Роторный спирально-лопастной смеситель периодического действия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Горшков, Павел Сергеевич

• Горшков, Павел Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Горшков, Павел Сергеевич

Содержание

Введение

Глава 1. Анализ современных методов получения сухих строительных смесей

1.1 Классификация, качество и методы оценки сухих строительных смесей

1.2 Анализ смесителей для производства сухих строительных смесей

1.2.1 Физические аспекты и кинетика процесса перемешивания

1.2.2 Смесители со среднескоростным режимом смешивания

1.2.3 Смесители с высокоскоростным режимом смешивания

1.3 Предлагаемое техническое решение

1.4 Цели и задачи исследования

Выводы по главе

Глава 2. Математическое описание процесса смешивания сыпучих материалов в спирально-лопастном смесителе

2.1 Вычисление радиальной скорости циркуляции сыпучего

материала

2.2 Вычисление продольной скорости циркуляции сыпучего материала в смесителе

2.3 Описание процесса изменения концентрации ключевого компонента сухой смеси в спирально-лопастном смесителе

2.4 Описание процесса изменения начальных параметров сыпучего материала в спирально-лопастном смесителе

2.5 Движение частиц сыпучего материала по спиральной поверхности пера шнека

2.6 Определение мощности, необходимой для перемешивания сыпучих

материалов

Выводы по главе

Глава 3. Методика экспериментальных исследований процесса смешения в роторном спирально-лопастном смесителе

3.1 Цель и задачи экспериментальных исследований

3.2 Описание экспериментальной установки, средств ее контроля и измерения

3.3 Физико-механические свойства смеси, используемой при проведении исследований

3.4 Описание методики проведение экспериментов

3.4.1 Регистрация и видеозапись движения компонентов смеси внутри барабана смесителя

3.4.2 Регистрация прочностных характеристик готового продукта

3.4.3 Регистрация коэффициента неоднородности получаемой смеси

3.4.4 Регистрация удельного расхода электроэнергии экспериментальной установкой

3.5 Методология планирования экспериментальных исследований

Выводы по главе

Глава 4. Экспериментальные исследования процесса смешивания в роторном спирально-лопастном смесителе

4.1 Анализ скоростных параметров и характера движения материала смеси по винтовой поверхности

4.1.1 Экспериментальные исследования скоростных параметров

4.1.2 Исследование характера движения материала по винтовой поверхности

4.2 Экспериментальные исследования процесса смешения в роторном спирально-лопастном смесителе

4.2.1 Результаты анализа исследований зависимости коэффициента неоднородности смеси от основных параметров установки

4.2.2 Результаты анализа исследований зависимости предела прочности раствора смеси от основных параметров установки

4.2.3 Результаты анализа исследований зависимости удельного расхода электроэнергии смесителя от основных параметров установки

4.3 Определение рационального режима работы роторного спирально-

лопастного смесителя

4.4 Сравнительный анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований

4.4.1 Сравнение экспериментальных и теоретических результатов скоростных параметров

4.4.2 Сравнение экспериментальных и теоретических результатов качественных параметров

4.4.3 Сравнение экспериментальных и теоретических результатов

энергетических параметров

Выводы по главе

Глава 5. Практическая реализация результатов работы

5.1 Промышленная апробация результатов работы

5.2 Технико-экономические результаты работы

Выводы по главе

Основные результаты и выводы

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роторный спирально-лопастной смеситель периодического действия»

Введение

В настоящее время технологии сухих строительных смесей (ССС) играют огромную роль в развитии мирового рынка строительных материалов. Сухие смеси имеют большое значение не только с точки зрения эстетической отделки здания, но все чаще они обеспечивают теплоизоляцию и существенно увеличивают эффективность строительства. За последние годы ССС заняли прочные позиции на строительном рынке отделочных технологий. По всему миру, в том числе в Китае и Бразилии, где в настоящее время отмечаются наибольшие темпы роста производства сухих строительных смесей, появляются новые разработки для решения конкретных задач строительной отрасли. С 2005 года новые рынки растут более чем на 20% в год, и экономический кризис незначительно повлиял на этот рост. Мировое производство сухих строительных смесей в 2009 оценивали от 120 млн. т. до 170 млн.т.

