Устройство для смешивания и измельчения
Полезная модель может быть использована для сухого и мокрого измельчения кусковых, зерновых и порошковых материалов, а также для приготовления смесей. Устройство содержит рабочую емкость с днищем и крышкой, привод вращения емкости, вращающуюся ось, размещенную в рабочей емкости, по меньшей мере, пару кронштейнов, первую и вторую лопатки, закрепленные посредством рычагов на кронштейнах. Один из кронштейнов закреплен на вращающейся оси неподвижно, а другой - с возможностью вращения. Кронштейны и лопатки установлены под углами, при которых направление схода измельченного материала и мелющих тел, с передней поверхности первой лопатки пересекает внутреннюю поверхность рабочей емкости за режущей кромкой второй лопатки. В лопатках выполнены сквозные, пазы и/или отверстия, проходящие от передней до задней поверхности лопатки. Наименьшая ширина пазов и отверстий меньше наименьшего размера мелющих тел. Достигается повышение производительности процесса измельчения и смешивания, сокращение длительности цикла обработки и повышение уровня дисперсности измельчаемого материала. 13 з.п.ф-лы, 14 ил.
Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к оборудованию, применяемому для сухого и мокрого измельчения кусковых, зерновых и порошковых материалов, а также для приготовления смесей.
Аналогом заявляемой полезной модели является устройство для смешивания, содержащее вращающуюся цилиндрическую чашу, ротор с лопаткой вращающиеся относительно цилиндрической чаши (патент РФ 
2238818 от 11.06.2003, В22С 5/04, от 27.10.2004 г.).
Недостатком аналога является относительно невысокое качество смешивания и измельчения по однородности и дисперсности конечного продукта.
Прототипом заявляемого устройства является устройство для смешивания, содержащее рабочую емкость с днищем, крышкой и приводом, установленным на раме, и лопатку внутри емкости, при этом крышка соединена с рабочей емкостью неподвижно, лопатка установлена на оси, неподвижно связанной с рамой, емкость закреплена на оси с возможностью вращения, а рама выполнена поворотной и расположена в корпусе на полуосях. Ось выполнена полой и имеет не менее одного сквозного отверстия, соединяющую внутреннюю полость емкости с внешней средой. Сквозное отверстие связано с внешней средой посредством вентиля. Ось по верхнему торцу центрируется винтом, проходящим через крышку и связанным с ним подвижным соединением. Положение лопатки вдоль оси регулируется с помощью распорных втулок. (Патент РФ 77190, В22С 5/04, от 20.10.2008 г).
Недостаток прототипа невозможность реализации более высокоинтенсивного режима измельчения. Невысокая относительная скорость частиц материала и мелющих тел в потоке после ее схода с лопатки. Это приводит к снижению однородности смеси или увеличению времени обработки для получения готового продукта заданной дисперсности и однородности.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели, является повышение производительности процесса измельчения и смешивания, сокращение длительности цикла обработки и повышение уровня дисперсности (тонины помола) измельчаемого материала.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для смешивания и измельчения, содержащем рабочую емкость с днищем и крышкой, привод вращения емкости, установленный на раме, размещенную внутри рабочей емкости вращающуюся ось, по меньшей мере, одну пару кронштейнов, один из которых закреплен на оси неподвижно, а другой установлен на оси с возможностью вращения, рычаги, установленные на кронштейнах с возможностью вращения, и первую и вторую лопатки, установленные на рычагах и имеющие режущую кромку, переднюю и заднюю поверхности, при этом угол между кронштейнами пары и угол наклона первой лопатки установлены такими, при которых направление схода потока измельчаемого материала и мелющих тел, с передней поверхности первой лопатки пересекает внутреннюю поверхность рабочей емкости за режущей кромкой второй лопатки, при этом, по крайней мере, первая лопатка имеет сквозные, проходящие от передней до задней поверхности пазы и/или отверстия, наименьшая ширина которых в сечении перпендикулярном продольной оси сквозных пазов и/или отверстий меньше наименьшего размера мелющих тел; продольные оси сквозных пазов расположены