оси, радиальные прямые диска пересекают не менее одного скребка, при этом к верхней торцевой плоскости каждого скребка неподвижно закреплен побудитель, выполненный в виде пластины, изогнутой по форме поверхности кругового цилиндра с осью, совпадающей с осью диска, причем в перегородках выполнены вырезы, равные по высоте и толщине побудителю, основную воронку, диаметр которой превышает диаметр диска, размещенную под последним, имеющую на раструбе окна, а под горловиной - рассеиватель с независимым приводом, дополнительную воронку с горловиной, жестко связанную с основной и размещенную под последней, в горловине дополнительной воронки установлены спиральные направляющие.The closest to the essence of the claimed device is a dispenser-mixer (patent RU 2490601), containing a bunker installed vertically and divided into sectors by partitions, one of which is rigidly fixed, and the others are installed with the possibility of angular movement relative to the fixed partition and fixation in the desired position with screws , a cuff that is telescopically mounted on the lower end of the hopper, a disc with a diameter greater than the diameter of the cuff mounted below it and rigidly fixed relative to the bunker, the drive shaft, with the ribs placed under the cuff and not extending beyond its boundaries, interacting with the disk and rigidly connected to the drive shaft symmetrically about its axis, the radial straight disks intersect at least one scraper, while the booster is fixed in the upper end plane of each scraper plates bent according to the shape of the surface of a circular cylinder with an axis coinciding with the axis of the disk, with cutouts in the partitions equal in height and thickness to the driver, the main funnel whose diameter exceeds disc diameter, placed under the latter having at the mouth of the window and under the neck - diffuser with independent drive, an additional funnel with a neck secured to the core, and placed under the latter, a spiral guide in the neck of the addition funnel.

Недостатками известных дозаторов-смесителей являются повышенный расход энергии, требуемый на процесс смешивания компонентов, обусловленный взаимодействием потока сыпучего материала с каскадом поверхностей рабочих органов дозатора-смесителя и относительным перемещением локальных объемов сыпучего материала внутри всего потока, а также перемещением и отдельных частиц. А это сопровождается трением локальных объемов и отдельных частиц материала о поверхности рабочих органов и друг о друга и неизбежными затратами энергии. Процесс этот имеет случайный характер, поэтому относительных перемещений обычно больше, чем необходимо.The disadvantages of the known dispensers-mixers are increased energy consumption required for the process of mixing components, due to the interaction of the flow of bulk material with a cascade of surfaces of the working bodies of the dispenser-mixer and the relative movement of local volumes of bulk material within the entire flow, as well as movement and individual particles. And this is accompanied by the friction of local volumes and individual particles of material on the surface of the working bodies and each other and the inevitable expenditure of energy. This process is random, therefore, the relative displacements are usually more than necessary.

Технической проблемой является уменьшение затрат энергии на перемешивание компонентов смеси.The technical problem is to reduce energy costs for mixing the components of the mixture.

Для решения технической проблемы и достижения технического результата в конструкции дозатора-смесителя, содержащего бункер, установленный вертикально и разделенный на сектора перегородками, одна из которых закреплена жестко, а другие установлены с возможностью углового перемещения относительно неподвижной перегородки и фиксации в нужном положении винтами, манжету, телескопически установленную на нижнем окончании бункера, диск диаметром, большим диаметра манжеты, установленный ниже нее и жестко закрепленный относительно бункера, приводной вал, скребки, размещенные под манжетой и не выходящие за ее пределы, взаимодействующие с диском и жестко связанные с приводным валом симметрично относительно его оси, радиальные прямые диска пересекают не менее одного скребка, при этом к верхней торцевой плоскости каждого скребка неподвижно закреплен побудитель, выполненный в виде пластины, изогнутой по форме поверхности кругового цилиндра с осью, совпадающей с осью диска, причем в перегородках выполнены вырезы, равные по высоте и толщине побудителю, воронку, диаметр которой превышает диаметр диска, размещенную под последним, выгрузную горловину, верхняя часть которой выполнена в виде усеченного конуса, образуя воронку, при этом верхняя часть воронки выполнена в виде цилиндра, на внутренней стороне которого жестко закреплен ряд лопастей, выполненных в виде винтового конойда и расположенных симметрично относительно оси бункера, при этом выгрузная горловина установлена с возможностью свободного вращения вокруг оси дозатора-смесителя.To solve the technical problem and achieve a technical result in the design of the dispenser-mixer, containing a bunker installed vertically and divided into sectors by partitions, one of which is rigidly fixed, and the others are installed with the possibility of angular movement relative to the fixed partition and fixation in the desired position with screws, cuff, telescopically mounted on the lower end of the hopper, a disc with a diameter greater than the diameter of the cuff mounted below it and rigidly fixed relative to the bunker, drive shaft, scrapers placed under the cuff and not extending beyond its limits, interacting with the disk and rigidly connected to the drive shaft symmetrically about its axis, the radial straight disks of the disk intersect at least one scraper, while the booster is fixed to the upper end plane of each scraper, made in the form of a plate, curved in shape of the surface of a circular cylinder with an axis that coincides with the axis of the disk, with cutouts in the partitions equal in height and thickness to the booster, a funnel whose diameter is increases the diameter of the disk placed under the latter, the discharge neck, the upper part of which is made in the form of a truncated cone, forming a funnel, while the upper part of the funnel is made in the form of a cylinder, on the inner side of which a number of blades are rigidly fixed and arranged symmetrically relative to the axis of the hopper, while the discharge neck is installed with the possibility of free rotation around the axis of the dispenser-mixer.

