Смесительное устройство

 

Изобретение относится к смесительным устройствам и позволяет повысить эффективность работы за счет усиления сглаживающей способности устройства . Устройство содержит перемешивающие элементы, равномерно закрепленные на плоском наклонном днище с верхним загрузочным и ншгшим выгрузным концами, связанном с вибропроводом . Устройство сй абжено дополнительными днищами, размещенными в продольном сечении по радиусам окружности, центр которой расположен на выгрузном конце основного днища. Загрузочные концы днищ размещены по дуге этой окружности, а выгрузные концы - по параболе, вершина которой находится в центре окружности, при этом угол наклона верхнего днища не превышает угла трения о днище перемешиваемого материала. Уравнение параболы, по которой расположены выгрузные концы днищ, имеет вид у 2 R 6 . cos kc/x/ /sin И с/, где у - горизонтальная ось; с X - вертикальная ось; k - количество днищ; - длина одного перемешивающе- .го элемента; cf - угловой шаг установки днищ. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл. сл 00 ьо со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 В 01 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4032827/30-26 (22) 04.03.86 (46) 15.08.87. Бюл.¹ 30 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) С.В.Евсеенков (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 787077, кл. В 01 F 11/00, 1978..

Ъ (54) СМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к смесительным устройствам и позволяет повысить эффективность работы за счет усиления сглаживающей способности устройства. Устройство содержит перемешивающие элементы, равномерно закрепленные на плоском наклонном днище с верхним загрузочным и нижним выгруз„„80„„1329808 А 1 ным концами., связанном с вибропроводом. Устройство сйабжено дополнительными днищами, размещенными в продольном сечении по радиусам окружности, центр которой расположен на выгрузном конце основного днища. Загрузочные концы днищ размещены по дуге этой окружности, а выгрузные концы — по параболе, вершина которой находится в центре окружности, при этом угол наклона верхнего днища не превышает угла трения о днище перемешиваемого материала. Уравнение параболы, по которой расположены выгрузные концы днищ, имеет вид y = R f cos k д x/

/з1п !(с, где у - ; a х — вертикальная ось; k — количество днюд; 1 — длина одного перемеюннаюде- (/) го элемента; d — угловой шаг установки днище 1 зепеф лы9 3 илер 1 табле

1 13298

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к вибрационным смесителям сухих сыпучих кормов, и может быть использовано в горнодобыl) вающей, мукомольной, пищевой, медицинской промышленности для эффективного перемешивания сыпучих смесей„

Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет увеличения производительности и усиления сглаживающей способности.

На фиг.! представлена схема к oFIределению уравнения параболы; на фиг.2 — устройство, продольный разрез;!5 на фиг.3 — то же, в аксонометрии.

Смесительное устройство соцержит плоское наклонное днище 1 с верхним загрузочным 2 и нижним выгрузным 3 концами, связанное с виброприводом 4, 20 который размещен на раме 5.

Устройство снабжено дополнительными днищами 6, размещенными в продольном сечении по радиусам окружности, центр которой расположен на выгруз- 28 ном конце 3 основного днища 1. Загрузочные концы 7 днищ 6 размещены по дуге этой окружности, а выгрузные концы 8 — по параболе, вершина которой находится в центре окружности.

Угол наклона верхнего днища 6 не превышает угла трения о днище перемешиваемогб материала. Днища заключены в два корпуса 9 и 10., которые опираются при помощи собственньгх рессор 11 и 12 на раму 5. Корпуса воспринимают колебания от общего вибропривода размещенного на раме 5.

Разделение всех днищ на две группы с помещением каждой в свой собственный корпус (корпуса в процессе смешивания движутся в противофазе) обеспечивает получение уравновешенной динамической вибросистемы, которая обуславливает простоту всего устройства, его надежность и долговечность.

Корпуса 9 и 10 выполнены таким образом, что загрузочное отверстие i3 является общим для них, а загрузочные концы днищ размещены по окружности и воспринимают одинаковые порции загружаемой массы.

Выгрузное отверстие !4 верхнего корпуса 9, выполненное в виде прямоугольного патрубка 15, входи-. н отверстие 16 нижнего корпуса 1О. Размер отверстия 16 больше размера патруо ка 15. Зазор необходим для того, 08

2 чтобы исключить соударения во время работы, так как корпуса вибрируют в противофазе. Выгрузное отверстие

17 нижнего корпуса является одновременно выгрузным отверстием смесительного устройства.

Рессоры ll и !2 представляют собой полосы из рессорной стали, жестко прикрепленные своими концами к корпусам и к раме 5.