в плоскостях перпендикулярных оси вращения рабочей емкости; расстояние между продольными осями сквозных пазов и/или отверстий больше или равно наибольшему размеру мелющих тел; на передней поверхности лопатки выполнены канавки перед отверстиями и за сквозными пазами и/или отверстиями, оси которых являются продолжением продольной оси сквозных пазов и/или отверстий; канавки в сечении перпендикулярном их продольной оси имеют форму одинаковую с формой сквозного паза и/или отверстия и глубину, равную или большую глубине погружения мелющих тел в сквозной паз и/или отверстие; на задней поверхности лопатки, за сквозными пазами и/или отверстиями выполнены канавки, при этом дно канавок имеет вогнутую криволинейную форму в продольном сечении канавок, оси которых являются продолжением осей сквозных пазов и/или отверстий; сквозные пазы и/или отверстия имеют в сечении, перпендикулярном их продольной оси, например форму прямоугольника, параллелограмма, трапеции, а также X, и Y-образную форму; устройство снабжено механизмом поворота кронштейнов друг относительно друга с помощью механизма, выполненного в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на неподвижном кронштейне и взаимодействия с пазом, выполненным в кронштейне, установленным с возможностью вращения; лопатка установлена на рычаге с возможностью продольного перемещения; устройство снабжено механизмом продольного перемещения лопаток относительно рычага, выполненным в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на рычаге и взаимодействия с пазом, выполненным в лопатке, при этом на рычаге выполнены направляющие для перемещения лопатки; устройство снабжено механизмом поворота рычага относительно кронштейна, выполненным в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на кронштейне и взаимодействия с пазом, выполненным на рычаге; ось соединена с приводом вращения через самотормозящую передачу и/или соединена с тормозом; лопатки установлены на одинаковом расстоянии от днища рабочей емкости; длина режущей кромки второй по направлению вращения рабочей емкости лопатки меньше длины режущей кромки первой лопатки.
Устройство поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан продольный разрез устройства для смешивания и измельчения;
на фиг. 2 сечение А-А рабочей емкости на фиг. 1;
на фиг. 3 сечение Б-Б кулачкового механизма для регулировки угла наклона лопатки на фиг. 2;
на фиг. 4 сечение Г-Г кулачкового механизма для продольного перемещения лопатки на фиг. 2;
на фиг. 5 вид В кулачкового механизма для продольного перемещения лопатки на фиг. 2;
на фиг. 6 вид Д на переднюю поверхность лопатки на фиг. 2;
на фиг. 7 сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими форму прямоугольника на фиг. 6;
на фиг. 8 сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими форму параллелограмма на фиг. 6;
на фиг. 9 сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими форму трапеции на фиг. 6;
на фиг. 10 сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими X образную форму на фиг. 6;
на фиг. 11. сечение И-И лопатки со сквозными пазами и/или отверстиями, имеющими Y образную форму на фиг. 6;
на фиг. 12 сечение Е-Е сквозного паза лопатки на фиг. 6;
на фиг. 13 сечение Ж-Ж сквозного отверстия на фиг. 6;
на фиг. 14 схема процесса смешивания и измельчения.
Устройство для смешивания и измельчения (фиг. 1) содержит рабочую емкость 1, установленную с помощью подшипникового узла на оси 2. Привод рабочей емкости 1 включает в себя ременную передачу 3 и привод 4 неподвижно установленный на раме 5. Ось 2 установлена на раме 5 с помощью подшипникового узла 6 с возможностью вращения. На оси 2 установлена, по крайней мере, одна пара кронштейнов 7 и 8. Кронштейн 7 неподвижно закреплен на оси 2, с помощью шлицевого соединения, а кронштейн 8 установлен на оси 2 с возможностью вращения. В осевом направлении кронштейны 7 и 8 фиксируются с помощью резьбового соединения. На кронштейне 7 установлена, по крайней мере, одна лопатка 9, а на кронштейне 8 установлена, по крайней мере, одна лопатка 10. Лопатка 9 установлена на кронштейне 7 с помощью рычага 11. Лопатка 10 установлена на кронштейне 8 с помощью рычага 12.
Лопатки 9 и 10 образуют друг с другом пару и установлены на одинаковом расстоянии от днища рабочей емкости 1.
