RU2151020C1

RU2151020C1 - Mixer

Info

Publication number: RU2151020C1
Application number: RU99100512A
Authority: RU
Inventors: М.П. Зуев; Е.И. Серюков; А.Н. Баранчиков; А.А. Волкова
Original assignee: Открытое акционерное общество "ГАЗ"
Priority date: 1999-01-10
Filing date: 1999-01-10
Publication date: 2000-06-20

Abstract

FIELD: mixers for preparation of molding sands. SUBSTANCE: mixer has cylindrical bowl with hole for air supply, plows, loosening members with drive for their rotation, exhaust branch pipe, mechanism for mixture loading and unloading, and water supply system. Mounted on end of reducing gear vertical output shaft passing through center of bowl is carrier with plows. Blades of loosening members are located above plows in several rows in vertical plane. Rotary drive is installed on posts and made with double-reduction gear whose two intermediate vertical shafts are located on bowl wall. Radially oriented blades are spaced uniformly on shaft over circumference in each row. Each plow has changeable interconnected cover plates with racks and fixing members. Plow is made with longitudinal hollow opened from ends for passing air and chamfer on plane rear in direction of carrier rotation and extending to low cavity and in direction of bowl wall. Water supply system has pipelines located inside plows in zone of air flow passage with possible getting of moisture onto entire surface of bowl bottom. EFFECT: reduced cycle of mixture conditioning to required mechanical properties without additional cooling equipment. 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для приготовления формовочных смесей. The invention relates to foundry, and in particular to devices for preparing molding sand.

Известен смеситель, содержащий смонтированную на основании корпуса цилиндрическую чашу с отверстием в днище для подачи воздуха, основные, в виде плужков, и вспомогательные, в виде рыхлителей, смешивающие органы, размещенные внутри чаши, привод вращения смешивающих органов, вытяжной патрубок, механизмы загрузки и выгрузки смеси, при этом на конце проходящего через центр чаши выходного вертикального вала редуктора привода установлено водило с закрепленными на нем плужками, а лопасти рыхлителей размещены над верхней частью плужков в несколько рядов по вертикали (см. авт. свид. СССР N 1650324, кл. B 22 C 5/04, опубл. в БИ N 19, 1991 г.). A known mixer containing a cylindrical bowl mounted on the base of the housing with an opening in the bottom for air supply, the main, in the form of plows, and auxiliary, in the form of rippers, mixing bodies located inside the bowl, a rotation drive of the mixing bodies, an exhaust pipe, loading and unloading mechanisms mixture, while at the end of the output vertical shaft of the drive gearbox passing through the center of the bowl, a carrier was installed with plows fixed on it, and the ripper blades are placed above the top of the plows in several only rows vertically (see ed. certificate of the USSR N 1650324, class B 22 C 5/04, published in BI N 19, 1991).

Известный смеситель является наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности. Known mixer is the closest to the claimed technical solution for the technical nature.

Однако данный смеситель является достаточно сложным и недостаточно надежным и износостойким в эксплуатации из-за консольного и наклонного расположения вспомогательных смешивающих органов, а также недостаточно обеспечивает одновременное охлаждение и обогащение формовочной смеси, то есть из-за отсутствия в нем системы водопитания не является смесителем интенсивного действия, в котором происходит охлаждение горячей рабочей смеси во время цикла смешения без применения дорогого дополнительного оборудования, как в известных смесителях фирм "Бердслей и Пайпер" США, "Эйрих" ФРГ, "Симпсон Мулти-Кулер" Швейцария, но которые конструктивно выполнены сложнее, например из-за наличия 2-х приводов смешивающих органов, и отличаются от известного смесителя по а.с. N 1650324. However, this mixer is quite complex and not sufficiently reliable and wear-resistant in operation due to the cantilever and inclined arrangement of auxiliary mixing bodies, and also does not provide enough simultaneous cooling and enrichment of the molding mixture, that is, due to the lack of a water supply system in it, it is not an intensive mixer , in which the hot working mixture is cooled during the mixing cycle without the use of expensive additional equipment, as in known mixers Beardsley and Piper firms of the USA, Erich Germany, Simpson Multi-Cooler Switzerland, but which are structurally more complicated, for example, due to the presence of 2 mixing organ drives, and differ from the well-known mixer by a.s. N 1650324.

