Механическое оборудование. I. оборудование для измельчения и сортирования строительных материалов

• Название: I. оборудование для измельчения и сортирования строительных материалов
• Анкор: Механическое оборудование.doc
• Дата: 17.10.2017
• Размер: 9.08 Mb.
• Имя файла: Механическое оборудование.doc
• Тип: Документы; #9464
• страница: 12 из 16

ГЛАВА 3.СМЕСИТЕЛМ ДЛЯ ПРЕМЕШИВАНИЯ СУХИХ ПОРОШКОВЫХ И ВЯЗКОПЛАСТИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ.

§1.Лопастные смесители с горизонтальными валами

Для перемешивания глины при изготовлении керамических изде­лий, а также для подготовки шихты в стекольном, силикатном и других производствах широко применяют одновальные и двух-вальные лопастные смесители непрерывного и циклического действия. Смесители этой группы применяют как для приготовле­ния шихты из нескольких компонентов, так и для приготовления однородной гомогенной массы в сухом виде или с увлажнением. Увлажнение может производиться водой или паром низкого давления. В последнем случае достигается более высокое каче­ство изделий, так как пар прогревает массу и затем, конденси­руясь, увлажняет ее.

В двухвальном смесителе (рис. 209) перемешивание мате­риала, поступающего по загрузочной воронке 7, производится вращающимися навстречу друг другу лопастными валами 5, размещенными в корытообразном корпусе 2, закрытом теплоизо­ляционным кожухом, наполненным стекловатой. Перемешивае­мая масса постепенно продвигается лопастями 4, установленными под определенным углом, к разгрузочному лотку 16. Увлажнение массы может производиться водой, подаваемой в распылитель 5, или паром, который поступает по трубопроводу 15 в коллектор 13 и далее подается в смеситель сквозь щелевые пазы, образуемы чешуйчатой облицовкой корпуса 14. Лопастные валы, установ­ленные в подшипниках 7, приводятся во вращение двигателем 12, через редуктор 10, муфту 9 и синхронизатор 5, выполненный в виде закрытого редуктора.

В приводе смесителя вместо традиционной фрикционной муфты сцепления применена центробежная муфта 11, использование которой позволило исключить ручное управление и обеспечить автоматическое, дистанционное управление машиной в техноло­гической цепи агрегатов. Корыто смесителя сверху закрыто сек­ционными герметическими крышками 5, предотврающими выход пара из смесителя.

Для интенсификации процесса и повышения качества пере­работки глиняных масс применяют смесители, осуществляющие не только перемешивание и усреднение массы, но и ее растирание. На рис. 210 показан смеситель с фильтрующей решеткой. Гли­няная масса из смесительной зоны 6 двумя шнеками 5, приводи­мыми во вращение двигателем, через ременную передачу 8 и редуктор 7 нагнетается в копильник 2. После заполнения копильника по мере возрастания давления глина продавливается через щелевые отверстия фильтрующей решетки 4, вследствие чего она измельчается и перетирается. Каменистые включения, не про­шедшие через отверстия решетки, вдавливаются шнеком в глиня­ную пробку в копильнике. Копильник с торца закрыт заслон­кой 1, которая периодически поднимается приводом 3, и тогда скопившаяся масса с каменистыми включениями выталкивается шнеком.

Таким образом, в одном агрегате производится перемешивание, перетирание и освобождение глины от каменистых включений.


На рис. 211 показана схема двухвального быстроходного сме­сителя непрерывного действия типа СМС-95, предназначенного для приготовления силикатной массы. Силикатная масса, посту­пающая по воронке 3, перемешивается и одновременно переме­щается лопастями 11 вдоль корпуса 8 к разгрузочному люку 9. На крышках в средней зоне смесителя смонтированы шесть фор­сунок 2, которые тонко распыляют воду, обеспечивая равномерное распределение в массе жидкой фазы и исключая образование комков.

Корпус смесителя, установленный на двух фундаментных опорах, 7, закрыт герметической крышкой 10, в которой имеется патрубок 1 для подключения к системе аспирации для исключения попадания в помещение пыли и пара.