Рабочая емкость 1 герметично закрыта сверху крышкой 13 с помощью быстросъемного соединения 14, выполненного, например, в виде байонетного соединения. Ось 2 соединена с помощью муфты 15 с редуктором 16, который соединен с приводом 17 неподвижно установленным на раме 5. Редуктор 16 содержит самотормозящуюся передачу, например, червячную передачу и обладает свойством самоторможения. На оси 2 неподвижно закреплен шкив 18, с которым взаимодействуют стопорящие элементы тормоза 19, например, колодки колодочного тормоза. Первая по направлению вращения рабочей емкости 1 лопатка 9 пары (Фиг. 2) имеет переднюю, поверхность 20, заднюю поверхность 21 и режущую кромку 22, а вторая по направлению вращения рабочей емкости 1 лопатка 10 пары имеет переднюю поверхность 23, заднюю поверхность 24 и режущую кромку 25. Лопатки 9 и 10 установлены попарно друг за другом так, что касательная n, проведенная к концу передней поверхности 20 лопатки 9 пары пересекает внутреннюю поверхность рабочей емкости 1 в точке Z по направлению ее вращения за точкой Y касания режущей кромки 25 второй лопатки 10 пары с внутренней поверхностью рабочей емкости 1.
Пара кронштейнов 7 и 8 поворачиваются друг относительно друга на угол 
(Фиг. 2) с помощью механизма. Механизм поворота представляет собой кулачковый механизм, входным звеном которого является кулачок 26, установленный с возможностью вращения на кронштейне 7. Выходным звеном кулачкового механизма является кронштейн 8, в котором выполнен паз, куда устанавливается кулачок 26.
На кронштейне 7 установлен с возможностью вращения рычаг 11 (Фиг. 2). Поворот рычага 11 относительно кронштейна 7 на угол 
1 осуществляется с помощью механизма поворота. Механизм поворота представляет собой кулачковый механизм, входным звеном которого является кулачок 27 (фиг. 3), установленный с возможностью вращения на кронштейне 7. Выходным звеном кулачкового механизма является рычаг 11, в котором выполнен паз, куда устанавливается кулачок 27.
На кронштейне 8 установлен с возможностью вращения рычаг 12 (фиг. 2). Поворот рычага 12 относительно кронштейна 8 на угол 2 осуществляется с помощью механизма поворота. Механизм поворота представляет собой кулачковый механизм, входным звеном которого является кулачок 28, установленный с возможностью вращения на кронштейне 8. Выходным звеном кулачкового механизма является рычаг 12, в котором выполнен паз и установлен кулачок 28.
Лопатка 9 установлена на рычаге 11 с возможностью продольного перемещения (фиг. 2). Перемещение лопатки 9 относительно рычага 11 осуществляется с помощью механизма. Механизм перемещения лопатки 9 выполнен в виде кулачкового механизма. Входным звеном, которого является кулачок 29, установленный с возможностью вращения на рычаге 11. Выходным звеном механизма перемещения является лопатка 9, в которой выполнены пазы (фиг. 5), взаимодействующие с кулачками 29. На рычаге 11 выполнены направляющие, обеспечивающие заданное направление перемещения лопатки 9 относительно рычага 11. Возможен вариант установки лопатки 9 непосредственно на кронштейне 7 без использования рычага 11. Вариант установки лопатки 9 непосредственно на кронштейн 7 не показан, так как выполняется аналогично установке лопатки 9 на рычаге 11.
Лопатка 10 установлена на рычаге 12 с возможностью продольного перемещения (Фиг. 2). Перемещение лопатки 10 относительно рычага 12 осуществляется с помощью механизма. Механизм перемещения лопатки 10 выполнен в виде кулачкового механизма. Входным звеном, которого является кулачок 30 (фиг. 4), установленный с возможностью вращения на рычаге 12. Выходным звеном механизма перемещения является лопатка 10, в которой выполнены пазы, взаимодействующие с кулачками 30. На рычаге 12 выполнены направляющие, обеспечивающие заданное направление перемещения лопатки 10 относительно рычага 12. Возможен вариант установки лопатки 10 непосредственно на кронштейне 8 без использования рычага 12. Вариант установки лопатки 10 непосредственно на кронштейн 8 не показан, так как выполняется аналогично установке лопатки 10 на рычаге 12.
