Смеситель с Z-образной рабочей лопастью для высоковязких компонентов

Комбикормовая промышленность является однойиз старейших отраслей промышленности России, которая в последнее десятилетие интенсивно развивается. Построены и строятся новые заводы, перевооружаются действующие. В настоящее время в отрасли интенсивно идет работа по разработке и внедрению различных высокоэффективных машин и аппаратов, которые должны способствовать снижению удельных энергозатрат при создании энерго- и ресурсосберегающих технологий.

На фоне несбалансированного кормления и дефицита ряда веществ у крупного рогатого скота существует рискснижения репродуктивной

функции, резко снижается количество и качество молока. Как правило, это влечет за собой дополнительные расходы на ветеринарную помощь. В таких условиях необходимыкормовые добавки в виде брикетов-лизунцов, компенсирующие недостаток в микро- и макроэлементах, витаминах и многих других веществах. Минеральная составляющая корма в виде неорганических солей, традиционно используемая в составе брикетов-лизунцов, вызывает затруднения при смешивании всех ингредиентов многокомпонентной смеси.

Процесс смешивания компонентов относится к наиболее энергоемкому, положительно влияющему на качество готовой продукции и сроки хранения.Несовершенство смесительной For citation

техники снижает качество выпускаемой продукции, обеспечивающей необходимые привесы животных и профилактику заболеваний, создает дополнительные затруднения при смешивании высоковязких компонентов.

Основная часть

Разработана конструкция смесителя с Z-образным рабочим органом для смешивани-ясыпучих и жидких компонентов, различных по физико-механическим свойствам, при производстве кормовой добавки в виде лизунцов.

Смеситель (рисунок 1) содержит корпус с загрузочными патрубкамии форсунками, имеет три последовательно расположенных камеры. Внутри корпуса расположены быстроходный и тихоходный валы, причем быстроходный вал расположен внутри тихоходного вала и проходит через три камеры.

В первой камере установлен быстроходный вал с расположенными в начале двумя очищающими лопастями, а затем – z-образной лопастью. Очищающие лопасти на быстроходном валу и опора между первой и второй камерами корпуса смесителя имеют профиль, соответствующий профилю z-образной лопасти. В верхней части первой камерырасположены форсункидля подачи жидких и вязких компонентов.

Через вторую и третью камеры проходит тихоходный вал, который приводится во вра-щениеот быстроходного вала с помощью планетарной зубчатой передачи, расположенной в опоре между первойи второй камерами корпуса смесителя.

Рисунок 1. Смеситель с Z-образным рабочим органом. Общий вид.1 – корпус; 2 – загрузочные патрубки; 3 – форсунки; 4–6 – камеры; 7, 8 – быстроходный и тихоходный валы; 9 – очищающие лопасти; 10 – z-образные лопасти; 11 – опора; 16 – конусообразные лопасти; 20 – ось;21 – стойка; 22 – рамные мешалки; 23 – спирали; 24 – конические зубчатые колеса;25 – шнек

Figure 1. The mixer with Z-shaped working element. General form. 1 – housing; 2 – loading nozzles; 3 – injectors; 4–6 cameras; 7, 8 – high-speed and low-speed shafts; 9 – cleaning blades; 10 – z-shaped blades; 11 – support; 16 – conical blades; 20 – an axis; 21 – stand; 22 – frame mixers; 23 – spirals; 24 – bevel gears; 25 – auger

Планетарная зубчатая передача состоит из ведущего центрального зубчатого колеса, жестко закрепленного на быстроходном валу неподвижного центрального колеса, жестко закрепленного на внутреннем диаметре (внутри) опоры, ведомых водил и трех сателлитов, вращающихся вместе с водилами вокруг центральной оси валов. Ведомые водила жестко крепятся к тихоходному валу.

Данная планетарная передача обеспечивает противоположное направление вращения водил и центрального колеса, на котором жестко крепится вал, так как передаточное отношение i имеет отрицательное значение i = - ( z^ / z_x ) , где z i и z 3 - соответственно числа зубьев зубчатых колес.

Во второй камере тихоходный вал снабжен конусообразными лопастями. Внутренняя цилиндрическая поверхность второй камеры корпуса смесителя снабжена зубчатым венцом, взаимодействующим с зубчатым колесом, подшипник качения которого насажен на ось, причем ось закреплена на стойке, которая приварена к тихоходному валу, а к торцевой части зубчатого колеса жестко закреплена рамная мешалка. На тихоходном валу во второй камеремежду конусообразными лопастями в плоскости, перпендикулярной оси вала, установлены ленточные спирали, приводимые во вращение с помощью конических зубчатых колес от быстроходного вала. Они вращаются с большой круговой частотой и предназначены для турбулизации многофазной смеси, содержащей компоненты с разной дисперсностью частиц.

На находящемся в третьей камеретихо-ходном валу жестко закреплен однозаходный шнек с переменным шагом витков.

Конфигурация и форма лопастей выбрана с учетом состояния перемешиваемой массы, ее объема, толщины слоя, производительности, соотношения смешиваемых компонентов, степени однородности, способа загрузки компонентов и выгрузки смеси и требований технологии.

Предлагаемый смеситель работает следующим образом.

Исходные сыпучие компоненты загружаются в смеситель через загрузочные патрубки. Включается регулируемый привод, валы приводятся во вращение. При этом тихоходный валприводится во вращение от быстроходного валас помощью планетарной зубчатой передачи, расположенной в опоре между первой и второй камерами корпуса. Вращающийся быстроходный валс жестко закрепленным ведущим центральным зубчатым колесом приводит во вращение три сателлита, которые в свою очередь через водила приводят во вращение вал.

Быстроходный вал посредством z-образной лопасти захватывает и начинает перемещать сыпучие компоненты получаемой смеси. Одновременно из форсунок, находящихся в верхней части первой камеры, подаются жидкие и вязкие компоненты. Две очищающие лопасти при вращении очищают внутреннюю поверхность торцевой стенки камеры смесителя от налипших частиц перемешиваемых компонентов.

Затем смесь компонентов последовательно перемещается во вторую камерусмесителя, в которой захватывается вращающимися конусообразными лопастями, расположенными на тихоходном валу, вращающихся посредством планетарной передачи в противоположном направлении.

Рамные мешалки во второй камере, совершающие вращение вокруг собственной оси при движении по внутренней поверхности камеры посредством взаимодействия венца и зубчатого колеса, осуществляют вытеснение смешиваемых высоковязких компонентов из застойных зон смесителя между камерами.

Одновременно с помощью конических зубчатых колес от быстроходного вала приводятся во вращение ленточные спирали, которые обеспечивают радиальное (в плоскости, перпендикулярной оси вала) перемещение смеси от оси вращения к внутренней поверхности корпуса.

Рабочими органами (конусообразными лопастями и ленточными спиралями) создаются три вида движения смеси в смесителе: тангенциальное, радиальное и осевое течения. При тангенциальном течении смесь в смесителе