Механічний розпушувач сипучих матеріалів

Механічний розпушувач сипучих матеріалів, що містить встановлений з можливістю обертання вертикальний вал та з'єднані з цим валом і перпендикулярні його осі обертання лопаті, що розташовані на однаковій відстані між сусідніми, який 3 льного кінця валу змішувача з опорою призведе до значно швидкого зносу виробу в результаті постійного контакту з вологим високотемпературним середовищем та абразивним сипучим матеріалом, який може оброблятися у сушарці. З урахуванням викладеного, найбільш доцільним для забезпечення постійного перемішування шарів сипучого матеріалу у зоні біля завантажувального отвору камери сушарки киплячого шару є застосування перемішувальних пристроїв з мішалками, що обертаються навколо вертикальної вісі, з лопатями або рамами-поперечинами. Відома рамна мішалка, що складається з валу, на якому закріплені горизонтальні і вертикальні лопаті, де, з метою зниження пускового навантаження на привод, вертикальні лопаті підпружинені і шарнірно поєднані з горизонтальними [свідоцтво СРСР №204319; МПК В01F07/18; опубл. 20.10.1967 у бюл. №22]. З урахуванням особливостей вищеописаної сфери застосування, зазначена рамна мішалка має ряд суттєвих недоліків. Так, не дивлячись на наявність додаткового пристосування для зменшення пускового навантаження, форма рами, утвореної вертикальними і горизонтальними лопатями, обумовлює виникнення значних додаткових навантажень на вал мішалки і, відповідно, додаткові витрати на посилення механічного приводу обертання, при перемішуванні вологого сипучого матеріалу, схильного до злипання і налипання. Крім того, описана мішалка для зменшення поперечних навантажень на вал передбачає підшипникове кріплення вільного кінця валу, що викликає необхідність встановлення додаткової опорної платформи у дні сушарки, завдяки чому зменшується площа газорозподільної решітки сушарки і таким чином знижується ефективність процесу сушіння. При цьому, наявність підшипникових і шарнірних з'єднань, що знаходяться у зоні перемішування вологого дрібнодисперсного сипучого абразивного матеріалу, схильного до налипання, може призвести до швидкого зносу виробу в результаті посиленого стирання вказаних елементів, а також до заклинювань і аварійного зупинення мішалки. До того ж, описаний перемішувальний пристрій у вигляді рамної мішалки не забезпечує переважного переміщення сипучого матеріалу у певному горизонтальному напрямку. Також відома лопатева мішалка, що містить приводний вал з перемішувальними лопатями, у якій, з метою інтенсифікації процесу перемішування шляхом розвитку турбулентного руху у всьому об'ємі середовища, що перемішується, встановлена рухома конічна шестерня, на якій встановлені лопаті, і нерухома конічна шестерня, а приводний вал має Г-подібний важіль із сферичними наконечниками [свідоцтво СРСР № 886959; МПК В01F07/04; опубл. 07.12.1981 у бюл. №45]. При цьому, рухома шестерня на зубчатому торці має центральний палець, що розміщений з можливістю обертання у гнізді, виконаному у торці нерухомої шестерні. На другому торці рухомої шестерні виконана торцева канавка, у якій розміщений з можливістю переміщення сферичний наконечник важелю. 13143 4 Згідно з описом до зазначеного авторського свідоцтва, лопатева мішалка має вертикально розташований приводний вал та радіальне розташовані лопаті, які в процесі роботи здійснюють одночасно обертання навколо вертикальної вісі та вертикальні коливання, в результаті чого кінці лопать описують зигзагоподібну траєкторію. Так, при обертанні приводного валу, разом з ним починає обертатися Г-подібний важіль, який за допомогою сферичного наконечника, що ковзає по кільцевій радіусній канавці, змушує рухому конічну шестерню з лопатями обкатуватися по нерухомо встановленій конічній шестерні. При цьому, лопаті здійснюють коливальний рух і, з урахуванням того, що рухома шестерня має менше зубців, ніж нерухома, рухома шестерня з