Смеситель-активатор

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Сиваченко Леонид Александрович Сиваченко Татьяна Леонидовна Гонорова Светлана Валентиновна Башаримова Валентина Николаевна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Смеситель-активатор, содержащий корытообразный корпус с приемной воронкой и разгрузочным патрубком и размещенные в нем параллельными рядами рабочие органы,каждый из которых содержит дугообразную винтовую спираль, отличающийся тем, что каждый рабочий орган выполнен в виде автономного быстросъемного модуля, включающего плиту, установленные на ней с двух сторон подшипниковые узлы с полыми валами,при этом нижние концы полых валов соединены при помощи быстроразъемного соединения с противоположными концами дугообразной винтовой спирали, а по крайней мере один верхний конец каждого полого вала связан посредством гибкой связи с двигателем,размещенным на корытообразном корпусе. 17490 1 2013.08.30 Изобретение относится к устройствам для непрерывного приготовления активированных бетонных смесей и растворов, преимущественно для приготовления вяжущего (в том числе сложного вяжущего) в составе твердеющих закладочных смесей для заполнения выработанных подземных пространств шахт и рудников, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в строительстве, в горнорудной, металлургической и других отраслях народного хозяйства. Известен смеситель, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и соединенные с валами рабочие органы в виде параллельно расположенных стержней,каждый из которых изогнут по форме цилиндрической пружины, а рабочие органы установлены параллельными рядами по длине корпуса 1. Однако указанный смеситель-активатор имеет низкую надежность работы и высокую трудоемкость эксплуатационного обслуживания, так как поломка рабочих органов в виде стержней вызывает длительную остановку смесителя-активатора из-за необходимости полной разборки-сборки указанного устройства в процессе устранения причины остановки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является мельница-смеситель непрерывного действия, содержащая корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и соединенные с валами рабочие органы в виде дугообразно изогнутых винтовых спиралей, расположенных параллельными рядами по длине корпуса. Причем между спиралями расположены перегородки 2. Однако данное устройство имеет низкую надежность работы устройства и высокую трудоемкость эксплуатационного обслуживания. Известно, что рабочие органы в виде винтовых спиралей (рабочих стержней) в процессе эксплуатации подвергаются интенсивному воздействию перемешиваемой смеси, и поэтому происходит быстрый, в зависимости от степени абразивности обрабатываемого материала, износ поверхности рабочего органа. По этой причине, а также по другим (различное качество изготовления рабочих спиралей стержней, попадание в процессе работы твердых посторонних предметов в межвитковое пространство рабочего органа и т.п.), винтовые спирали периодически выходят из строя(ломаются), причем неодновременно. В этой связи возникает необходимость в замене вышедшего из строя рабочего органа на исправный. А так как в основном процессы приготовления закладочной смеси происходят непрерывно, то замену неисправного рабочего органа необходимо производить быстро, в аварийном режиме, т.к. в противном случае останавливается вся технологическая цепочка закладочного комплекса. В известном устройстве для замены неисправного рабочего органа необходима полная разборка, включающая промывку и очистку устройства от остатков смеси, очистку резьбовых соединений, необходимых при разборке крепления узла основания к корпусу, разборочно-сборочные работы при замене рабочего органа и сборке смесителя. При этом некоторые работы, например замену винтовой спирали, необходимо производить в условиях механических мастерских, так как для этой операции требуются как минимум зажимное устройство, специальные приспособления для съема пружины от узла ее крепления и другой инструмент. По этой причине и надежность работы указанного устройства низкая, т.