Описание экспериментальной смесительной установки, средств и оборудования для контроля и регистрации параметров её работы

Для исследования процесса смешивания компонентов при получении различных бетонных смесей была спроектирована и изготовлена экспериментальная установка роторного смесителя принудительного действия, отличающаяся от имеющихся на предприятиях, новой конструкцией смесительных органов (лопасти геликоидного типа с криволинейной формой

поверхности) и устройством, обеспечивающим рациональный режим загрузки крупного заполнителя.

При исследовании процесса смешивания, кроме экспериментальной установки (рис. 3.4), использовалось специальное оборудование, позволяющее осуществлять контроль, регулировку технологических и энергетических параметров и режимов работы установки смесителя в заданных рамках, а также обеспечивать достаточную точность измерения получаемых данных.

Общий вид экспериментальной установки роторного смесителя, используемой при изучении процесса смешивания, определении основных факторов, оказывающих влияние на эффективность работы, а также на энергопотребление, представлен на рис. 3.4, 3.5.

Параметры экспериментальной лабораторной установки

Геометрические параметры смесительной чаши:

внешний диаметр кольцеобразной смесительной зоны...... 880 мм

внутренний диаметр кольцеобразной смесительной зоны ... 340 мм

высота рабочей зоны.............................................................. 120... мм

Частота вращения ротора............................................................. до. 40 мин^-1

Количество лопастей на роторе................................................ 6

Угол установки лопастей относительно вертикальной оси..... от 0° до 90°

Длина лопасти.............................................................................. от. 140 до 180 мм

Высота лопасти........................................................................... 100... мм

Рисунок 3.4. Экспериментальная установка:

а, б - общий вид; в - смесительная чаша с ротором

1 - корпус, 2 - смесительная чаша, 3 - крышка, 4 - загрузочный бункер, 5 - электродвигатель,

6 - натяжное устройство, 7 - подшипниковый узел; 8 - вертикальный вал, 9 - муфта, 10 - редуктор,

11 - ременная передача, 12 - роторная звездочка, 13 - кронштейн, 14 - лопасть, 15 - шиберная заслонка разгрузочного отверстия

Рисунок 3.5.

1 - корпус, 2 - смесительная чаша, 3 - крышка, 4 - загрузочный бункер, 5 - электродвигатель,

6 - натяжное устройство, 7 - подшипниковый узел; 8 - вертикальный вал, 9 - муфта, 10 - редуктор,

11 - ременная передача, 12 - роторная звездочка, 13 - кронштейн, 14 - лопасть, 15 - шиберная заслонка

разгрузочного отверстия

Смешивающий аппарат (рис. 3.6) экспериментальной установки состоит из роторной звездочки, на которой закреплены на различном расстоянии по вылету кронштейны с лопастями для обеспечения перекрытия всей площади смесительной чаши. На каждый кронштейн устанавливается разработанная лопасть геликоидного типа с криволинейной поверхностью (рис. 3.7), обеспечивающая винтовую траекторию движения смеси. Лопасти имеют возможность установки под различными углами к вертикальной оси (от 0° до 90°), величина которых подбирается из условия обеспечения максимального воздействия на перемешиваемые компоненты. В ходе проведения экспериментальных исследований использовались лопасти различной длины (рис. 3.8).

Бетоносмеситель (рис. 3.4, 3.5) работает следующим образом. Исходные компоненты подаются в смесительную чашу 2 через загрузочный бункер 4. Одновременно с подачей материалов происходит включение электродвигателя 5 (N = 3 кВт, n = 1000 мин^-1), который через клиноременную передачу 11 и редуктор 10 передает крутящий момент на смешивающий аппарат, состоящий из роторной звездочки 12 с установленными на нем кронштейнами 13 и лопастями 14, имеющими криволинейную поверхность геликоидного типа. Расстояние установки лопастей от оси ротора определяется таким образом, чтобы при работе бетоносмесителя происходило полное перекрытие площади днища смесительной чаши. Под действием лопастей материал, находящийся в смесительной чаше, приводится в движение. Движение материала происходит по винтовой траектории криволинейной поверхности лопасти.

В результате вращения ротора лопасти с номерами 1-3 (рис. 3.6) осуществляют перемещение смеси по криволинейной поверхности от периферии к центру цилиндрической смесительной чаши экспериментальной установки.

Рисунок 3.6. Смешивающий аппарат смесителя:

1, 2, 3, 4, 5, 6 - смешивающие лопасти геликоидного типа

Рисунок 3.7. Кронштейн с лопастью геликоидного типа

Рисунок 3.8. Смешивающие лопасти геликоидного типа с криволинейной поверхностью

Форма лопастей, а также способ их установки позволит задать материалу, загруженному в смеситель, траекторию движения одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что придаст большую интенсивность процессу смешивания, повысит качество готовой смеси и сократит время, затрачиваемое на перемешивание.

После смешивания происходит открывание шиберной заслонки 15 и выгрузка готовой бетонной смеси через разгрузочное устройство. Далее процесс повторяется.

Включение, регулировка, контроль и снятие показаний процесса работы бетоносмесителя происходит при помощи оборудования, установленного в контрольно-измерительном шкафу (рис. 3.9). Шкаф состоит из эл. счетчика «Меркурий-230» 1, частотного преобразователя «Delta E-VFD037E43A» 2, автоматического 3-х полюсного выключателя 3, пусковой кнопки 4 и контактора 5.

Рисунок 3.9. Контрольно-измерительный шкаф.

1 - эл. счетчик «Меркурий-230», 2 - частотный преобразовать «Delta E-VFD037E43A»,

3 - выключатель 3-х полюсной автоматический,

4 - пусковая кнопка, 5 - контактор

Регулировка частоты вращения электродвигателя производится с помощью частотного преобразователя «Delta E-VFD037E43A». Снятие значений потребляемой при работе установки электроэнергии осуществлялось эл. счетчиком «Меркурий-230».

3.6.