В основу заявляемого изобретения положена техническая задача создать отечественный смеситель, который бы выполнял сразу две функции: смешения и охлаждения формовочной смеси, а также был бы более долговечным и надежным в эксплуатации и требовал бы малых затрат на техническое обслуживание и ремонт. The claimed invention is based on the technical task of creating a domestic mixer that would perform two functions at once: mixing and cooling the molding sand, and would also be more durable and reliable in operation and would require low maintenance and repair costs.

Техническим результатом является улучшение конструкции за счет повышения эксплуатационной надежности и долговечности, упрощения обслуживания и ремонта и сокращения цикла доведения формовочной смеси до необходимых механических свойств в процессе ее охлаждения и обогащения, то есть приготовления ее к следующему циклу работы (использования). The technical result is to improve the design by increasing operational reliability and durability, simplifying maintenance and repair, and shortening the cycle of bringing the moldable mixture to the necessary mechanical properties during its cooling and enrichment, that is, preparing it for the next cycle of work (use).

Указанный технический результат достигается тем, что в смесителе, содержащем смонтированную на основании корпуса цилиндрическую чашу с отверстием в днище для подачи воздуха, основные, в виде плужков, и вспомогательные, в виде рыхлителей, смешивающие органы, размещенные внутри чаши, привод вращения смешивающих органов, вытяжной патрубок, механизмы загрузки и выгрузки смеси и систему водопитания, при этом на конце проходящего через центр чаши выходного вертикального вала редуктора привода установлено водило с закрепленными на нем плужками, а лопасти рыхлителей размещены над верхней частью плужков в несколько рядов по вертикали, привод вращения смешивающих органов установлен на стойках корпуса и выполнен с двухступенчатым редуктором, два промежуточных вертикальных вала которого расположены у стены чаши, радиально ориентированные лопасти рыхлителей установлены на промежуточных валах равномерно по окружности в каждом ряду, каждый плужок снабжен сменными, соединенными между собой накладками, установленными на него сверху с возможностью образования гребней и фиксации, выполнен с продольной открытой с торцов полостью (каналом) для прохождения воздуха и со срезом на его задней по направлению вращения водила плоскости плужка, выходящим в полость для прохождения воздуха и расширяющимся в направлении к стене чаши, а система водопитания снабжена трубопроводами, каждый из которых размещен внутри плужка в зоне прохождения потока воздуха с возможностью попадания влаги на всю поверхность днища чаши. The specified technical result is achieved by the fact that in the mixer containing a cylindrical bowl mounted on the base of the housing with an opening in the bottom for air supply, the main, in the form of plows, and auxiliary, in the form of rippers, mixing bodies located inside the bowl, the rotation drive of the mixing bodies, exhaust pipe, mixture loading and unloading mechanisms and a water supply system, and a carrier with a plow mounted on it is installed at the end of the output vertical shaft of the drive gearbox passing through the center of the bowl and, and the ripper blades are placed above the top of the plows in several rows vertically, the rotation drive of the mixing bodies is mounted on the racks of the housing and is made with a two-stage gearbox, two intermediate vertical shafts of which are located near the bowl wall, radially oriented ripper blades are mounted on the intermediate shafts uniformly along circles in each row, each plow is equipped with interchangeable, interconnected pads mounted on top of it with the possibility of crests and fixation, made with a longitudinal cavity (channel) open from the ends for air passage and with a slice on its rear plane of the plow leading to the cavity for air passage and expanding towards the bowl wall, and the water supply system is equipped with pipelines, each of which is placed inside the plow in the zone of passage of air flow with the possibility of moisture entering the entire surface of the bottom of the bowl.

Кроме того, в смесителе лопасти рыхлителей могут быть закреплены на промежуточных валах посредством колец с канавками для лопастей, набор которых опирается на полукольца и зажимается хомутом. In addition, in the mixer, the blades of the cultivators can be fixed on the intermediate shafts by means of rings with grooves for the blades, the set of which is supported by half rings and clamped with a clamp.