лопатями за кожне обертання приводного валу недообертається на кут, відповідний різниці чисел зубців нерухомої та рухомої шестерень, і таким чином обертається навколо центрального пальця у напрямку зворотному напрямку обертання приводного валу. Враховуючи особливості застосування перемішувального пристрою у сушарці киплячого шару, зазначена лопатева мішалка має ряд суттєвих недоліків. Так, по-перше, зона охвату рухомої частини цієї мішалки має вертикальний розмір, який значно менший горизонтальних розмірів, що не дозволить забезпечити охват всієї зони накопичення сипучого матеріалу біля завантажувального отвору камери сушарки. Крім того, конструктивне виконання описаної мішалки передбачає наявність опорної платформи (нерухома шестерня) у дні сушарки, завдяки чому зменшується площа газорозподільної решітки сушарки і, таким чином, знижується ефективність процесу сушіння. При цьому, наявність поверхонь ковзання та зубчастої передачі, що знаходяться у зоні перемішування вологого дрібнодисперсного сипучого абразивного матеріалу, схильного до налипання, може призвести до швидкого зносу виробу в результаті посиленого стирання зазначених поверхонь, а також до заклинювань і аварійного зупинення мішалки. До того ж, описаний перемішувальний пристрій у вигляді лопатевої мішалки не забезпечує переважного переміщення сипучого матеріалу у певному горизонтальному напрямку. Відома механічна мішалка, що складається з валу, на якому змонтований барабан з укріпленими на ньому стержнями, при цьому, стержні на барабані розташовані по багатовитковій спіралі і їх довжина збільшується у напрямку знизу догори і по спіралі у бік, протилежний напрямку обертання мішалки [свідоцтво СРСР №234359; МПК В01F07/28; опубл. 10.01.1969 у бюл. №4]. Згідно з описом до вказаного авторського свідоцтва, механічна мішалка використовується для перемішування дисперсних матеріалів з одночасним тонким диспергуванням газу у цих матеріалах, тобто може бути застосована як розпушувач для перемішування вологих дрібнодисперсних сипучих матеріалів з одночасним забезпеченням насичення матеріалу пухирцями повітря, яке примусово подається у масу сипучого матеріалу. Даний пристрій (механічна мішалка) є найбільш близьким за технічною суттю до механічного розпушувача си 5 пучих матеріалів, що заявляється, і обраний за найбільш близький аналог. З урахуванням особливостей застосування для перемішування сипучого матеріалу, що подається у сушарку киплячого шару, описаний перемішувальний пристрій має ряд недоліків. Так, наявність змонтованого на валу барабана, зумовлена виключно необхідністю надійного кріплення стержнів, зменшує корисний об'єм зони перемішування. При цьому, верхня торцева стінка барабану утворює площадку для небажаного накопичення сипучого матеріалу, що може призвести до налипання на вал вологого матеріалу, його спікання в процесі оброблення гарячим повітрям, утворення і потрапляння у камеру сушарки твердих шматків матеріалу. Конічна форма об'єму рухомої конструкції не забезпечує достатнього перемішування сипучого матеріалу у нижній частині, завдяки чому при постійному надходженні вологого сипучого матеріалу існує ймовірність його злипання і накопичення уздовж вертикальних стінок камери сушарки біля зони перемішування, що може призвести до утворення у нижній частині склепінь та спікання матеріалу, в результаті чого утворюються тверді шматки. Крім того, розташування стержнів по багатовитковій спіралі та виконання пристрою з можливістю обертання у напрямку, протилежному навивці цієї спіралі, призводить до утворення потоку переміщення матеріалу, спрямованого догори, що уповільнює процес виходу матеріалу з зони перемішування у горизонтальному напрямку та перешкоджає вільному надходженню потоку сипучого матеріалу, який постійно подається у зону перемішування через завантажувальний патрубок. До того ж, описаний перемішувальний пристрій у вигляді лопатевої мішалки не може