Режущие кромки 22 и 25 лопаток 9 и 10 (фиг. 2) параллельны образующей внутренней поверхности рабочей емкости 1, а сами лопатки 9 и 10 установлены под углами 3 и 4. Угол наклона 3 образован касательной n, проведенной к концу передней поверхности 20 лопатки 9 и касательной s, проведенной к внутренней поверхности рабочей емкости 1 в точке Y ее контакта с режущей кромкой 22. Угол наклона 4 лопатки 10 образован касательной m, проведенной к концу передней поверхности 23 лопатки 10 и касательной t, проведенной к поверхности рабочей емкости 1 в точке ее контакта с режущей кромкой 25.
На лопатке 9 выполнены сквозные пазы 31 (фиг. 6) и/или отверстия 32. Сквозные пазы 31 и/или отверстия 32 в сечении перпендикулярном их продольной оси могут иметь форму прямоугольника (фиг. 7), параллелограмма (фиг. 8), трапеции (фиг. 9), Х-образную (фиг. 10) или Y-образную форму (фиг. 11).
На передней поверхности 20 лопатки 9 выполнены канавки 33 (фиг. 6), перед отверстиями 32 и за сквозными пазами 31 и/или отверстиями 32, оси которых являются продолжением продольной оси сквозных пазов 31 и/или отверстий 32.
На задней поверхности 21 лопатки 9 выполнены канавки 34, за сквозными пазами 31 (фиг. 12) и/или отверстиями 32 (фиг. 13), при этом дно канавок имеет вогнутую криволинейную форму в продольном сечении канавок 34, оси которых являются продолжением осей сквозных пазов 31 и/или отверстий 32.
Лопатка 10 не имеет сквозных пазов и/или отверстий. Но для улучшения функции перемешивания она также может быть снабжена сквозными пазами и/или отверстиями или другими конструктивными элементами, обеспечивающими перемещение обрабатываемого материала 35 вдоль оси рабочей емкости 1 (фиг. 14).
Устройство для смешивания и измельчения работает следующим образом.
Перед загрузкой обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 (фиг. 14) в рабочую емкость 1 в зависимости от технологических требований и свойств обрабатываемого материала 35 производят регулировку положения лопаток 9 и 10. Вначале устанавливают угол относительного поворота кронштейнов 7 и 8 (фиг. 2). Для этого поворачивают кулачок 26 до достижения заданного угла , а затем фиксируют его с помощью резьбового соединения. Затем устанавливают угол наклона 4 лопатки 10 путем поворота рычага 12 относительно кронштейна 8. Поворот рычага 12 осуществляют путем вращения кулачка 28 с его последующей фиксацией резьбовым соединением при достижении заданного значения угла наклона 4. После этого регулируют зазор между режущей кромкой 25 лопатки 10 и внутренней поверхностью рабочей емкости 1. Регулировка величины зазора осуществляется за счет продольного перемещения лопатки 10 в направляющих рычага 12. Продольное перемещение лопатки 10 выполняют с помощью пары кулачков 30, которые затем фиксируют с помощью резьбового соединения. После установки требуемых углов и 4 устанавливают угол наклона 3 лопатки 9, так чтобы касательная, проведенная к концу передней поверхности лопатки 9, пересекала внутреннюю поверхность рабочей емкости 1 в точке Z, расположенной по направлению вращения рабочей емкости 1 за точкой Y касания режущей кромки 25 лопатки 10 с внутренней поверхностью рабочей емкости 1. Установка угла наклона 3 лопатки 9, а также регулировка величины зазора
между лопаткой 9 и внутренней поверхностью рабочей емкости 1 выполняют аналогично установке угла наклона 4 лопатки 10 и регулировки ее радиального зазора с помощью кулачков 27 и кулачков 29, установленных соответственно на кронштейне 7 и рычаге 11.
Затем в рабочую емкость 1 загружают мелющие тела 36 и обрабатываемый материал 35 (фиг. 14). Закрывают рабочую емкость 1 крышкой 13 с помощью быстросъемного соединения 14 и включают привод 4.
В зависимости от требований технологического режима обработки обрабатываемого материала ось 2 с помощью тормоза 19 может быть неподвижно зафиксирована относительно рамы 5. В другом режиме обработки тормоз 19 может работать в режиме подтормаживания, т.е. в режиме проскальзывания шкива 18 относительно колодок тормоза 19. В этих двух режимах работы муфта 15 выключена. Кроме этого возможен режим работы, при котором тормоз 19 не взаимодействует со шкивом 18, а муфта 15 включена. В этом случае вращение оси 2 с кронштейнами 7 и 8, и лопатками 9 и 10 осуществляется от привода 17 через самотормозящийся редуктор 16.