На фиг. 1 изображен заявляемый смеситель, общий вид; на фиг. 2 - плужок смесителя в аксонометрии; на фиг. 3 - прохождение воздуха в нижней части смесителя; на фиг. 4 - поперечное сечение плужка смесителя; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 6 - часть системы водопитания смесителя; на фиг. 7 - рыхлитель смесителя в сборе; на фиг. 8 - разрез Б-Б на фиг. 7. In FIG. 1 shows the inventive mixer, General view; in FIG. 2 - a plow of the mixer in a perspective view; in FIG. 3 - air passage in the lower part of the mixer; in FIG. 4 is a cross section of a plow of a mixer; in FIG. 5 is a section AA in FIG. 3; in FIG. 6 - part of the mixer water supply system; in FIG. 7 - mixer ripper assembly; in FIG. 8 is a section BB in FIG. 7.

Смеситель (см. фиг. 1) содержит смонтированную на основании 1 корпуса цилиндрическую, например неподвижную, чашу 2 с отверстием 3 в днище для подачи воздуха, основные в виде плужков 4 и вспомогательные в виде рыхлителей 5 смешивающие органы, размещенные внутри чаши 2, привод вращения 6 смешивающих органов 4 и 5, вытяжной патрубок 7, механизмы загрузки 8 и выгрузки 9 смеси и систему водопитания 10. На конце проходящего через центр чаши 2 выходного вертикального вала 11 редуктора 12 привода 6 установлено водило 13 с закрепленными на нем, например, тремя плужками 4. Лопасти 14 рыхлителей 5 размещены над верхней частью плужков 4 в несколько рядов по вертикали. Привод вращения 6 смешивающих органов 4 и 5 установлен на стойках 15 корпуса и выполнен с двухступенчатым редуктором 12. Привод вращения 6 может быть как сдвоенным, так и с одним электродвигателем, но с редуктором 12 с двумя промежуточными вертикальными валами 16, расположенными у стены чаши 2. На промежуточных вертикальных валах 16 равномерно по окружности в каждом ряду установлены радиально ориентированные лопасти 14 рыхлителей 5. Каждый плужок 4 имеет (см. фиг. 2) сменные соединенные между собой, например три, накладки 17, 18 и 19, которые установлены на него сверху с возможностью образования гребней 20 и фиксации, например посредством Т-образных выступов (не показано) на накладках 17, 18 и 19, входящих в соответствующие пазы плужка 4. Каждый плужок 4 выполнен с продольной открытой с торцов полостью 21 для прохождения воздуха (см. фиг. 3). Причем сечение полости 21 может быть выполнено в виде прямоугольной трапеции, повторяющей форму сечения плужка 4 (см. фиг. 4), у которого передняя по направлению вращения водила 13 плоскость 4а расположена под углом 35-40^o к основанию, а задняя - 4б под прямым (90^o) углом к основанию. Кроме того, каждый плужок 4 выполнен со срезом 22 на задней по направлению вращения водила 13 плоскости 4б плужка 4, выходящим в полость 21 для прохождения воздуха и расширяющимся в направлении к стене чаши 2 (см. фиг. 5 и 3). А также каждый плужок 4 имеет свой трубопровод системы водопитания 10, и при трех плужках 4 имеются три трубопровода. В частности, система водопитания (см. фиг. 6) имеет трубопроводы 23 и 24, размещенные внутри плужков 4 в зоне прохождения потока воздуха с возможностью попадания влаги на всю поверхность днища чаши 2, для чего трубопроводы, в частности 23 и 24, выполняют различной длины, в результате чего, концы их выходят в полости 21 