Устройство для перемешивания материалов
Техническое решение относится к конструкции устройств для перемешивания различных материалов в контейнерах и банках и может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства для перемешивания сыпучих и жидких материалов.
Предлагается устройство, содержащее горизонтальную станину, опорные стойки, устанавливаемые на станине, привод, закрепленный на станине, вал, соединенный с приводом и расположенный горизонтально и параллельно станине, кассету с гнездом, закрепленную на валу, и барабан с перемешиваемым материалом и мелющими телами, помещенный в гнездо, у которого внутренний диаметр барабана определяется по расчетной зависимости, при этом барабан выполнен разъемным и его ось расположена под углом 150-170° к продольной оси вала.
Применение этого устройства позволяет интенсифицировать процесс перемешивания материалов, повысить его производительность и качество готовых смесей.
Изобретение относится к конструкциям устройств для перемешивания различных материалов в контейнерах и банках и может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства для перемешивания сыпучих и жидких материалов.
Известно устройство для перемешивания материалов, содержащие станину, установленные на станине опорные стойки, привод, закрепленный на стойках, вал, соединенный с приводом и расположенный горизонтально и параллельно станине, кассету с выполненным в ней прямоугольным гнездом и барабан, помещенный в гнездо (см. патент США 
3735964, кл. 259-75).
Недостатком известного устройства является то, что в нем отсутствуют мелющие тела, а также то, что в нем перемешивание сопровождается ударами, указанное не способствует интенсификации процесса перемешивания.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для перемешивания, включающее раму с опорными стойками, вращающийся на горизонтальной оси барабан с мелющими телами и привод (см. Панов B.C., Чувилин А.Я. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. - М,: «МИСИС», 2001, 428 с).
Недостатком известного устройства является то, что внутренний диаметр барабана устройства является не рациональным, а также то, что ось барабана совпадает с горизонтальной продольной осью вала. Вследствие этого интенсивность перемешивания материалов в данном устройстве не достаточно высока.
Предлагаемое техническое решение направлено на интенсификацию процесса перемешивания за счет выбора рационального внутреннего диаметра барабана и создания сложного движения барабана, компонентов и мелющих тел.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для перемешивания материалов, содержащем горизонтальную станину, опорные стойки, установленные на станине, привод, закрепленный на стойке, вал, соединенный с приводом и расположенный горизонтально и параллельно станине, кассету, с гнездом закрепленную на валу, и барабан с перемешиваемым материалом и мелющими телами, помещенный в гнездо, внутренний диаметр барабана определяется по зависимости
,
где Д - - внутренний диаметр барабана;
К - коэффициент пропорциональности (К=42,3);
- коэффициент относительной скорости (=0,8÷0,9);
n - частота вращения барабана
при этом барабан выполнен разъемным и его ось расположена под углом 150°-170° к продольной оси вала.
Благодаря тому, что внутренний диаметр барабана определяется по зависимости
,
где Д - - внутренний диаметр барабана;
К - коэффициент пропорциональности (К=42,3);
- коэффициент относительной скорости (=0,8÷0,9);
n - частота вращения барабана.
создается возможность получения однородной смеси компонентов в пределах микрообъемов за счет тесного смешивания компонентов.
В ОАО «Тульское НИГП» установлено, что режим перекатывания шаров сохраняется при расчетной критической скорости вращения и лишь при больших скоростях начинается режим свободного падения шаров.
Из теории обогащения известно, что критическая частота вращения барабана устройства для перемешивания материалов определяется по зависимости
где nкр. - критическая частота вращения барабана;
К - коэффициент пропорциональности (К=42,3);
Д - внутренний диаметр барабана.
Действительная частота вращения барабана устанавливается меньше критической. Отношение действительной частоты к критической называют коэффициентом относительной скорости
где - коэффициент относительной скорости;
n - частота вращения барабана;
nкр. - критическая частота вращения барабана.
Решая уравнение (1) относительно «Д» с учетом (2) имеем
где Д - внутренний диаметр барабана;
n - частота вращения барабана;
К - коэффициент пропорциональности (К=42,3);
- коэффициент относительной скорости (=0,8÷0,9).
Внутренний диаметр барабана, выбранный по зависимости (3) является наиболее рациональным, так как способствует интенсификации процесса перемешивания компонентов.
Вследствие того, что ось барабана расположена под углом 150°-170° к продольной оси вала при работе устройства для перемешивания создается сложное движение компонентов в барабане, что повышает качество готовых смесей.
Благодаря тому, что барабан выполнен разъемным упрощается процесс загрузки и выгрузки материалов.
Таким образом, устройство для перемешивания материалов позволяет интенсифицировать процесс перемешивания, повысить качество готовых смесей, упростить процесс загрузки и выгрузки материалов.
На фиг.1 изображено устройство с частичным разрезом по кассете и барабану.
Устройство для перемешивания материалов содержит горизонтальную станину 1, опорные стойки 2, установленные на станине, привод 3, закрепленный на станине 1, вал 4, соединенный с приводом 3 и расположенный горизонтально и параллельно станине 1, кассету 5 с гнездом состоящую из фланца 10, головки 11 с резьбой 12, барабана 8 с крышкой 6 с компонентами 7 и шарами 9.
Устройство работает следующим образом. При вращении барабана 8 содержащего сыпучие компоненты, последним сообщается сложное движение и происходит эффективное воздействие шаров на компоненты, что приводит к интенсификации процесса смешивания.
Мелкие тела (шары 9) под действием сил трения и центробежных прижимаются к внутренней поверхности барабана 8, а затем под действием сил тяжести скатываются. При этом благодаря рациональному внутреннему диаметру барабана, выбранному по формуле (3) происходит интенсификация процесса перемешивания компонентов, а вследствие того, что ось барабана 8 расположена под углом 
к продольной оси вала 4 создается сложное движение компонентов 7 и шаров 9 в барабане, что повышает качество готовых смесей и производительность перемешивания. Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в повышении производительности перемешивания и качества готовых смесей.
Изготовление этого устройства особых трудностей не вызывает и возможно его изготовление на серийном оборудовании. Экономический эффект на одно устройство для перемешивания материалов составляет 5000 руб.
Устройство для перемешивания материалов, содержащее горизонтальную станину, опорные стойки, установленные на станине, привод, закрепленный на стойке вал, соединенный с приводом и расположенный горизонтально и параллельно станине, кассету, с гнездом закрепленную на валу, и барабан с перемешиваемым материалом и мелющими телами, помещенный в гнездо, отличающееся тем, что внутренний диаметр барабана определяется по зависимости
,
где Д - внутренний диаметр барабана, м;
К - коэффициент пропорциональности (К=42,3), с-1м -1/2;
- коэффициент относительной скорости (=0,8-0,9);
n - частота вращения барабана, с-1 ,
при этом барабан выполнен разъемным, а его ось расположена под углом 150-170° к продольной оси вала.