к. при наличии значительного числа рабочих органов (а это требуется для повышения качества и активации материла) возрастает вероятность выхода из строя (поломки) каждой в отдельности винтовой спирали, которые вызывают незапланированные остановки смесителя-активатора, а значит, и технологического процесса приготовления и подачи закладочной смеси в выработанное шахтное пространство. Задачей предлагаемого изобретения является улучшение надежности работы устройства и снижение трудоемкости эксплуатационного обслуживания за счет снижения времени и рабочих операций по замене отработавших свой срок или вышедших из строя(лопнувших) винтовых спиралей. Поставленная задача достигается тем, что в смесителе-активаторе, содержащем корытообразный корпус с приемной воронкой и разгрузочным патрубком и размещенные в нем параллельными рядами рабочие органы, каждый из которых содержит дугообразную вин 2 17490 1 2013.08.30 товую спираль, согласно изобретению, каждый рабочий орган выполнен в виде автономного быстросъемного модуля, включающего плиту, установленные на ней с двух сторон подшипниковые узлы с полыми валами, при этом нижние концы полых валов соединены при помощи быстроразъемного соединения с противоположными концами дугообразной винтовой спирали, а по крайней мере один верхний конец каждого полого вала связан посредством гибкой связи с двигателем, размещенным на корытообразном корпусе. Кроме этого, быстроразъемное соединение нижних частей полых валов и противоположных концов винтовых спиралей выполнено в виде конуса Морзе и снабжено клиновым стопором,а на тех же полых валах в промежутке между нижней частью подшипникового узла и верхней частью плиты выполнены продольные сквозные пазы. Выполнение каждого рабочего органа смесителя в виде независимого быстроразъемного модуля (блока) с возможностью взаимозаменяемости, образованного плитой и расположенными на ней по краям подшипниковыми узлами со сквозными валами, с возможностью вращения вокруг своей оси, нижние части которых быстроразъемно соединены с противоположными концами дугообразной винтовой спирали, а верхние части валов, по крайней мере одна из них, связаны посредством гибкой связи с приводом, размещенным на корпусе,а также выполнение быстроразъемного соединения нижней части сквозного вала и противоположных концов винтовых спиралей в виде конуса Морзе с клиновым стопором и выполнение на валу в промежутке между нижней частью подшипникового узла и верхней частью плиты сквозного паза обладают новизной, поскольку введенные признаки отсутствуют у аналога и прототипа и также неизвестны в таком сочетании в патентной и научнотехнической информации. Они являются и существенными по следующим признакам. 1. Выполнение каждого рабочего органа в виде независимого быстроразъемного модуля(блока) с возможностью взаимозаменяемости позволяет резко сократить работы по оперативной замене отработанного или вышедшего из строя рабочего органа. При наличии запасного модуля замена производится в течение 35 мин и практически, если учитывать инерционность технологического процесса закладки, не отразится на работе в целом закладочного комплекса, т.е. выход из строя рабочего органа и его замена не будут являться отказом в работе смесителя-активатора. 2. Выполнение модуля в виде плит, на которых расположены подшипниковые узлы со сквозными валами, нижние части которых быстроразъемно соединены с противоположными концами дугообразной винтовой спирали, а верхние части валов, по крайней мере одна из них, связаны с приводом, размещенным на корпусе, позволяет оптимально, с минимальными затратами рабочего времени заменить отработанную винтовую спираль, а наличие гибкой связи создает удобство в отсоединении привода и модуля. 3. Выполнение быстроразъемного соединения в виде конуса Морзе с клиновым стопором дает возможность избежать соединение винт-гайка, что очень важно в условиях работы рабочего органа, работающего в среде быстросхватывающего материала, например цемент, молотый гранит и др. 4. Наличие сквозного паза в промежутке между нижней частью подшипникового узла и верхней частью плиты позволяет при помощи приспособления в виде клина легко выбивать хвостовик быстроразъемного соединения в виде конуса Морзе, так как он (хвостовик) конструктивно выполнен так, что его конец выступает в нижней части паза. Каждый из вышеперечисленных признаков необходим, а все вместе взятые достаточны для того, чтобы отличить предлагаемое устройсво от известных. Совокупность указанных существенных признаков позволяет получить положительный эффект, который является целью изобретения улучшение надежности работы смесителя-активатора и снижение трудоемкости эксплуатационного обслуживания за счет снижения времени и рабочих операций по замене отработавших свой срок или вышедших из строя (лопнувших) винтовых спиралей. По совокупности новизны и положительного эффекта заявляемое техническое решение соответствует критерию существенные отличия. 