плужков 4 в разных относительно центра чаши 2 местах (ближе к центру, дальше от центра чаши). Лопасти 14 рыхлителей 5 закреплены на промежуточных валах 16 посредством колец 25 с канавками для лопастей 14, набор которых опирается на полукольца 26 (см. фиг. 7) и зажимается хомутом 27 (см. фиг. 8).The mixer (see Fig. 1) contains a cylindrical mounted on the base 1 of the housing, for example a fixed bowl 2 with an opening 3 in the bottom for supplying air, the main mixing bodies located in the form of plows 4 and auxiliary in the form of rippers 5, located inside the bowl 2, drive rotation 6 of mixing bodies 4 and 5, exhaust pipe 7, loading and unloading mechanisms 9 of mixture 9 and water supply system 10. At the end of output vertical shaft 11 of gearbox 12 of drive 6 passing through the center of bowl 2, carrier 13 was installed with, for example, three ploo kami 4. The blades 14 are arranged above the rippers 5 plows upper portion 4 in several rows vertically. The rotation drive 6 of the mixing bodies 4 and 5 is mounted on the racks 15 of the housing and is made with a two-stage gearbox 12. The rotation drive 6 can be either dual or with one electric motor, but with a gearbox 12 with two intermediate vertical shafts 16 located near the wall of the bowl 2 On the intermediate vertical shafts 16, radially oriented blades 14 of cultivators 5 are mounted uniformly around the circumference in each row. Each plow 4 has (see Fig. 2) interchangeable interconnected ones, for example three, pads 17, 18 and 19, which are mounted on and from above with the possibility of formation of ridges 20 and fixation, for example, by T-shaped protrusions (not shown) on the plates 17, 18 and 19 included in the corresponding grooves of the plow 4. Each plow 4 is made with a cavity 21 longitudinally open from the ends for air passage (see Fig. 3). Moreover, the cross section of the cavity 21 can be made in the form of a rectangular trapezoid, repeating the cross-sectional shape of the plow 4 (see Fig. 4), in which the front plane 4a in the direction of rotation of carrier 13 is located at an angle of 35-40 ^o to the base, and the rear 4b under right (90 ^o ) angle to the base. In addition, each plow 4 is made with a slice 22 on the rear plane 4b of the plow 4, which goes out into the cavity 21 for air passage and expands toward the wall of the bowl 2 (see Figs. 5 and 3). And also each plow 4 has its own pipeline of the water supply system 10, and with three plows 4 there are three pipelines. In particular, the water supply system (see Fig. 6) has pipelines 23 and 24 located inside the plows 4 in the zone of air flow with the possibility of moisture entering the entire surface of the bottom of the bowl 2, for which pipelines, in particular 23 and 24, are made different lengths, as a result of which, their ends extend into the cavity 21 of the plows 4 in different places relative to the center of the bowl 2 (closer to the center, further from the center of the bowl). The blades 14 of the rippers 5 are fixed on the intermediate shafts 16 by means of rings 25 with grooves for the blades 14, the set of which is supported by half rings 26 (see Fig. 7) and clamped by a collar 27 (see Fig. 8).