забезпечити переважного переміщення сипучого матеріалу у певному горизонтальному напрямку. Виходячи з опису до вищезазначеного авторського свідоцтва, ознаками найбільш близького аналога, що збігаються з суттєвими ознаками запропонованої корисної моделі є: встановлений з можливістю обертання вертикальний вал та поєднані з цим валом і перпендикулярні його вісі обертання лопаті, що розташовані на однаковій відстані між сусідніми. Задачею корисної моделі є створення перемішувального пристрою (розпушувача) для перемішування сипучих дрібнодисперсних матеріалів, що мають високу вологість та схильні до злипання і налипання, у тому числі абразивних, в процесі утворення псевдозрідженого шару, який забезпечує переважне переміщення матеріалу у певному горизонтальному напрямку. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у механічному розпушувачі сипучих матеріалів, який містить встановлений з можливістю обертання вертикальний вал та поєднані з цим валом і перпендикулярні його вісі обертання лопаті, що розташовані на однаковій відстані між сусідніми, відповідно до корисної моделі, кількість встановлених з можливістю обертання вертикальних валів збільшена до парного числа не менше чотирьох і вони встановлені на горизонтально розміщеній рамі у два паралельні ряди на однаковій 13143 6 відстані між сусідніми, при цьому, вказані вали одного ряду виконані з можливістю обертання в одному напрямку, а вали іншого ряду виконані з можливістю обертання у протилежному напрямку, крім того, всі вали виконані з можливістю обертання з однаковою швидкістю, до того ж, лопаті виконані у вигляді поперечин однакової довжини, центри яких розташовані на поздовжніх осях валів, і розміщені на валах таким чином, що кожна лопать є перпендикулярною сусідній. Саме ці ознаки необхідні і достатні для вирішення поставленої задачі. Збільшення кількості встановлених з можливістю обертання вертикальних валів до парного числа не менше чотирьох і їх встановлення на горизонтально розміщеній рамі у два паралельні ряди на однаковій відстані між сусідніми валами, забезпечення можливості обертання валів одного ряду в одному напрямку, а валів іншого ряду у протилежному напрямку, а також забезпечення можливості обертання валів з однаковою швидкістю і виконання їх лопать у вигляді поперечин однакової довжини, центри яких розташовані на поздовжніх осях валів дозволяє створити перемішувальний пристрій, рухомі частини якого максимально охоплюють об'єм зони перемішування. Описане виконання пристрою дозволяє виконувати перемішування сипучого матеріалу з переважним його переміщенням у певному горизонтальному напрямку, завдяки чому забезпечити постійне переміщення потоку матеріалу уздовж газорозподільної решітки сушарки киплячого шару. При цьому, усуваються будь-які зони можливого накопичення сипучого матеріалу, пов'язані із встановленням самого перемішувального пристрою. Розміщення лопать валів таким чином, що кожна з них є перпендикулярною сусідній також дозволяє максимально охопити об'єм зони перемішування та забезпечити інтенсивний процес перемішування і переважне переміщення сипучого матеріалу у певному напрямку. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де: - на Фіг.1 зображений аксонометричний вигляд механічного розпушувача сипучих матеріалів; - на Фіг.2 зображений вигляд механічного розпушувача сипучих матеріалів спереду; - на Фіг.3 зображений вигляд механічного розпушувача сипучих матеріалів знизу. Один з можливих варіантів виконання механічного розпушувача сипучих матеріалів має прямокутну горизонтальну раму 1, на якій змонтована носійна рама 2. На горизонтальній рамі 1, з можливістю обертання, встановлені чотири вертикальні вали 3. Кріплення кожного валу 3 здійснено на двох підшипниках, встановлених у корпусах 4, при цьому корпус нижнього підшипнику поєднаний з поперечиною рами 1, а корпус верхнього підшипнику встановлений у верхній частині носійної