Бурное развитие инновационных технологий, изучение материалов на нано-уровне и комплексный подход открывает перед этой отраслью большие перспективы. Основным мотивом развития производства ССС конечно является большой рост спроса на модифицированную сухую смесь. С постоянно растущим темпом роста строительства жилого сектора использование сухих смесей является наилучшим вариантом, как в плане качества, номенклатуры и времени при строительстве, так и в отделке или косметическом ремонте. Использование сухих смесей по принципу "залил водой и используй" сделало их популярными на рынке ССС [12].

Именно в наши дни, модифицированные сухие смеси сложного состава: шпаклевки, выравнивающие смеси, клеи высокой степени фиксации, и т.д., получают все более широкое распространение в строительстве. Сегодня производство сухих смесей является не только одним из крупнейших сегментов строительного рынка, но и своеобразной испытательной базой, где перспективные разработки, как в области

строительной химии, так и специального технологического оборудования подвергаются самой серьезной проверке и апробации.

Сейчас строительные смеси на Российском рынке занимает достаточно высокие позиции и по данным агентства Symbol-Marketing и управляющего некоммерческим партнерством «Союз производителей сухих строительных смесей» Евгения Беляева эти позиции будут только укрепляться. В поддержку таких прогнозов может говорить тот факт, что за последние годы темпы строительства увеличились, в среднем, на 10%.

В свою очередь, строители, которые являются основным потребителем сухих строительных смесей, с каждым годом накладывают все более жесткие требования к качеству и основным характеристикам смесей, пытаясь вывести строительство на международный уровень. К счастью современные технологические комплексы и заводы по производству ССС обладают современными технологиями и оборудованием, что позволяет достаточно быстро и "безболезненно" адаптироваться к меняющимся "вкусам" потребителей.

Свойства строительных смесей зависят от физико-химических и физико-механических характеристик используемых в смесях компонентов, а энергетические затраты - от характера их переработки. В связи с этим производство строительных смесей следует рассматривать как отдельную химико-технологическую систему, входящую в состав

многоассортиментного производства различных строительных материалов и состоящую из различных подсистем, потребляющих для выпуска разнообразных смесей значительные количества различных видов сырья, топливно-энергетических ресурсов и т.п.

Поэтому достижение минимальных энергетических затрат при получении различных смесей возможно за счет решения вопросов в подсистеме формирования состава и стабилизации качества строительных смесей.

Основными процессами технологической цепочки производства сухих строительных смесей, оказывающих существенное влияние на их эксплуатационные характеристики, являются: подготовка сырьевых компонентов, их дозирование и смешивание, распределение малых химических добавок и премиксов в основной массе продукта. Однородность материала является основой требуемого качества современных строительных смесей. От того, насколько равномерно отдельные компоненты будут распределены в основном объеме смеси, напрямую зависят эксплуатационные характеристики получаемого продукта. Даже небольшое отклонение содержания малых добавок, вызванное плохим их распределением, может негативно сказаться как на физико-механических, так и на технико-эксплуатационных свойствах смеси.

Именно по этим причинам смесительный узел по праву считается наиболее ответственным участком завода по производству сухих строительных смесей. Следовательно, работа смесительного оборудования является важнейшим шагом на пути получения высококачественного продукта.

Наряду с разработанными способами комплексного снижения энергетических затрат [10] при получении сухих строительных смесей, заключающихся в сочетании рационального механического способа перемешивания и эксергетического анализа [1], необходимо изучить процесс изменения концентрации компонентов в строительных смесях при высокоскоростном режиме смешения.