Лопастные валы, установленные в подшипниках 4, приводятся во вращение двигателем 6 через ременную передачу и редуктор 5. Схема установки лопастей и скорость их вращения для конкрет­ных условий подбираются такими, чтобы в верхней части смеси образовывался «кипящий» слой частиц, отбрасываемых лопастями навстречу друг другу. Такой режим работы позволяет повысить эффективность процесса перемешивания. Шаг размещения ло­пастей и угол их установки выполнен переменным для обеспе­чения надлежащих условий перемешивания по мере изменения плотности массы к разгрузочному концу смесителя. Для послесилосной обработки известково-песчаной смеси применяют эффек­тивные смесители-растиратели, оснащенные рабочими органами с упругими (проволочными) элементами. Смеситель (рис. 212) работает следующим образом. Смесь, поступающая по загрузоч­ному лотку 5, попадает в накопитель 3, расположенный над рото­рами с упругими элементами 6, эксцентрично размещенными во вращающемся барабане 1. Быстровращающийся ротор своими щетками захватывает смесь и отбрасывает ее непрерывным потоком в пространство между ротором и регулируемой калибрующей

стенкой накопителя 2. Здесь комья смеси разделяются на мелкие части, которые отбрасываются через зазо­ры направляющей решетки 7, на внутреннюю стенку вращающегося барабана 7, опирающегося на при­водные опорные ролики 8. При вращении барабана смесь поднимает­ся до срезающего ножа 4 и затем сбрасывается в накопитель 3.

Элементы направляющей решетки установлены под определенным углом к оси барабана, в ре­зультате чего при каждом цикле циркуляции смесь продвига­ется вдоль барабана к его открытому разгрузочному торцу. Число циклов циркуляции регулируется изменением угла уста­новки колосников направляющей решетки в зависимости от свойств смеси.

Схема смесителя показана на рис. 213. На раме 1 установлен барабан, приводимый во вращение двигателем 2 через приводные опорные ролики. Барабан закрыт герметическим капотом, состоя­щим из торцовых стенок 5 и 13 и крышки 9. С обоих торцов ба­рабана имеются лабиринтные уплотнения 11. Смеситель может подключаться к системе аспираций через патрубок 6. В барабане эксцентрично размещен ротор 17, приводимый во вращение дви­гателем 3. Привод смесителя закрыт кожухом 4. Изменение угла установки колосников направляющей решетки 18 производится





винтовым устройством 16, размещенным вне барабана. Такое же устройство имеет и срезающий нож 8. Материал поступает в на­копитель 10 по воронке 12 и лотку 15. Накопительно-направляющее устройство и направляющая решетка снабжены вибрато­рами 14. Техническая характеристика смесителей с горизонталь­ными лопастными валами дана в табл. 26.

Производительность лопастных смесителей непрерывного дей­ствия (м³/ч)

где D — диаметр лопастей, м; s— шаг винтовой линии лопастей, м; п — частота вращения валов, об/мин; k_B— коэффициент возврата смеси, равный 0,6—0,7; φ— коэффициент заполнения смесителя, равный 0,5—0,6; z— число лопастных валов; k_п— коэффициент прерывистости винтовой поверхности, образованной лопастями.

Коэффициент прерывистости является отношением проекции ширины лопасти на винтовую линию (рис. 214, б) к длине вин­товой линии:

где b — ширина лопасти; α — угол между плоскостью лопасти и осью вала; δ— число лопастей в пределах одного шага винта.

Для обеспечения надлежащего качества перемешивания длина смесителя L = (2,7÷З)D.

Мощность привода затрачивается на преодоление сопротивле­ний при деформации и резании глины лопастями и на продвиже­ние массы вдоль смесителя. Момент (Н·м), необходимый на вра­щение лопасти (рис. 214):



Мощность (кВт), затрачиваемая на вращение вала с лопа­стями:



где k_p — коэффициент сопротивления резания глины, равный (1,8—2,5) 10⁵ Па; R_н и R_в— наружный и внутренний радиус лопасти, м.

Составляющая мощности, расходуемой на транспортирование смеси вдоль корыта (кВт):



где П — производительность смесителя, м³/ч; ρ— объемная масса смеси, кг/м³; L — длина смесителя, м; W — коэффициент сопротивления движению (для глины равный 4—5); g— ускорение свободного падения, м/с².

