Центробежно-лопаточная машина для приготовления композиционных смесей

Полезная модель относится к центробежно-лопаточным машинам для приготовления композиционных смесей в непрерывном режиме, например, формовочных и стержневых смесей в литейном производстве. Технический результат выражается в сокращении цикла приготовления смесей от 5 до 30 с, в повышении прочностных свойств смесей и газопроницаемости на 20-50%. Технический результат достигается тем, что центробежно-лопаточной машине для приготовления композиционных смесей, включающей неподвижный корпус, в подшипниках которого установлена приводная цилиндрическая рабочая камера с укрепленной в ней неподвижно параллельно оси камеры лопаткой, в камере дополнительно размещены присоединенные к корпусу смесителя неподвижные лопатки, имеющие радиус внешней кромки R_в 0,1-0,3 от радиуса камеры R, расположенные под углом к плоскости, перпендикулярной оси камеры =10-30 градусов, укрепленные на кронштейне равномерно по длине камеры с шагом, равным 2-4 R_в и размещенные в зоне полета смеси от рабочей лопатки к стенке камеры с возможностью перемещения вдоль радиуса камеры в пределах толщины слоя смеси, находящейся в полете.

Полезная модель относится к центробежно-лопаточным машинам для приготовления композиционных смесей в непрерывном режиме, например, формовочных и стержневых смесей в литейном производстве.

Известны центробежно-лопаточные машины для приготовления стержневых и формовочных смесей в литейном производстве, например, Афанасьев, А.Г. Кандидатская диссертация. «Разработка и анализ способа приготовления формовочных и стержневых смесей в центробежно-лопаточном смесителе» - Рыбинск: РГАТА, 2005. - 205 с. Смеситель выполнен в виде приводной цилиндрической рабочей камеры с установленной в ней неподвижно параллельно оси камеры лопаткой. При вращении камеры с радиусом r со скоростью , создающей гравитационный коэффициент K_g более 5 (=(gK_g/r)^0,5) доза материала из зернистых пылевидных, вязких и жидких компонентов срезается лопаткой и при движении по ней перемешивается.

Недостатки аналога: данная центробежно-лопаточная машина пригодна для порционного приготовления смесей, но при работе в непрерывном режиме с одной стороны камеры загружают исходные компоненты, а с другой стороны выдается готовая смесь, здесь нет условий для перемещения дозы материала вдоль оси камеры, происходит скапливание материала в камере и прекращение процесса смешивания.

Наиболее близким к заявляемому является смеситель по патенту на полезную модель «Устройство для смешивания» RU 77190, МПК B22C 5/04, 20.10.2008 в котором смешивание дозы материалов выполняется во вращающейся вокруг собственной оси цилиндрической рабочей камере, к корпусу машины присоединена неподвижная лопатка, выполняющая функции перемешивания. Перемешивание происходит в последовательном прохождении материала в камере при каждом ее обороте через зоны: сжатия центробежной силой на стенке камеры, срезания лопаткой, движения по лопатке, полета от лопатки к стенке камеры.

Недостатки: нет перемещения дозы материала вдоль оси камеры и при работе в непрерывном режиме происходит, скапливание материала в камере и прекращение работы смесителя.

Технический результат выражается в сокращении цикла приготовления смесей от 5 до 30 с., в повышении прочностных свойств смесей и газопроницаемости на 20-50%.

Технический результат достигается тем, что в центробежно-лопаточной машине для приготовления композиционных смесей включающей неподвижный корпус, в подшипниках которого установлена приводная цилиндрическая рабочая камера к корпусу посредством кронштейнов присоединена рабочая лопатка, помещенная внутри рабочей камеры параллельно ее оси, при этом в камере вблизи ее оси на кронштейнах рабочей лопатки дополнительно размещена ось, к которой присоединены неподвижные лопатки, имеющие радиус внешней кромки R_K 0,1-0,3 от радиуса камеры R, расположенные под углом к плоскости, перпендикулярной оси камеры =10-30 градусов, укрепленные на оси равномерно по длине камеры с шагом, равным 2-4 R_K и размещенные в зоне полета смеси от рабочей лопатки к стенке камеры с возможностью перемещения вдоль радиуса камеры в пределах толщины слоя смеси, находящейся в полете.

