Универсальный воздушно-гравитационный скоростной кормосмеситель

Введение. Анализ рынка производственных скоростных смесителей сухих сыпучих смесейвыявил некоторые недостатки, показавшие необходимость их доработки. Работа направлена на разработку универсального воздушно-гравитационного скоростного смесителя.

Объектом исследования является конструкция валков и электропривод универсального воздушно-гравитационного скоростного смесителя.

Целью работы является изменение конструкции валков и настроек электропривода универсального воздушногравитационного скоростного смесителя для обеспечения уменьшения затрат электроэнергии, увеличения производи-тельности, повышения ремонтопригодности и уменьшение массогабаритных показателей.

Материалы и методы. При разработке универсального воздушно-гравитационного смесителя были сформулированы технические требования выполнены позволяющие получить положительный эффект по следующим направлениям: уменьшение потребления электроэнергии и повышение надежности за счет использования современных бесконтактных двигателей постоянного тока (вентильных двигателей); увеличение производительности смесителя сухих сыпучих смесей за счет применения непрерывного режима работы; облегчение его монтажа и эксплуатации, а так же повышение его ремонтопригодности следует добиваться за счет уменьшения его массы и габаритов и использования конструкции открытого типа.

Качество смешивания должно соответствовать уровню действующих смеси-телей или улучшиться. Масса данного оборудования должна быть такой, чтобы устройство было мобильным.

Конструкция. Для обеспечения непре- рывного режима работы была выбрана форма смеситель в виде рамы, что позволяет увеличить его пропускную способность, но не снизит качество смешивания. Такая конструкция позволит увеличить производительность данного оборудования.

Габариты смесителя подбирались с целью получения максимальных показателей производительности, пропускной способности и наименьших потерях при смешивании. При этом учитывалось то, что предполагаемое

Рисунок 1 - Универсальный воздушно-гравитационный скоростной смеситель в сборе (спирали Архимеда не показаны).

Принцип работы воздушногравитационного скоростного смесителя достаточно прост. Валы приводятся в действие с помощью расположенных на их концах электроприводов мощностью 4-7,5 кВт, обеспечивающих поддержание рабочей частоты вращения валов смесителя равной 1500 об/мин. Так как частота вращения рабочих органов достаточно велика, то материал, поступающий в смеситель при столкновении с валом, приобретает большую кинетическую энергию, а спираль Архимеда с утолщенными концами придает частицам материала еще большую место установки данного смесителя должно находиться сразу после ленточных конвейеров линий сухих сыпучих материалов с добавлением компонентов смеси, а наиболее распространенная ширина ленточного конвейера равна 500-700 мм. К раме смесителя с помощью подшипников крепятся два вала, которые приводятся в действие электроприводами, закрепленными на концах валов (рисунок 1). Для увеличения качества смешивания на валах расположены спирали Архимеда.

кинетическую энергию. Процесс смешивания заключен в том, что, получив большое значение кинетической энергии от рабочих органов, частицы веществ отскакивают от вала со спиралью и в воздушном пространстве соударяются друг с другом тем самым смешиваются на межзерновом уровне, проникая в поры друг друга или же разбивая большие частицы вещества на более мелкие. Это способствует тому, что данное устройство позволяет использовать не только мелкие фракции, но и может работать с более крупными фракциями (рисунок 2).

Рисунок2 - Процесс смешивания.

Перемешивание компонентов происходит воздушно-гравитационно, в нисходящем потоке сыпучих материалов, воздушной среде, при очень больших оборотах вала рабочего органа (1500 об/мин), благодаря этому одновременно достигаются высокая степень перемешивания и гомогенизации смеси сыпучих материалов в межзерновом уровне по сравнению с другими смесителями, работа в непрерывном потоке и дробление крупных включений до размеров основной массы.

Дробление достигается благодаря тому, что крупные частицы, попадая в рабочий орган, работающий на высоких оборотах, приобретают высокую кинетическую энергию и отбрасываются вверх, таким образом, они находятся в камере до уменьшения их размеров, сопоставимых с основной массой перемешиваемого материала

Малые габариты и вес смесителя позволяют использовать его при реконструкции кормоцехов, производств строительных материалов, имеющих небольшие производственные пространства.

Малые удельные нормы расхода электроэнергии. Суммарная установленная мощность электродвигателей составляют не более 8-15 кВт при производительности от 50 до 120 тн/час. Поверхность рабочего инструмента работает только на удар.

Рабочим инструментом является сам перемешиваемый, дробимый материал за счет соударения между частицами с высокой кинетической энергией. При этом только около 20% материала соприкасается с рабочим ин- струментом, оставшаяся масса материала перемешивается, дробится за счет соударения частиц с высокой кинетической энергией. При этом происходит перемешивание материала на межзерновом уровне. Применяя замену типа рабочего органа можно использовать смеситель для однородного, глубокого гомогенного перемешивания различных материалов при производстве: комбикормов; силикатного кирпича, в т.ч. в производстве цветного силикатного кирпича; газосиликатобето-на (ГСБ), ячеистого бетона; бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов; цемента, гипса и сухих строительных смесей. В предлагаемом не требуется замена быстроизнашивающихся деталей. Так на одном из комбинатов смеситель проработал более четырех лет без замены рабочих органов. Рабочий орган смесителя можно заменить в течение 20-40 мин, что важно для использования в не прерывных технологических процессах.

Недостатком смесителя является то, например, когда смеситель располагается в пересыпном узле между двумя транспортерными лентами и при остановке нижней ленты рабочее пространство смесителя быстро заполняется и создает нагрузку электроприводу, превышая ее паспортные данные по нагрузке в несколько раз. Это может привести к перегреву и сгоранию электродвигателя, если не срабатывает тепловая или токовая защита. Поэтому, при монтаже скоростного смесителя необходимо синхронизировать работы ленточных конвейеров скоростного смесителя. При остановке нижнего ленточного транспортера должны отключаться электродвигатели скоростного смесителя и верхнего транспортера.

Выводы. В результате изменения конструкции и режима работы воздушногравитационного скоростного смесителя удалось добиться снижения затрат электроэнергии, увеличения производительности скоростного смесителя, повышения ремонтопригодности. Существенно снизилась трудоемкость его установки и упростилась эксплуатация.

Резюме

В работе выполнен анализ недостатков промышленных смесителей сухих сыпучих материалов. На основании этого анализа принято решение о целесообразности разработки универсального воздушно-гравитационного скоростного смесителя сухих сыпучих смесей с учетом выявленных недостатков предлагаемых рынком производственных смесителей. Недостатки позволили создать данное устройство с повышенной производительностью, меньшими экономическими затратами , большей ремонтопригодностью и меньшими габаритами и массой.