Мощность двигателя:



где η— КПД привода.

§ 2. БЕГУНКОВО-ЛОПАСТНЫЕ СМЕСИТЕЛИ

Бегунково-лопастные смесители применяют для приготовления ке­рамических масс в сухом виде, а также с последующим увлажнением при производстве фаянсовых изделий, облицовочных плиток и т. п.

В бегунково-лопастных смесителях наиболее часто применяются рабочие органы, состоящие из одного катка с двумя скребками или из двух катков с двумя скребками (рис. 206). Катки 1 и лопасти 2устанавливаются на осях 3 в крестовине 4, приводимой во вращение. Такое сочетание рабочих органов, обеспечивает интенсивное пере­мешивание компонентов вследствие многократного пересечения по­токов материала, создаваемого рычагами перемешивания 2, вращаю­щимся поддоном 1 и неподвижными лопастями 3 (рис. 207, а). Кроме того, под воздействием катков материал дополнительно измельчается, растирается и пластифицируется.

Оси крестовин устанавливаются экс­центрично по отношению к оси поддо­на, что дает возможность получить сложные траектории движения пото­ков смеси и обеспечить ее интенсивное перемешивание (рис. 207, б).

На рис. 208 показана схема бегунково-лопастного смесителя с двумя сме­сительными механизмами. Такая конст­рукция характерна для смесителей вме­стимостью свыше 500 л. Вертикальные валы, на которых установлены крестовины с бегунами и



лопастями, приводятся во вращение от дви­гателя через ременную передачу 1 и конические зубчатые пары 3. Поддон, установленный на катках 7, получает вращение от вала 2через коническую пару 4 и зубчатый венец 6. Готовая смесь выгру­жается через люк, который закрывается затвором 8 и управляется рукояткой 5. Перемешивание сухих материалов обычно продолжается 2—3 мин, увлажненных 6—8 мин.

§3.ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИЙ ГОМОГЕНИЗАТОР.

Для стабилизации технологического процесса и повышения ка­чества продукции, например, при изготовлении силикатных изделий необходимо проводить тщательное усреднение смеси. Наиболее эффективно этот процесс происходит при перемешива­нии массы, находящейся во взвешенном состоянии. Взвешенное состояние смеси может быть получено механическим способом благодаря подбору соответствующих режимов и траекторий дви­жения рабочих органов или продувкой воздуха через порошок с определенной скоростью. При достижении критической скорости частицы порошка становятся подвижными, приобретая свойства псевдожидкостей. Для разрушения каналов (свищей), которые могут образоваться в порошке и нарушить эффект аэрации, обычно применяют дополнительное механическое побуждение лопастными мешалками. Такие устройства получили название пневмомеха­нических гомогенизаторов.

Гомогенизатор (рис. 217) представляет собой резервуар 4 (диаметром 3 м и высотой 10 м), в котором установлен вал 2 с че­тырьмя ярусами лопастей 3. Вал приводится во вращение при­водом 7, состоящим из двигателя, редуктора и конической зубчатой пары, через шарнирную муфту 9. Для фиксации положения вала его секции установлены в ограничительных кольцевых подшип­никах 5 с пористыми втулками, в которые подается сжатый воздух, благодаря чему обеспечивается их надежная работа в запылен­ной среде. Днище резервуара футеровано кассетами 6, представ­ляющими собой распределительные коробки, которые закрыты
сверху пористыми диафрагмами из не­скольких слоев ткани, покрытых защит­ными сетками. Снизу в кассеты подается сжатый воздух под давлением порядка 0,1 МПа, что обеспечивает скорость восходя­щих потоков 0,01—0,06 м/с. Лопастной вал вращается со скоростью 1,8—2,0 рад/с, в результате чего разрушаются свищи и обеспечивается устойчивое взвешенное со­стояние материала. Для повышения эф­фекта усреднения предусматривается че­редование подачи воздуха в кассеты по определенной программе, в результате чего создаются дифференцированные потоки.

Готовый продукт выгружается через пат­рубок 7. Для контроля за процессом ус­реднения гомогенизатор оборудован тремя пробоотборниками 8. Проба отбирается специальной гильзой, вводимой в резер­вуар при помощи стержня.