При вращении рабочей емкости 1 смесь обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 под действием центробежных сил прижимается к стенкам рабочей емкости 1 и за счет сил трения разгоняется до угловой скорости 
б вращения рабочей емкости 1 (фиг. 14). При дальнейшем движении совместно с рабочей емкостью 1 слой обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 набегает на неподвижную или вращающуюся лопатку 9 пары. При этом пара лопаток 9 и 10 может вращаться как в направлении противоположном направлению вращения рабочей емкости 1, так и в направлении, совпадающим с направлением вращения рабочей емкости 1. Во втором случае угловая скорость л пары лопаток 9 и 10 должна быть меньше угловой скорости б вращения рабочей емкости 1. В результате разности угловых скоростей л пары лопаток 9 и 10 и угловой скорости 6 рабочей емкости 1 лопатка 9 отделяет слой обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 от внутренней поверхности рабочей емкости 1. При этом слой обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 начинает двигаться по передней поверхности 20 лопатки 9.
Так как ширина сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 меньше наименьшего размера мелющих тел 36, то они движутся по передней поверхности 20 лопатки 9, а обрабатываемый материал 35, размеры которого меньше ширины сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 проходит через них и падает на внутреннюю поверхность рабочей емкости 1. За задней поверхностью 21 лопатки 9 на внутренней поверхности рабочей емкости 1 формируется слой обрабатываемого материала 35. Мелющие тела 36 и крупные куски обрабатываемого материала 35, размер которых больше чем ширина сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 при сходе с лопатки 9 образуют поток.
Обрабатываемый материал 35, прошедший через лопатку 9 формирует под действием центробежных сил на внутренней поверхности рабочей емкости 1 уплотненный слой. Уплотненный, центробежными силами слой обрабатываемого материала 35 отделяют от внутренней поверхности рабочей емкости 1 лопаткой 10. После этого слой обрабатываемого материала 35 движется по передней поверхности 23 лопатки 10 и сходит с нее в виде потока.
Для уменьшения трения обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 о поверхность лопатки 9, оси сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 ориентированы перпендикулярно оси вращения рабочей емкости 1.
При движении слоя обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 по передней поверхности 20 лопатки 9 мелющие тела 36 и крупные куски обрабатываемого материала 35 частично погружаются в сквозные пазы 31 и/или отверстия 32 и выстраиваются в цепочки вдоль их продольной оси. Для исключения заклинивания мелющих тел 36 и крупных кусков обрабатываемого материала 35 между соседними цепочками при движении
по передней поверхности 20 лопатки 9 расстояние между продольными осями сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 должно быть больше или равно любому наибольшему размеру мелющих тел. При параллельном движении цепочек мелющих тел 36 и крупных кусков обрабатываемого материала 35 при расстоянии между продольными осями сквозных пазов 31 и/или отверстий 32 большем или равным наибольшему размеру мелющих тел 36 исключается боковое взаимодействие соседних цепочек, и уменьшаются энергозатраты на обработку материала.
Использование лопатки 9 со сквозными пазами 31 и/или отверстиями 32, имеющими форму прямоугольника, параллелограмма, трапеции, X-образную или Y-образную форму приведенными на фиг.7, 8, 9, 10, 11 зависит от свойств обрабатываемого материала 35, режимов обработки и требований к конечному продукту. Например, для жидких смесей типа пульпы, наибольший эффект при смешивании и измельчении получается при применении, прямоугольных (фиг. 7) или трапецеидальных отверстий (фиг. 9). При измельчении и смешивании сухих и связных материалов (например, литейных смесей) лучшие результаты по однородности и уменьшению явления измельчения обрабатываемого материала 35 при использовании сквозных пазов 31 и/или отверстий 32, имеющих форму параллелограмма (фиг. 8), Х-образную (фиг. 10) и Y-образную форму (фиг. 11).