рами 2. Вали 3 розміщені у два паралельні рядки та на однаковій відстані один від одного. З обох боків носійної рами 2, симетрично один одному, вертикально встановлені два мотор-редуктора 5, приводні вали яких розташовані у верхніх частинах і мають можливість обертання з однаковою швидкі 7 стю у протилежних напрямках. Верхні частини кожного валу 3 та приводного валу мотор-редукторів 5 містять однакові приводні колеса 6, що розташовані у одній горизонтальній площині. Приводні колеса 6 валів 3, розташованих в окремому ряду, та приводного валу мотор-редуктора 5, розташованого біля цього ряду, поєднані між собою приводним пласкозубчатим ременем 7. З метою регулювання натягу пласкозубчатих ременів 7, у верхній частині носійної рами 2 з можливістю обертання встановлені колеса 8, що знаходяться в одній площині з приводними колесами 6. Кожне колесо 8 встановлено на кінці опори 9, яка має можливість переміщення у горизонтальній площині навколо вертикальної вісі 10, поєднаної з протилежним кінцем опори 9. Регулювання натягу пласкозубчатих ременів 7 здійснюється при переміщенні у горизонтальній площині коліс 6 за рахунок обертання опор 9 при переміщенні стопорних гайок уздовж гвинта 11. Кожний вал 3 містить чотири лопаті 12, що виконані у вигляді поперечин однакової довжини, центри яких розташовані на поздовжній вісі валу 3, і встановлені на однаковій відстані між собою. При цьому кожна лопать 12 валу 3 перпендикулярна сусідній. З метою усунення можливості стикання лопать 12 сусідніх валів 3 одного рядку в процесі обертання, лопаті одного валу розміщені з невеликим зміщенням у напрямку вісі валу 3 відносно лопать сусіднього валу 3. Робота механічного розпушувача сипучих матеріалів, робочі органи якого розташовані у камері 13 сушарки киплячого шару, здійснюється наступним чином. Після початку подачі гарячого повітря у середину камери 13 сушарки киплячого шару, яке проходить крізь отвори газорозподільної решітки 14, запускаються обидва мотор-редуктори 5. Далі, крізь завантажувальний патрубок 15 камери 13 13143 8 починається подача сипучого матеріалу. При накопиченні сипучого матеріалу у просторі камери 13 біля завантажувального патрубка 15 лопаті 12 валів 3 здійснюють перемішування матеріалу, що забезпечує проходження крізь всю масу сипучого матеріалу у напрямку знизу догори пухирців гарячого повітря, яке подається крізь отвори газорозподільної решітки 14. З урахуванням розташування механічного розпушувача сипучих матеріалів у камері 13 таким чином, що кінці лопать 12 валів 3 здійснюють рух у напрямку від завантажувального патрубка 15, одночасно з перемішуванням відбувається переміщення сипучого матеріалу у глибину камери 13. Таким чином, усувається можливість злипання і спікання шарів сипучих дрібнодисперсних матеріалів, які мають високу вологість та схильні до злипання і налипання, у разі накопичення матеріалу у просторі біля завантажувального патрубка сушарки киплячого шару, що може призвести до затору і зупинки процесу сушіння та суттєвих витрат, пов'язаних з розчищенням камери сушарки. Механічний розпушувач сипучих матеріалів, як він описаний вище, дозволяє здійснювати ефективне перемішування сипучих дрібнодисперсних матеріалів, що мають високу вологість та схильні до злипання і налипання, у тому числі абразивних, в процесі утворення псевдозрідженого шару, і забезпечує переважне переміщення матеріалу у певному горизонтальному напрямку. Механічний розпушувач сипучих матеріалів може бути використаний у машинобудуванні, будівництві, гірничій, хімічній та інших галузях промисловості, зокрема, для розпушування і переміщення сипучих дрібнодисперсних матеріалів, які мають високу вологість та схильні до злипання і налипання, у тому числі абразивних, при завантаженні і сушінні цих матеріалів у сушарках киплячого шару. 9 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 13143 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601