Вибропривод 4 — эксцентриковьп, состоящий из эксцентрикового вала с двумя эксцентриками. Вал размещен в подшипниковых опорах. На эксцентриках насажены головки двух шатунов. Другие концы шатунов шарнирно скреплены с корпусами 9 и 10.

На днищах равномерно расположены перемешивающие элементы 18.

Устройство работает следующим образом.

Включается вибропривод 4, корпуса

9 и 10 начинают вибрировать, в загрузочное отверстие 13 начинает поступать масса для перемешивания. Равномерно распределившись по всем днищам, масса начинает перемещаться по перемешивающим элементам !8, установленным на днищах. Пройдя по верхнему . днищу, масса попацает на конец раСположенного ниже днища, по которому в этот момент времени проходит своя порция массы. Два потока, соединившись, попадают на конец следующего, третьего по счету днища, соединяются с массой, перемещающейся.по нему, затем масса попадает на четвертое днище и т.д. до выхода в выгрузное отверстие 17.

Так как загрузочные концы всех днищ расположены по окружности, обеспечивается одновременное попадание одинаковых порций массы на каждое днище. Масса начинает перемещаться по днищам и перемешиваться, Часть массы, попавшая на самое короткое верхнее днище, пройдя по нему, попадает затем на конец расположенного ниже более длинного днища (по которвму самостоятельно перемещается своя порция), с него обе порции попадают на третье и т.д. pо попадани на самое нижнее днище и, в конечном счете, выгружаются. Таким образом, в выгрузное отверстие попадает масса с качеством М = (М„+ М + ... + М„): п где М вЂ” качество смеси первого

1 днища; М > — качество смеси второго

1329808 днища, n — количество днищ. М всегда больше М„ „, которое может оказаться по теории вероятности на любом из днищ. Такое автономное прохождение по дницам с последующим усреднением массы на концах днищ позволяет несколько повышать качество смеси.

Однако это не главный фактор, способствующий повышению качества смеси.

Вибрационное смещение даже со случайными, но переменными параметрами вибрации и удара всегда более эффективно, чем таковое на постоянных, даже оптимальных, параметрах вибрации и удара. Другими словами, для более эффективного использования подводимого поля надо иметь переменные его характеристики.

В предлагаемом смесительном устройстве на отдельные части массы (или отдельные монослои) в каждый фиксированный момент времени воздействует набор вибрационных полей с разными характеристиками. Кроме того, в устройстве сохраняется эффект последовательного воздействия различных виброполей, который реализуется на концах днищ, когда масса с каждого расположенного выше днища попадает на каждое расположенное ниже днище, или масса из одного виброполя попадает в другое

Необходимость усиления сглаживающей способности вызвана следующими обстоятельствами. Дозаторы, вьщаюцие компоненты из расходных бункеров, работают (по разным причинам) с некоторыми погрешностями, т.е. вьщают компоненты неравномерно во времени.

Для получения качественной смеси необходимо сгладить неравномерности (флуктуации), т.е. достичь такого распределения компонентов в смеси, чтобы на выходе из смесителя расход каждого компонента был постоянным.

В предлагаемом смесительном устройстве сглаживание достигается тем, что избыточные порции (флуктуации) какого-либо компонента растягиваются (размазываются ) в процессе прохождения по днищам и почти (или вовсе) не ощущаются на выходе из устройства.

Подобное растягивание флуктуаций осуществляется за счет относительного продольного скольжения отдельных монослоев, которое можно количественно оценить временем пребывания массы на днищах.

В таблице приведен расчет времени пребывания массы на днищах с использованием формулы В.А.Баумана для определения скорости V движения массы на вибрирующей поверхности.

x = p sin q =- р з1п k d k f sin 1сд; у = р cos q = р. cos k d = k-E cos kd.

Учитывая, что по результатам эксперимента наиболее эффективно располагать концы днищ по параболе; уравнение параболы у = 2Px; парабола проходит через вершину М с координатами х =

= k e . sin k î и у = k . О ° cos kс и через начало координат, отыскиваем

Расчет сделан для устройства производительностью 10 т/ч комбикор ð ма для крупного рогатого скота. Из таблицы следует, что время прохождения монослоев по днищам разное, при одновременном попадании массы в устройство, следовательно, здесь количественно отражена сглаживающая способность устройства. Меняя достаточно большое количество параметров (7 параметров, входяцих в формулу В.А.Баумана), можно получить различное .время

20 прохождения по днищам, что делает смесительное устройство практически независимым от работы дозаторов. Его можно настроить на работу с любыми дозаторами.