Смеситель работает следующим образом. The mixer operates as follows.

При включении привода вращения 6 смешивающие органы: плужки 4 и рыхлители 5 приводятся во вращение, а именно от выходного вертикального вала 11 - водило 13 вместе с плужками 4 и одновременно от промежуточных вертикальных валов 16 - рыхлители 5. Формовочная смесь перед подачей в смеситель дозируется весовым бункером-дозатором (не показано), и механизмом загрузки 8 подается в чашу 2 смесителя. При этом температура формовочной смеси (земли, песка и т.п.) может быть высокой (горячая формовочная смесь), и для ее охлаждения и приготовления используется вода, поступающая из системы водопитания 10, в частности, по трубопроводам 23 и 24 в чашу 2 сверху вниз, и воздух, поступающий в чашу 2 снизу через отверстие 3 в днище чаши 2. Обе среды, как воздух, так и вода, применяются для образования механическим образом текущей массы для достижения максимума поверхностного контакта. При этом воздух, выходя из отверстия 3, поступает в пустотелое водило 13 и, проходя через полости 21 плужков 4, выходит через их открытые торцы и срезы 22 на задней плоскости 4б плужков 4, расширяющиеся в направлении к стене чаши 2, что позволяет распределить поток воздуха в зависимости от распределения формовочной смеси в смесителе. Причем скорость вращения плужков 4 подбирается такой, которая позволяет разбивать и размельчать комки в смеси. Угол наклона (35-40^o) передней плоскости 4а плужков 4 позволяет подбрасывать формовочную смесь вверх, а за задней плоскостью 4б образуется пространство, в которое выходит нагнетаемый воздух, образуя воздушную подушку, по которой разгоняется объем формовочной смеси примерно до 12 оборотов в минуту (то есть 1 оборот за 5 секунд), что позволяет многократно прогнать формовочную смесь через лопасти 14 рыхлителей 5. При этом весь поток воздуха равномерно распределяется по объему смеси, прошивая его, чем достигается значительный эффект охлаждения. Рыхлители 5 способствуют интенсивному перемешиванию компонентов смеси, а также рыхлят ее, разбивая имеющиеся комки отвердевшей формовочной смеси. В процессе перемешивания и подготовки формовочной смеси компоненты смеси под действием плужков 4 и рыхлителей 5 получают сложное движение, при котором основная масса смеси находится во взвешенном состоянии, но часть ее налипает на днище и стенки чаши 2, образуя твердую корку, которая при малом содержании влаги в смеси постоянно нарастает, катастрофически изнашивая рабочие элементы смесителя. Во избежание этого явления (коркообразование) жидкие составляющие, в частности вода, в формовочную смесь вводятся в два этапа: сначала до подачи смеси (земли) - для размягчения (разжижения) имеющейся корки, а затем в процессе подачи земли - для поддержания процента влаги в формовочной смеси. При этом из-за неравномерного коркообразования подача воды регулируется по площади чаши 2 (больше возле стенок чаши 2), а также вода, проходя по трубопроводам внутри плужков 4, в том числе по трубопроводам 23 и 24, оканчивающимся в разных относительно центра чаши 2 местах, и попадая в полостях 21 в зону потока воздуха, получает дополнительное распыление и, проходя вместе с воздухом через смесь, эффективно внедряется в ее объем и, интенсивно испаряя, приводит к быстрому охлаждению горячей формовочной смеси и к быстрому доведению ее до необходимых механических свойств.When the rotation drive 6 is turned on, the mixing bodies: the plows 4 and the cultivators 5 are driven into rotation, namely from the output vertical shaft 11 — the carrier 13 together with the plows 4 and simultaneously from the intermediate vertical shafts 16 — the cultivators 5. The molding mixture is dosed by weight hopper-dispenser (not shown), and the loading mechanism 8 is fed into the bowl 2 of the mixer. In this case, the temperature of the molding sand (earth, sand, etc.) can be high (hot molding sand), and for its cooling and preparation, water is used that comes from the water supply system 10, in particular, through pipelines 23 and 24 to the bowl 2 from top to bottom, and the air entering the bowl 2 from the bottom through the hole 3 in the bottom of the bowl 2. Both media, both air and water, are used to mechanically form the current mass to achieve maximum surface contact. In this case, the air leaving the hole 3 enters the hollow carrier 13 and, passing through the cavities 21 of the plows 4, leaves through their open ends and sections 22 on the rear plane 4b of the plows 4, expanding towards the wall of the bowl 2, which allows to distribute the flow air depending on the distribution of the molding sand in the mixer. Moreover, the rotation speed of the plows 4 is selected such that it allows to break and grind the lumps in the mixture. The angle of inclination (35-40 ^o ) of the front plane 4a of the plows 4 allows you to throw the molding mixture up, and behind the rear plane 4b, a space is formed into which the injected air exits, forming an air cushion over which the volume of the molding mixture is accelerated to about 12 revolutions per minute ( that is, 1 revolution in 5 seconds), which allows you to repeatedly drive the molding mixture through the blades of 14 rippers 5. Moreover, the entire air flow is evenly distributed over the volume of the mixture, flashing it, thereby achieving a significant cooling effect. Rippers 5 contribute to intensive mixing of the components of the mixture, and also loosen it, breaking the existing lumps of hardened molding sand. In the process of mixing and preparing the molding mixture, the components of the mixture under the action of plows 4 and rippers 5 receive a complex movement in which the bulk of the mixture is in suspension, but part of it sticks to the bottom and walls of the bowl 2, forming a hard crust, which with a low moisture content in the mixture is constantly growing, catastrophically wearing out the working elements of the mixer. In order to avoid this phenomenon (crust formation), liquid components, in particular water, are introduced into the molding mixture in two stages: first, before the mixture (earth) is supplied, to soften (dilute) the existing crust, and then during the earth supply, to maintain the percentage of moisture in molding sand. Moreover, due to uneven crust formation, the water supply is regulated by the area of the bowl 2 (more near the walls of the bowl 2), as well as water passing through the pipelines inside the plows 4, including pipelines 23 and 24 ending in 2 places different from the center of the bowl , and getting into the air flow zone in the cavities 21, it receives additional atomization and, passing along with the air through the mixture, is effectively introduced into its volume and, intensively evaporating, leads to the rapid cooling of the hot molding mixture and to its rapid bringing to the required m mechanical properties.