Канавки 33, выполненные на передней поверхности 20 лопатки 9 перед отверстиями 32 и за сквозными пазами 31 и/или отверстиями, (фиг. 12) позволяют избегать ударов мелющих тел 35 при движении по передней поверхности 20 лопатки 9, а также позволяют дополнительно измельчать материал, оседающий на поверхности канавки 33. Для исключения ударов мелющих тел 36, повышения эффективности измельчения обрабатываемого материала 35 канавки 33 имеют форму одинаковую с формой сквозного паза 31 и/или отверстия 32 в сечении перпендикулярном их продольной оси, и глубину, равную или большую глубине погружения мелющих тел 36 в
сквозной паз 31 и/или отверстие 32 (например, шаров). При движении мелющих тел 36 по канавкам 33 обрабатываемый материал 35 измельчается в основном за счет раздавливающего и истирающего действия мелющих тел 36 на обрабатываемый материал 35, осевший или движущийся по канавкам 33. Это происходит за счет того, что движущийся вдоль поверхности канавок 33 лопатки 9 обрабатываемый материал 35 имеет меньшую линейную скорость, чем мелющие тела 36. Дополнительное измельчение материала реализуется также и при движении мелющих тел 36 по сквозным пазам 31 и/или отверстиям 32, имеющих Х-образную и Y-образную форму в верхней части которых может оседать обрабатываемый материал 35. Канавки 34 на задней поверхности 21 лопатки 9 позволяют более эффективно отводить прошедший через отверстия обрабатываемый материал 35 и направлять его в сторону внутренней поверхности рабочей емкости 1. С этой целью дно канавок 34 имеет вогнутую криволинейную форму в продольном сечении (фиг. 13).
Для повышения интенсивности перемешивания обрабатываемого материала 35 и уменьшения явления переизмельчения используются сквозные пазы 31 и/или отверстия 32, позволяющие смещать обрабатываемый материал 35 вдоль оси вращения рабочей емкости 1, как это позволяют сделать, например, сквозные пазы 31 и/или отверстия 32, имеющие в сечении форму параллелограмма (фиг. 8) или Y-образную форму (фиг. 11).
В зависимости от требований к дисперсности конечного продукта и физико-механических свойств обрабатываемого материала 35 могут задаваться три основных соотношения углов , 3 и 4. В первом варианте поток крупных кусков обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36, движущихся по лопатке 9 направляют на переднюю поверхность 23 лопатки 10. При этом по лопатке 10 движется обрабатываемый материал 35, который прошел через сквозные пазы 31 и/или отверстия 32 лопатки 9. Во втором варианте углы , 3 и 4 устанавливают такими, что поток крупных кусков обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 с лопатки 9 пересекает
поток обрабатываемого материала 35 с лопатки 10 внутри рабочей емкости 1 не достигая ее внутренней поверхности. В третьем варианте углы , 3 и 4 устанавливают так что, поток крупных кусков обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 с лопатки 9 попадает на внутреннюю поверхность рабочей емкости 1 после того как на нее попадает поток обрабатываемого материал 35 с лопатки 10.
Поток обрабатываемого материал 35 с лопатки 10 при встрече с потоком крупных кусков обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 подвергается ударно-истирающему воздействию, который приводит к его интенсивному измельчению в условиях действия центробежных сил.
Кроме этого, при разделении смеси мелющих тел 32 и обрабатываемого материала 35 на мелющие тела 36 и обрабатываемый материал 35 происходит интенсивное перемешивание обрабатываемого материала 35, в случае, если он состоит из нескольких (двух и более ингредиентов).
При достаточно большой толщине слоя обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36, отделяемых от внутренней поверхности рабочей емкости 1 лопаткой 9, с боков лопатки 9 формируются валики, которые под действием центробежных сил за задней поверхностью 21 лопатки 9 растекаются по слою обрабатываемого материала 35, сформировавшегося за лопаткой 9. Если длина режущих кромок лопаток 9 и 10 одинакова, то мелющие тела 36 и крупные куски обрабатываемого материала 35 могут попадать на лопатку 10, что приводит к ее повышенному износу. С целью уменьшения износа лопатки 10 она может выполняться с длиной режущей кромки меньшей, чем у лопатки 9, на величину равную или большую толщине слоя обрабатываемого материала 35 и мелющих тел 36 перед лопаткой 9. При вертикальном расположении оси вращения рабочей емкости 1 лопатка 10 пары, имеющей укороченную режущую кромку может быть установлена не симметрично относительно лопатки 9 и отстоять от дна
рабочей емкости на высоту равную или большую толщине слоя перед лопаткой 9.
