Вібраційний змішувач з вертикальним привідним валом

Винахід відноситься до техніки змішування сипучих матеріалів і може бути використаним у сільськогосподарському виробництві, харчовій, будівельній, хімічній, гірничорудній та інших галузях промисловості. Відомий вібраційний змішувач (Патент України № 32733 А, М. кл. BF01F11/00, 2001, Бюл. № 1), що містить, встановлений на рамі за допомогою пружних елементів і обладнаний віброзбуджувачем корпус, з обертовим лопатевим валом, причому лопатевий вал, встановлений у корпусі із зазором на нерухомих, прикріплених до рами опорах, а зазор між лопатевим валом та корпусом закритий еластичним ущільненням. Недоліками цього змішувача є низька ефективність процесу змішування, та низька надійність еластичних ущільнень лопатевого валу внаслідок попадання сипучого матеріалу у порожнину між валом, що обертається і нерухомим ущільненням. Найбільш близьким до заявлюваного за технічною суттю є вібраційний змішувач (Патент України № 61166 С2, М. кл. 7 В01F11/00, 2003, Бюл. № 11), що містить, встановлений на станині за допомогою рівномірно розміщених по колу пружин і обладнаний віброзбуджувачем тороподібний корпус, та водило, що має вертикальну вісь обертання знизу до якого прикріплені і рівномірно розміщені подолу, що має радіус рівний радіусу кільцевої осі тороподібного корпуса змішувача вертикальні лопатеві вали, а віброзбуджувач являє собою вертикальний вал із розміщеними на його кінцях верхніми та нижніми парами дебалансних вантажів, причому пари дебалансних вантажів розвернуті одна відносно одної таким чином, що між площинами які проходять через їх центри мас і вісь вертикального валу утворений кут розвороту у 30-150° а лопатеві вали за допомогою підшипників встановлені на співвісній із корпусом і незалежній від нього підвісці. Недоліками цього змішувача є також низька ефективність процесу змішування, оскільки лопатеві вали можуть руха тися тільки у напрямку циркуляційного руху сипучого середовища, яке завантажене у корпус змішувача, та низька надійність і складність конструкції. В основу винаходу поставлено задачу у вібраційному змішувачі, шляхом виконання лопатевого валу у вигляді водила встановленого, за допомогою підшипників вертикально із ексцентриситетом є відносно осі привідного вала корпусу змішувача, та кріплення знизу у центрі до водила вертикальної втулки, в середині якої знаходиться зносостійка насадка, що насаджена на верхній кінець вертикального привідного валу а по периферії вертикальних стійок з лопатками, які встановлені під однаковим за величиною але протилежним за напрямком для суміжних лопаток кутом, забезпечити обертовий рух вертикального лопатевого валу на зустріч циркуляційному руху змішуваного сипучого середовища та почергове переміщення сипучого середовища поперек кільцевої осі корпусу змішувача. Поставлена задача досягається тим, що у вібраційному змішувачі, що містить встановлений на станині за допомогою рівномірно розміщених по колу пружин і обладнаний віброзбуджувачем тороподібний корпус, та водило, що має вертикальну вісь обертання знизу до якого прикріплені і рівномірно розміщені по периферії по колу, що має радіус рівний радіусу кільцевої осі тороподібного корпуса змішувача вертикальні стійки з лопатками, а віброзбуджувач являє собою вертикальний вал із розміщеними на його кінцях верхніми та нижніми парами дебалансних вантажів, причому пари дебалансних вантажів розвернуті одна відносно одної таким чином, що між площинами які проходять через їх центри мас і вісь вертикального валу утворений кут розвороту у 30 - 150°, водило встановлене із ексцентриситетом є відносно осі привідного вала корпуса змішувача, а знизу у центрі до водила прикріплена вертикальна втулка, в середині якої знаходиться зносостійка насадка що насаджена на верхній кінець вертикального привідного валу, причому величина ексцентриситету є, вн утрішній діаметр втулки та зовнішній діаметр зносостійкої насадки вибираються таким чином, щоб зазор між останніми був меншим від горизонтальної складової амплітуди коливань корпусу змішувача а лопатки на вертикальних стійках встановлені під кутом у 30-60° до кільцевої осі тороподібного корпусу змішувача, причому кут встановлення суміжних лопаток відносно кільцевої осі тороподібного корпусу змішувача однаковий за величиною але протилежний за напрямком. При включенні