Кроме того, закрепление лопастей 14 рыхлителей 5 с помощью колец 25 с канавками для лопастей, полуколец 26 и хомутов 27 позволяет исключить нахождение крепежных элементов в зоне формовочной смеси, а также позволяет производить быструю замену вышедших из строя лопастей 14. В результате чего, повышается качество приготовления формовочной смеси и надежность смесителя, а также упрощается обслуживание и ремонт смесителя. Снабжение плужков 4 сменными соединенными между собой накладками 17, 18 и 19 защищает плужки 4 от преждевременного износа и повышает долговечность их работы, а соединение накладок 17, 18 и 19 между собой посредством пазов и гребней 20 исключает дополнительный крепеж, упрощает обслуживание и ремонт. А также гребни 20 на плужках 4 снижают эффект соскальзывания формовочной смеси с плужков 4 под действием центробежных сил, отбрасывающих ее от центра к стене чаши 2, а значит уменьшают скопление смеси (земли) возле стенок чаши 2. In addition, the fastening of the blades 14 of the rippers 5 using rings 25 with grooves for the blades, half rings 26 and clamps 27 allows to exclude the presence of fasteners in the area of the molding mixture, and also allows for the quick replacement of failed blades 14. As a result, the quality is improved preparation of the molding mixture and the reliability of the mixer, as well as simplified maintenance and repair of the mixer. The supply of the plows 4 with interchangeable linings 17, 18 and 19 protects the plows 4 from premature wear and increases the durability of their work, and the connection of the linings 17, 18 and 19 with each other through grooves and ridges 20 eliminates additional fasteners, simplifies maintenance and repair. And also the ridges 20 on the plows 4 reduce the sliding effect of the moldable mixture from the plows 4 under the action of centrifugal forces, dropping it from the center to the wall of the bowl 2, and therefore reduce the accumulation of the mixture (earth) near the walls of the bowl 2.

По окончании цикла приготовления формовочной смеси она выдается механизмом выгрузки 9, при этом открывается люк и производится выгрузка готовой смеси, после чего цикл повторяется. At the end of the cycle of preparation of the molding mixture, it is issued by the unloading mechanism 9, the hatch opens and the finished mixture is unloaded, after which the cycle repeats.

Таким образом, использование заявляемого смесителя позволяет значительно сократить цикл доведения формовочной смеси до необходимых механических свойств без наличия дополнительного охлаждающего оборудования, а также обеспечивает снижение затрат на ремонт и обслуживание и повышение долговечности работы смесителя. Thus, the use of the inventive mixer allows you to significantly reduce the cycle of bringing the molding mixture to the necessary mechanical properties without additional cooling equipment, and also reduces the cost of repair and maintenance and increases the durability of the mixer.

Claims

1. A mixer containing a cylindrical bowl mounted on the base of the body with an opening in the bottom for air supply, an exhaust pipe, the main mixing bodies inside the bowl in the form of plows mounted on the carrier, and auxiliary in the form of rippers, the blades of which are located in several rows above the plows vertically, a rotational drive of the mixing bodies with a gearbox, on the output vertical shaft of which is placed in the center of the bowl, a carrier is installed, and mechanisms for loading and unloading the mixture, characterized in that the rotation drive of the mixing bodies is mounted on the struts of the housing, the gearbox is made two-stage, with two intermediate shafts located near the wall of the bowl, the ripper blades mounted on the intermediate shafts radially and evenly around the circumference in each row, and each plow is equipped with interchangeable overlays with ridges and fixing elements and is made with a longitudinal cavity open from the ends for air passage and a cut on the plane in the rear direction of the carrier that goes into the cavity of the plow and p expanding towards the wall of the bowl, while the mixer is equipped with a water supply system with pipelines located inside the plows in the zone of passage of air flow with the possibility of moisture entering the entire surface of the bottom of the bowl.

2. The mixer according to claim 1, characterized in that the blades of the rippers are fixed on the intermediate shafts by means of a set of rings mounted on half rings and clamped by a clamp, while in the rings grooves for the blades are made.