Поэтому создание смесителей, как важнейшего оборудования в технологической цепочке, более совершенной конструкции с минимизацией потребляемых ресурсов и увеличения номенклатуры выпускаемой продукции на единичном оборудовании является наиболее актуальной задачей, стоящей перед инженерами в области производства сухих строительных смесей.

Актуальность работы:

Цель работы - разработка роторного спирально-лопастного смесителя периодического действия для смешивания сухих смесей и методики расчета основных конструктивно-технологических и энергетических параметров.

Объектом исследования является смеситель лопастного типа с вертикальным расположением вала для получения сухих строительных смесей.

Предмет исследования является определение влияния и установления закономерностей геометрических параметров лопастей винтового шнека на время смешивания и потребление энергоресурсов с заданными качественными показателями сухой смеси.

Задачи исследования:

1. Провести анализ классификационной системы сухих строительных смесей и смесительного оборудования для их получения с различными режимами смешивания.

2. Усовершенствовать конструкцию вертикально-лопастного смесителя, позволяющей изменять траектории движения частиц и установить его рациональные геометрические и технологические параметры для получения сухих смесей.

3. Разработать математическую модель скоростей движения частиц смеси при различных характеристиках циркуляции сыпучего материала, находящегося в псевдоожиженном состоянии.

4. Установить теоретические зависимости, описывающие движение частиц по спирали шнека, закрепленной на внутренней поверхности смесительного барабана.

5. Разработать математическую модель расчета: геометрических параметров спирально-винтовой поверхности шнека, концентрации смеси и изменения ее физико-механических свойств, мощности, потребляемой смесителем.

6. Установить методом планирования многофакторного эксперимента регрессионные зависимости изменения коэффициента неоднородности, мощности, затрачиваемой на смешение компонентов смеси, прочностных характеристик готового продукта, а так же провести проверку аналитических зависимостей в лабораторных условиях для определения рациональных технологических и конструктивных параметров смесителя.

7. Установить рациональные геометрические и технологические параметры роторного спирально-лопастного смесителя для получения сухих строительных смесей.

8. Разработать рекомендации для промышленного внедрения смесителя.

Научная новизна заключается в получении:

- уравнений для расчета скоростных характеристик движения сыпучего материала с учетом его циркуляции в спирально-лопастном смесителе;

- аналитических выражений, позволяющих оценить время смешивания компонентов сыпучего материала и определить изменение концентрации этих компонентов в зависимости от продолжительности перемешивания;

- зависимостей, позволяющих установить конструктивно-технологические параметры смесителя с учетом свойств сыпучего материала;

- аналитических зависимостей для определения величины потребляемой мощности приводом ротора спирально-лопастного смесителя.

Практическая значимость работы.

Предлагаемый метод смешивания сыпучих материалов с использованием скоростных режимов и интенсификации процесса позволит получать сухие смеси с высокой степенью равномерного распределения

ключевого компонента с меньшими затратами энергетических и технологических ресурсов. Разработанный принцип движения частиц перемешиваемых компонентов может применяться как при модернизации уже существующего смесительного оборудования, так и при проектировании нового.

Полученные аналитические зависимости позволяют определить рациональное время смешивания сухих смесей с конкретной рецептурой, получить рациональные геометрические параметры конструкции смесителя и определить энергетические затраты во время работы роторного спирально-лопастного смесителя.

Экономическая эффективность от использования смесителя предлагаемой конструкции обеспечивается за счет роста выпуска продукции на 5% и увеличения качества получаемой строительной смеси, что позволит сократить себестоимость 1 тонны сухих строительных смесей на 54,08 рубля и составит 390 тыс. рублей в год. Срок окупаемости проекта составит около 11 месяцев.