вібропривода корпусу, робоче середовище, яке знаходиться у ньому, починає здійснювати циркуляційний рух уздовж кільцевої осі корпусу та навколо неї. Під час коливань корпусу, зносостійка насадка, яка насаджена на верхній кінець привідного валу корпусу вдарятиметься об внутрішню поверхню прикріпленої до водила втулки та провертатиме водило з лопатками назустріч циркуляційному рухові сипучого середовища, при цьому лопатки почергово спрямовуватимуть сипуче середовище поперек кільцевої осі корпусу змішувача від його центр у до периферії і навпаки, інтенсифікуючи процес змішування. Коливний рух тороподібного корпуса та провертання лопатевого валу у даному вібраційному змішувачі здійснюється від одного привідного електродвигуна, що значно здешевлює та спрощує його конструкцію, при одночасному покращенні якості змішування завдяки використанню корпусу тороподібної форми. При цьому також підвищується надійність роботи ущільнень підшипникових вузів лопатевого валу, оскільки вони не контактують із змішуваним сипучим середовищем. Змінюючи масу пар дебалансних вантажів, їх ексцентриситет та кут взаємного розвороту, можна плавно, у широких межах, регулювати складові траєкторії коливань корпусу змішувача і точок його поверхні, а також регулювати швидкість обертання лопатевого валу. Конструктивна схема вібраційного змішувача зображена на фіг.1, 2. Вібраційний змішувач складається з установленого на станині 1 за допомогою пружних елементів 2 тороподібного корпусу 3, що заповнений змішуваним сипучим середовищем 4. Електромеханічний привід із відцентровим віброзбуджувачем містить електродвигун 5, який через еластичну муфту 6, зв'язаний з вертикальним привідним валом 7 із установленими на його кінцях нижніми 8 та верхніми 9 парами дебалансних вантажів, які можна провертати навколо валів і фіксувати їх положення стяжними болтами. Кут a між площинами, що проходять через центри мас пар дебалансних вантажів та вісь вертикальних привідних валів є кутом розвороту дебалансних вантажів. На верхній кінець привідного валу 7 насаджена зносостійка насадка 10, що розміщена із зазором у вертикальній втулці 11 прикріпленій знизу у центрі до водила 12. Водило 12 встановлене за допомогою підшипникових вузлів 13 з ексцентриситетом Є відносно осі вертикального привідного валу 7. Знизу по периферії до водила кріпляться вертикальні стійки 14 з лопатками 15, що рівномірно розміщені по колу, яке має радіус рівний радіусу кільцевої осі тороподібного корпусу. Лопатки 15 встановлені під кутом у 30-60° до кільцевої осі тороподібного корпусу змішувача, причому кут встановлення суміжних лопаток відносно кільцевої осі тороподібного корпусу змішувача однаковий за величиною але протилежний за напрямком. Вібраційний змішувач працює таким чином. При включенні вібропривода, генеруються складні просторові коливання тороподібного корпусу 3, які можна розглядати як суму двох коливань: поступальних коливань його центру мас по горизонтальній круговій траєкторії та кутови х коливань навколо центру мас. При цьому кожна точка робочої поверхні тороподібного корпусу 3 коливається по траєкторії, яка має форму нахиленого під певним кутом до горизонтальної площини еліпса. Причому, точки поверхні тороподібного корпусу 3, які лежать на концентричному з віссю вертикального привідного вала 7 колі, здійснюють ці коливання із зсувом фаз одна відносно одної. Такі коливання точок поверхонь тороподібного корпусу 3 можна розглядати як розповсюдження вздовж його кільцевої осі квазіхвилі, яка складаються із біжучих повздовжньої й поперечної квазіхвиль, що зсун уті одна відносно одної на 90°. Причому, хвилеві фронти обох квазіхвиль мають форму площин, яка проходить через вісь вертикального привідного валу 7, а довжина квазіхвиль рівна довжині концентричного з віссю цього валу кола, вздовж якого вона розповсюджується. Такі коливання точок поверхонь тороподібного корпусу З, призводять до інтенсивного перемішування і вібротранспортування змішуваного сипучого середовища 4 вздовж кільцевої осі тороподібного корпусу і навколо неї. Напрям вібротранспортування шару сипучого середовища 4 не залежить від напрямку обертання вертикального привідного валу 7 і завжди здійснюється у напрямку підрахунку кута розвороту дебалансних вантажів а, від нижньої пари дебалансних вантажів до верхньої за умови, що цей кут не більший a