25 На фиг.1 приведена схема к выводу уравнения параболы. Например, имеем всего пять днищ. Нулевое днище совпадает с осью у и обрезано в начале координат. Первое днище обрезано в

30 точке 1, второе — в точке 2 и т.д.

Каждое днище пронумеровано соответственно Е,,1,"„,k и т.д. Угол наклона каждого днища к горизонту составляет соответственно, ц, у и т.д.

35 угловой шаг днищ. Поэтому

= 0 d = 0; = 1- d - d, p-- 2d и т.д., что в общем случае можно обозначить как 1= k. d,,где k - номер днища. Исходим из того, что каждое

4О верхнее днище короче смежного нижнего на величину 1 (результаты экперимента). Тогда расстояние 01;02;03 и т.д. можно выразить соответственно через

it, 20,, 3 Р и т.д,, что в общем случае записывается как f = k (. Например, в нашем случае (= OM = k.1= 41.

Теперь в декартовой системе может записать координаты точки М:

Параметры

60

0,0045

0,0045

0,005

21

s I n O

0,5000

0,8660

0,3584

0,9326

0,4067

0,9135

0,4540

0,8910

cos Ы

Угол вибрации град

45

0,7431

0,6991

0,6691

0,7431. 0,6293

0,7771

0,7071

0,7071

cos p

s ln /3

Скорость движения днища Аы, м/с

0,27

0,30

0,2?

0,30

5 13298 параметр параболы Р подстановкой значений х и,у в уравнение у = 2Px.

Получаем (kC) cos k o(= 2PkPsi nb, откуда 2P = kfcos kd/sin d . Тогда уравнение параболы примет вид 5

1с (сов k у = -----.---.-""----x

sin ko" где у - горизонтальная ось"„ х — вертикальная ось:

10 — количество днищ; (— длина одного перемешивающего элемента;

d — - угловой шаг установки днищ.

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность сглаживания любых неравномерностей при работе дозаторов.

Исполнение устройства в виде уравновешенной динамической системы позволяет увеличить производительность в два раза по сравнению с известным устройством, а также повысить однородность смеси на 3-47.

Формула и з о о р е тенин

1. Смесительное устройство, содержащее перемешивающие элементы, равномерно закрепленные на плоском наклонном днище с верхним загрузочным

Частота колебаний рад/с 60

Амплитуда колебаний Л, м 0,005

Угол наклона днища к горизонту, град и нижним выгруэным концами, связанном с виброприводом, о т л и ч а ю.щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности работы„ оно снабжено дополнительными днищами, размещенными в продольном сечении по радиусам окружности, центр которой расположен на выгрузном конце основного днища, загрузочные концы днищ размещены по дуге этой окружности, а выгрузные концы — по параболе, вершина которой находится в центре окружности, при этом угол наклона верхнего днища не превышает угла трения о днище перемешиваемого материала.

2, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что уравнение параболы, по которой расположены выгрузные концы днищ, имеет вид:

cos kg

sin k d где у — горизонтальная ось; вертикальная ось; количество днищ; длина одно.го перемешивающего элемента; угловой шаг установки днищ.

1329808

Параметры

Номер днища

18,0

18 0

16,2

16,2

Г = Льэ sifl /

/q cos 2/

1,179

1,273

1,529

1,644

1,39

1,72

2,33

2,70

0,571

0,429

1-1/Г

0,279

0,412

0,582

0,721

1/Г

0,528

0,106

1 —. 1/rz

0,642

0,1223

0,755

0,1518

0,7

0,7

0,7

0,7

l,14

1,14

1,14

1,14

1,217

1,111

1,164

1,270

К„+ К,siи Ы

V-=(K„+Kzs i и Ы )

A os р 1--1/Гс, м/с 0,191

0,118

0,142

0,184

2,460

1,895

1,600

1,248

Число смешивающих элементов (гребенок), шт. 7

20,85

13,38

8,68

6,54 теле, с

Ускорение движения днища Аь22, м/с

Коэффициент динамичности Г:

РыссБР /1-1/Г, м/с

Эмпирические коэффициенты транспортабельности: K

Длина грузонесущего днища, м

Время пребывания смешиваемой массы в смеси0,628

0,372

0,793

0 1500

Продолжение таблицы

1 329808

1329808

Составитель Н.Федорова

Редактор И.Рыбченко Техред J1.Cåðäþêoâà Ко ектор А.Тяско рр

Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 3513/9

Производственно-полиграфическое предприяти е г Ужгород ул.Проектная,4