Существенные признаки предлагаемого устройства и получаемый технический результат имеют следующую причинно-следственную связь.The essential features of the proposed device and the technical result obtained have the following causal relationship.

Сходные с известным устройством признаки предлагаемого дозатора-смесителя обуславливают плавное регулирование структуры смеси за счет переустановки перегородок. Условия «радиальные прямые диска пересекают не менее одного скребка» и «скребки не выходят за пределы манжеты» обеспечивают одновременное ссыпание компонентов по всей окружности кромки диска независимо от значений углов естественного откоса компонентов. Наличие побудителя (побудителей) препятствует образованию сводов и стабилизирует плотности компонентов смеси в зоне их взаимодействия со скребками.Similar to the known device, the features of the proposed dispenser-mixer cause a smooth control of the structure of the mixture by reinstalling the partitions. The conditions “radial straight disks intersect at least one scraper” and “scrapers do not extend beyond the cuff limits” ensure simultaneous dumping of components around the entire circumference of the disk edge, regardless of the values of the angles of repose of the components. The presence of the booster (s) prevents the formation of arches and stabilizes the density of the mixture components in the zone of their interaction with the scrapers.

А отличительные признаки устройства в совокупности со сходными и эффект уменьшения затрат энергии находятся в следующей причинной зависимости.And the distinctive features of the device in combination with similar and the effect of reducing energy costs are in the following causal dependence.

Верхняя часть выгрузной горловины выполнена в виде усеченного конуса, образуя воронку, при этом верхняя часть воронки выполнена в виде цилиндра. Шарнирным закреплением выгрузной горловины и наличием жестко закрепленных на воронке лопастей обеспечивается вращение воронки вокруг оси посредством взаимодействия лопастей с движущимся потоком сыпучего материала, при этом используется энергия (потенциальная и кинетическая) падающего потока материала. Частота вращения после пускового периода - постоянная.The upper part of the discharge neck is made in the form of a truncated cone, forming a funnel, while the upper part of the funnel is made in the form of a cylinder. The hinged fastening of the discharge neck and the presence of blades rigidly fixed on the funnel ensure the rotation of the funnel around the axis through the interaction of the blades with the moving flow of bulk material, using the energy (potential and kinetic) of the incident material flow. Rotational frequency after the starting period is constant.

При падении непрерывный поток, состоящий из обособленных секторов отдельных компонентов, встречая на своем пути вращающуюся воронку, тонким слоем соприкасается с раструбом воронки и начинает перемещаться по нему вниз, к выгрузной горловине. Следующий тонкий слой (и находящиеся в нем частицы компонентов), соприкасаясь с раструбом воронки, оказывается на раструбе воронки смещенным относительно предыдущего слоя, и т.д. За время перемещения слоев сыпучего материала по раструбу до выгрузной горловины воронка совершает не менее одного оборота. Перемещение по раструбу сопровождается сгруживанием, т.е. взаимным относительным перемещением соседних частиц, что положительно отражается на смешивании. В итоге из выгрузной горловины высыпается готовая смесь.When falling, a continuous stream consisting of separate sectors of individual components, encountering a rotating funnel on its way, comes in a thin layer in contact with the funnel socket and begins to move down through it to the discharge neck. The next thin layer (and the constituent particles in it), coming into contact with the funnel socket, is shifted on the funnel socket relative to the previous layer, etc. During the movement of layers of bulk material through the bell to the discharge neck, the funnel makes at least one turn. Moving around the bell is accompanied by loading, i.e. mutual relative movement of neighboring particles, which has a positive effect on mixing. As a result, ready-mix is poured out of the discharge port.

Такое упорядоченное движение слоев сыпучего материала содержит меньше по сравнению с прототипом элементов случайности.Such an orderly movement of layers of bulk material contains less compared with the prototype of the elements of randomness.

В конечном результате уменьшаются затраты энергии на смешивание компонентов, а использование энергии падающего потока обрабатываемого материала (компонентов смеси) позволяет обойтись без отдельного привода.The end result is reduced energy costs for mixing the components, and the use of the energy of the incident flow of the material being processed (mixture components) allows you to do without a separate drive.