В заявляемой конструкции машина для смешивания в непрерывном режиме состоит из неподвижного корпуса, в подшипниках которого установлена приводная цилиндрическая рабочая камера с горизонтальной осью вращения. К корпусу машины присоединена неподвижная лопатка, помещенная внутри рабочей камеры параллельно ее оси. Перемешивание происходит с последовательным прохождением материала в камере (фиг 1) при каждом ее обороте через зоны: захвата материала камерой I сжатия центробежной силой на стенке камеры II, срезания лопаткой III, движения по лопатке IV, полета V от лопатки к стенке камеры.

С целью обеспечения работы камеры в непрерывном режиме (при загрузке материалов с входной стороны камеры и выдаче готовой смеси с выходной стороны) к корпусу смесителя дополнительно присоединены неподвижные лопатки, имеющие радиус внешней кромки R_K 0,1-0,3 от радиуса камеры R, расположенные под углом к плоскости, перпендикулярной оси камеры =10-30 градусов, укрепленные на кронштейне равномерно по длине камеры с шагом, равным 2-4 R_K и размещенные в зоне полета смеси от рабочей лопатки к стенке камеры с возможностью перемещения вдоль радиуса камеры.

Изложенная конструкция поясняется чертежом, где на фиг.1 показан разрез смесителя по нормали к оси рабочей камеры, а на фиг 2 - по оси камеры.

Здесь внутри рабочей камеры 1 размещена неподвижная лопатка 2, закрепленная в корпусе машины кронштейнами 8. Внутри камеры размещена ось 4, на которой укреплены лопатки 5, плоскости которых расположены под углом к плоскости сечения камеры, перпендикулярной оси камеры. Лопатки могут быть установлены относительно полетной части 3 потока смеси в камере вблизи оси камеры (на фиг.1 - позиция 6), либо близи внешней части потока (на фиг.1 - позиция 7) в зависимости от необходимого объема, обрабатываемого в камере материала. Угол установки лопаток составляет 10-30° относительно плоскости, перпендикулярной оси камеры. При <10° необходимо устанавливать слишком большое количество лопаток, при >30° ухудшается скольжение смеси по лопаткам, происходит ее налипание на лопатки и ухудшение качества смешивания. Расстояние между лопатками l=i·R_K где i=2-4. При i<2 налипание смесей на лопатки не создает условий для управления потоком смеси, при i>4 прекращается перемещение смеси вдоль оси. Лопатка 11 выбрасывает готовую смесь из камеры. Лопатки размещены в зоне полета смеси от рабочей камеры в пределах толщины слоя смеси, находящейся в полете.

При работе смесителя камера приводится во вращение со скоростью , обеспечивающей скорость резания смеси v=R в пределах 8-20 м/с. Для малосвязных смесей, например, песчано-смоляных скорости вращения принимаются меньшими, а для смесей с повышенной связностью, например, песчано-глинистых, - большими. В рабочую камеру загружают с постоянным расходом сыпучие (по трубе 9) и жидкие компоненты (по трубе 10), смешиваемые компоненты при каждом обороте камеры проходят по зонам I-V и подвергаются интенсивной обработке сжатием - разрушением и сдвиговым деформациям, что обеспечивает формирование качественных смесей. Перемещение смеси вдоль оси камеры обеспечивается лопатками 5, при этом для уменьшения толщины потока смеси в камере лопатки смещают в направлении к внешней части потока смеси (в положение 6 или 7). Это создает уменьшение объема дозы и сокращение времени обработки дозы при постоянной производительности. Выдача готовой смеси из камеры выполняется последней лопаткой 11, направляющей поток смеси из камеры на потребление.

Центробежно-лопаточная машина для приготовления композиционных смесей, содержащая корпус, приводную цилиндрическую рабочую камеру, установленную в подшипниках корпуса, рабочую лопатку, размещенную внутри рабочей камеры и укрепленную на корпусе посредством кронштейнов параллельно оси камеры, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными лопатками, имеющими радиус внешней кромки R_к, равный 0,1-0,3 от радиуса камеры R, и установленными на оси рабочей камеры под углом =10-30º к плоскости перпендикулярно оси камеры равномерно по длине рабочей камеры с шагом, равным 2-4 R_к, при этом дополнительные лопатки размещены в зоне полета смеси от рабочей лопатки к стенке камеры с возможностью смещения вдоль радиуса камеры в пределах толщины слоя смеси зоны полета.