При движении обрабатываемого материала 35 по лопатке 10 также реализуется дополнительное измельчение и смешивание. Измельчение и смешивание обрабатываемого материала 35 на лопатке 10 происходит в основном за счет сдвиговых деформаций, возникающих в слое обрабатываемого материала 35 при его отделении от внутренней поверхности рабочей емкости 1. Явление относительного сдвига в слое обрабатываемого материала 35 при его движении по передней поверхности 23 лопатки 10 возникает за счет трения между слоем обрабатываемого материала 35 и передней поверхностью 23 лопатки 10.
Обработка материала может проводиться во вращающейся рабочей емкости 1 неподвижными или вращающимися лопатками 9 и 10 пары. Выбор скорости вращения лопаток 9 и 10 пары зависит от свойств обрабатываемого материала 35. Для повышения интенсивности измельчения и смешивания обработку материала внутри рабочей емкости 1 можно проводить двумя или более парами лопаток 9 и 10, распределенными как по окружности рабочей емкости 1, так и вдоль ее оси. Принцип работы каждой из этих пар лопаток аналогичен принципу работы лопаток 9 и 10 пары, описанному выше.
После проведения обработки снимают крышку 13 и осуществляют выгрузку смеси из рабочей емкости 1.
1. Устройство для смешивания и измельчения, содержащее рабочую емкость с днищем и крышкой, привод вращения емкости, установленный на раме, размещенную внутри рабочей емкости вращающуюся ось, по меньшей мере, одну пару кронштейнов, один из которых закреплен на оси неподвижно, а другой установлен на оси с возможностью вращения, рычаги, установленные на кронштейнах с возможностью вращения, и первую и вторую лопатки, установленные на рычагах и имеющие режущую кромку, переднюю и заднюю поверхности, отличающееся тем, что угол между кронштейнами пары и угол наклона первой лопатки установлены такими, при которых направление схода потока измельчаемого материала и мелющих тел с передней поверхности первой лопатки пересекает внутреннюю поверхность рабочей емкости за режущей кромкой второй лопатки, при этом, по крайней мере, первая лопатка имеет сквозные, проходящие от передней до задней поверхности пазы и/или отверстия, наименьшая ширина которых в сечении, перпендикулярном продольной оси сквозных пазов и/или отверстий, меньше наименьшего размера мелющих тел.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что продольные оси сквозных пазов расположены в плоскостях, перпендикулярных оси вращения рабочей емкости.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между продольными осями сквозных пазов и/или отверстий больше или равно наибольшему размеру мелющих тел.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на передней поверхности лопатки выполнены канавки перед отверстиями и за сквозными пазами и/или отверстиями, оси которых являются продолжением продольной оси сквозных пазов и/или отверстий.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что канавки в сечении, перпендикулярном их продольной оси, имеют форму, одинаковую с формой сквозного паза и/или отверстия, и глубину, равную или большую глубины погружения мелющих тел в сквозной паз и/или отверстие.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на задней поверхности лопатки за сквозными пазами и/или отверстиями выполнены канавки, при этом дно канавок имеет вогнутую криволинейную форму в продольном сечении канавок, оси которых являются продолжением осей сквозных пазов и/или отверстий.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сквозные пазы и/или отверстия имеют в сечении, перпендикулярном их продольной оси, форму, например, прямоугольника, параллелограмма и трапеции, а также X- и Y-образные формы.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом поворота кронштейнов друг относительно друга, выполненного в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на неподвижном кронштейне и взаимодействия с пазом, выполненным в кронштейне, установленном с возможностью вращения.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лопатка установлена на рычаге с возможностью продольного перемещения.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом продольного перемещения лопаток относительно рычага, выполненным в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на рычаге и взаимодействия с пазом, выполненным в лопатке, при этом на рычаге выполнены направляющие для перемещения лопатки.
11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом поворота рычага относительно кронштейна, выполненным в виде кулачка, установленного с возможностью вращения на кронштейне и взаимодействия с пазом, выполненным на рычаге.
12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ось соединена с приводом вращения через самотормозящую передачу и/или соединена с тормозом.
13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лопатки установлены на одинаковом расстоянии от днища рабочей емкости.
14. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что длина режущей кромки второй по направлению вращения рабочей емкости лопатки меньше длины режущей кромки первой лопатки.
РИСУНКИ