Таким образом, признаки предлагаемого дозатора-смесителя существенны, а получаемый технический результат решает техническую проблему изобретения.Thus, the characteristics of the proposed dispenser-mixer essential, and the resulting technical result solves the technical problem of the invention.

На фиг. 1 схематично изображен дозатор-смеситель в продольном разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А, обозначенный на фиг. 1.FIG. 1 schematically shows a dispenser-mixer in a longitudinal section; in fig. 2 is a section A-A indicated in FIG. one.

Дозатор-смеситель устроен следующим образом. На раме 1 неподвижно закреплен бункер 2, на нижнем окончании которого телескопически установлена манжета 3, зафиксированная на бункере 2 винтом 4. Ниже манжеты 3 размещен диск 5, диаметр которого больше диаметра манжеты 3. Диск 5 закреплен на раме 1 кронштейнами 6 соосно с бункером 2. Труба 7 жестко соединена с бункером 2 неподвижной перегородкой 8. Внутри трубы 7 установлен приводной вал 9, который приводит в движение скребки 10 посредством ступицы 11. Скребки 10 образованы по кривой, в каждой точке которой касательная к кривой и радиальная прямая образуют острый угол, больший угла трения между кормовой сыпучей смесью (любой используемой на устройстве) и поверхностью скребка 10, и размещены симметрично относительно оси вала 9. К верхней торцевой плоскости каждого скребка 10 неподвижно закреплен побудитель 12, выполненный в виде пластины, изогнутой по форме поверхности кругового цилиндра с осью, совпадающей с осью диска. Побудители 12 выполнены съемными. Вал 9 приводится во вращение от мотор-редуктора 13 через муфту 14. Дозатор-смеситель снабжен подвижными перегородками 15 с вырезами 16, которые при необходимости можно перемещать в угловом направлении относительно перегородки 8 по направляющим кольцам 17, пропущенным через выполненные в перегородках 15 верхние и нижние отверстия соответственно, и фиксировать в нужном положении винтами 18, пропущенными через выполненные на верхнем окончании бункера 2 пазы 19 и ввернутыми в бобышки, выполненные на верхних окончаниях перегородок 15. Посредством опоры 20, закрепленной на раме 1 неподвижно, выгрузная горловина 21 установлена соосно с бункером 2 шарнирно. Верхняя часть выгрузной горловины 21 выполнена в виде усеченного конуса, образуя воронку 22. Верхняя часть воронки 22 выполнена в виде цилиндра, на внутренней стороне которого жестко закреплен ряд лопастей 23, размещенных симметрично относительно оси бункера 2. Лопасть 23 выполнена в виде винтового конойда, осью винтовой поверхности является ось воронки 22. Верхнее окончание воронки 22 охватывает диск 5 с радиальным зазором 24.Dispenser-mixer as follows. On the frame 1, the bunker 2 is fixedly mounted, on the lower end of which the cuff 3 is fixed telescopically, fixed on the bunker 2 by screw 4. Below the cuff 3 is placed a disk 5, the diameter of which is larger than the diameter of the cuff 3. The disk 5 is fixed on the frame 1 with brackets 6 coaxially with the bunker 2 The pipe 7 is rigidly connected to the hopper 2 by a fixed partition 8. Inside the pipe 7 a drive shaft 9 is mounted, which drives the scrapers 10 by means of the hub 11. The scrapers 10 are formed in a curve, at each point which is tangential to the curve and the radial straight line Cozy sharp angle, greater friction angle between the feed loose mixture (any used on the device) and the surface of the scraper 10, and placed symmetrically relative to the axis of the shaft 9. The upper end plane of each scraper 10 is fixedly mounted booster 12, made in the form of a plate bent in shape the surface of a circular cylinder with an axis coinciding with the axis of the disk. The drivers 12 are removable. The shaft 9 is rotated from the gearmotor 13 through the coupling 14. The mixer blender is equipped with movable partitions 15 with cutouts 16, which, if necessary, can be moved in the angular direction relative to the partition 8 along the guide rings 17 passed through the upper and lower partitions holes, respectively, and fix in the desired position with screws 18, passed through the slots 19 made at the upper end of the bunker 2 and screwed into the bosses, made at the upper ends of the partitions 15. By means of s 20 fixed to the frame 1 fixedly, unloading spout 21 is coaxial with the hopper 2 is pivotally. The upper part of the discharge neck 21 is made in the form of a truncated cone, forming a funnel 22. The upper part of the funnel 22 is made in the form of a cylinder, on the inside of which a number of blades 23 are rigidly fixed, arranged symmetrically relative to the axis of the bunker 2. The blade 23 is made in the form of a screw end, the axis screw surface is the axis of the funnel 22. The upper end of the funnel 22 covers the disk 5 with a radial clearance of 24.