3 17490 1 2013.08.30 Сущность предлагаемого изобретения поясняется фигурами. На фиг. 1 представлен общий вид смесителя-активатора на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - быстросъемный модуль смесителя-активатора. Смеситель-активатор содержит установленный на раме 1 корытообразный корпус 2 с цилиндрической приемной воронкой 3 и разгрузочным патрубком 4 и размещенные в нем параллельными рядами рабочие органы 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 в виде быстросъемных модулей. Каждый из этих модулей состоит из плиты 13 и расположенных на ней по краям двух подшипниковых узлов 14 и 15 со сквозными валами 16 и 17, нижние части 18 и 19 которых быстроразъемно соединены с противоположными концами 20 и 21 дугообразной винтовой спирали 22, а верхние части валов 23 и 24 через шкивы 25 и 26 посредством гибкой связи 27 (например, клиноременной передачи) связаны с приводом 28, размещенным на корпусе 2. Нижние части сквозных валов 16 и 17 и противоположные концы 20 и 21 дугообразной винтовой спирали 22 соединены при помощи быстроразъемного соединения, выполненного в виде конуса Морзе 29. Для обеспечения надежности крепления винтовой спирали быстроразъемное соединение стопорится клиновым стопором 30. С целью обеспечения удобства и оперативности при разъединении быстроразъемного соединения, выполненного в виде конуса Морзе, в промежутке между нижней частью 31 подшипниковых узлов 14 и 15 и верхней частью плиты 13 выполнен сквозной паз 32, в нижней части которого выходит конец хвостовика 33, являющегося ответной частью соединения конуса Морзе 29 со стороны концов 20 и 21 винтовой спирали 22. В качестве привода 28 применены электродвигатели, на выходных валах которых закреплены шкивы 34, связанные при помощи гибкой передачи, например клиноременной,со шкивами 25, 26 модулей 510. В рабочем положении смеситель-активатор наклонен относительно горизонтальной оси от 10 до 30 в зависимости от производительности обрабатываемого материала и конкретных условий применения. Быстросъемность модулей обеспечивается при помощи не менее двух откидных болтов, зажатых гайкой-барашком по ГОСТ 3032-76. Работа предлагаемого смесителя-активатора осуществляется следующим образом. Включается электродвигатель привода 28, и через клиноременную передачу приводятся во вращение рабочие органы 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 в виде винтовых спиралей. Через цилиндрическую приемную воронку 3 непрерывным потоком подают материал, подлежащий смешиванию и активации (например, сложное вяжущее в составе цемента, золы,молотого гран-шлака). Под действием сил гравитации материал поступает в зону действия спиральных рабочих органов 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, которыми интенсивно смешивается и подвергается активации. Готовый для последующей технологической переработки продукт в виде активированной смеси выгружается через разгрузочный патрубок 4. В случае поломки спирального рабочего органа 22 в одном из модулей 5, 6, 7, 8, 9, 10,11, 12 смеситель-активатор останавливается на короткое время. Неисправный модуль извлекается из корпуса устройства и заменяется резервным. Смеситель-активатор готов к дальнейшей работе в заданном режиме. В неисправном модуле выбиваются клиновые стопора 30 быстроразъемного соединения винтовой спирали 22 и подшипниковых узлов 14 и 15. При помощи одного из клиновых стопоров 30 через сквозной паз 32 производится отсоединение лопнувшей рабочей спирали 22 от подшипниковых узлов 14 и 15. После замены рабочей спирали на исправленную производят сборку модуля в обратной последовательности, который уже в качестве резервного готов для замены в случае следующей поломки рабочего органа. Использование предлагаемого изобретения, в сравнении с известными подобными устройствами, позволяет повысить надежность работы в условиях технологических про 4 17490 1 2013.08.30 цессов приготовления закладочных смесей и подачи ее в выработанные пространства шахт и рудников, т.к. на основе принятых конструктивных решений в данном устройстве получено значительное (скачкообразное) увеличение времени безотказной непрерывной работы за счет оперативной замены вышедших из строя рабочих органов. Улучшены другие показатели надежности данного устройства среднее время восстановления работоспособности, коэффициент готовности, коэффициент профилактики, технический ресурс и т.п. Снижена и связанная с повышением надежности трудоемкость эксплуатационного обслуживания за счет снижения времени и рабочих операций по замене отработавших свой срок или вышедших из строя (лопнувших) винтовых спиралей. По данному устройству изготовлен опытный образец и проведены производственные испытания в условиях закладочных комплексов предприятия п/я А-1768. Результаты испытаний положительные. Источники информации 1. А.с. СССР 903131, 1980. 2. А.с. СССР 1574273, 1990. Фиг. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5