Дозатор-смеситель работает следующим образом. Манжету 3 фиксируют на бункере 2 в положении, при котором высота окон между нижним торцом манжеты 3 и диском 5 соответствует требуемой подаче. Засыпают в соответствующие сектора бункера 2 компоненты кормовой смеси, которые распределяются по диску 5 под соответствующими секторами и рассыпаются за манжету 3 на краю диска 5 под углом естественного откоса компонентов. На короткое время включают мотор-редуктор 13. Скребки 10 по всему кругу начинают сдвигать компоненты к краю диска 5. С кромки диска 5 в зоне сектора с компонентом с наименьшим углом естественного откоса начинает ссыпаться компонент, а в других секторах сначала заполняется свободная полоска на диске 5 у его края, а затем компонент начинает ссыпаться. Мотор-редуктор 13 выключают: дозатор-смеситель подготовлен к работе. При повторном и последующих включениях мотор-редуктора 13 ссыпание компонентов начинается сразу, одновременно со всей кромки диска 5. При включенном мотор-редукторе 13 ссыпаемый с диска 5 непрерывный поток компонентов в свободном падении встречается с лопастями 23. С этого момента времени воронка 22 начинает вращаться и за достаточно короткий неустановившийся период ее частота вращения становится постоянной. Далее падающий поток соприкасается с раструбом вращающейся воронки 22, в результате тонкие слои потока смещаются относительно друг друга, как в тангенциальном, так и в радиальном направлении, поступают в выгрузную горловину 21 и из выгрузной горловины 21 высыпается готовая кормосмесь.Dosing mixer works as follows. The cuff 3 is fixed on the hopper 2 in a position in which the height of the windows between the lower end of the cuff 3 and the disk 5 corresponds to the desired flow. Pour into the corresponding sectors of the bunker 2 the components of the feed mixture, which are distributed over the disk 5 under the respective sectors and crumble behind the cuff 3 at the edge of the disk 5 at an angle of repose of the components. The gearmotor 13 is switched on for a short time. The scrapers 10 all around the circle begin to shift the components to the edge of the disk 5. From the edge of the disk 5 in the sector zone with the component with the smallest angle of repose, the component begins to drop, and in other sectors the free strip on the disk is filled first 5 at its edge, and then the component begins to crumble. The gear motor 13 is turned off: the dispenser-mixer is ready for operation. When repeated and subsequent switching on the gearmotor 13, the dumping of components begins immediately, simultaneously from the entire edge of the disk 5. When the gearmotor 13 is turned on, the continuous flow of components in the free fall meets the blades 23. From this point in time, the funnel 22 begins to rotate and for a relatively short unsteady period, its rotational speed becomes constant. Next, the falling stream is in contact with the bell of the rotating funnel 22, as a result, thin layers of the stream are displaced relative to each other, both in the tangential and radial direction, flow into the discharge neck 21 and the ready feed mixture pours out of the discharge neck 21.

Дозатор-смеситель можно использовать для приготовления смесей как из измельченных компонентов (дерть, отруби, соль и т.д.), так и из компонентов, состоящих из целого зерна.The batcher-mixer can be used to prepare mixtures from both the crushed components (debris, bran, salt, etc.), and from the components consisting of whole grains.

Такая совокупность признаков предлагаемого устройства обуславливает получение следующего технического результата - уменьшение затрат энергии, связанных с процессом перемешивания компонентов при производстве кормовой смеси.This set of features of the proposed device leads to the following technical result - reduction of energy costs associated with the process of mixing components in the production of feed mixture.

Claims

A batcher-mixer containing a bunker installed vertically and divided into sectors by partitions, one of which is rigidly fixed, and the others are mounted with the possibility of angular movement relative to the fixed partition and fixation in the desired position with screws, a cuff telescopically mounted on the lower end of the hopper, a disk with a diameter large diameter cuff, mounted below it and rigidly fixed relative to the hopper, the drive shaft, scrapers placed under the cuff and not beyond its limits, the interaction moving along with the disk and rigidly connected to the drive shaft symmetrically about its axis, the radial straight disks intersect at least one scraper, while the booster, made in the form of a plate bent in shape of the surface of a circular cylinder with an axis coinciding, is fixed to the upper end plane of each scraper. with the axis of the disk, and in the partitions there are cuts, equal in height and thickness to the booster, a funnel, the diameter of which exceeds the diameter of the disk, placed under the latter, the discharge neck, characterized by the upper part of the discharge neck is made in the form of a truncated cone, forming a funnel, while the upper part of the funnel is made in the form of a cylinder, on the inner side of which a number of blades are rigidly fixed, made in the form of a screw terminal and located symmetrically relative to the axis of the bunker, while the discharge neck is installed with the possibility of free rotation around the axis of the dispenser-mixer.