Автор защищает:

1. Математические модели скорости движения частиц сыпучего материала, находящихся в псевдоожиженом состоянии: в радиальном и продольном направлении внутри барабана в спирально-лопастном смесителе, по спиральной поверхности шнека с учетом его конструктивных параметров и объема смеси;

2. Аналитические зависимости, позволяющие определить изменение концентрации компонентов сухой смеси и найти время их смешения в зависимости от конструктивных и технологических параметров смесителя;

3. Уравнения регрессии, позволяющие определить величину параметров оптимизации Ус, асж, д в зависимости от исследуемых факторов д0, Аг, пш, пр\

4. Конструкцию спирально-лопастного смесителя для ССС подтвержденную патентом РФ №112 643 U1.

Реализация работы:

Роторный спирально-лопастной смеситель для ССС внедрен на ООО «Боникс», г. Белгород. Экономический эффект от внедрения составит 390 тыс. рублей в год.

Апробация работы: Основные результаты работы были рассмотрены на заседаниях кафедры механического оборудования БГТУ имени В.Г. Шухова в 2010 - 2011 году, на технических совещаниях ООО «Боникс», г. Белгород в 2011 - 2012 году и представлены на Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов». - Белгород, 2010 г. и X Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2010» - Белгород, 2010 г.

Публикации.

По результатам исследования опубликовано 14 статей, в том числе 4 статьи в центральных изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен 1 патент на полезную модель РФ №112 643 U1.

Структура и объем работы: работа выполнена на 153 стр., содержит 5 глав, 58 рисунков, 15 таблиц, 124 источников литературы, 1 приложение.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Горшков, Павел Сергеевич

Основные результаты и выводы

1. Учитывая сложный состав сухих строительных смесей и широкий спектр их применения, рассмотрены и проанализированы смесители с учетом режимов смешивания, которые характеризуются скоростью и временем протекания процесса. Установлено, что одним из преимуществ смесителей с высокоскоростными режимами смешивания является высокая подвижность частиц и переход материала в псевдоожиженное состояние.

2. Для повышения эффективности процесса смешивания сыпучих материалов предложена патентозащищенная конструкция спирально-лопастного смесителя периодического действия с быстровращающимся ротором, позволяющая обеспечить дополнительную циркуляцию сыпучей среды из застойных зон вдоль корпуса смесителя.

3. Разработана математическая модель циркуляции сыпучего материала в спирально-лопастном смесителе при установившемся режиме работы, получены аналитические зависимости для определения скоростных характеристик движения частиц в различных зонах корпуса смесителя.

4. В рамках рассмотренной диффузионной модели движения материала предложено теоретическое описание изменения концентрации ключевого компонента сухой смеси в зависимости от конструктивных и технологических параметров смесителя. Получена аналитическая зависимость для расчета потребляемой мощности роторным спирально-лопастным смесителем периодического действия.

5. Исследован процесс смешения в экспериментальной установке роторного спирально-лопасного смесителя периодического действия с использованием математического планирования эксперимента. В качестве основного плана выбран центральный композиционный ортогональный план ЦКОП 24 полного факторного эксперимента. На основе поисковых экспериментов определены варьируемые факторы: X] - угол подъема винтовой спирали, х2 - ширина спирали, х3 - число оборотов спирали (смесительного барабана), х4 - число оборотов ротора.

6. На основе анализа экспериментальных данных получены уравнения регрессии вида Vc, осж, q = f'{до, Аг, пш, пр). Дана оценка влияния каждого из факторов и их взаимодействия формирования функции отклика. Проведен анализ графических зависимостей функций отклика от варьируемых факторов. Расхождение теоретических расчетов с экспериментальными исследованиями не превышает 10%

7. Определены рациональные значения угла подъема винтовой линии трехзаходной спирали д0, ширины шнека трехзаходной спирали Аг, числа оборотов шнека трехзаходной спирали пш, число оборотов ротора пр при условии Vc min; сгсж-»тах; gmin. Так д0=22.28 Дг=30.45 мм, пш=30.40 мин"1, ир=500.600 мин"1.

8. Результаты проведенных испытаний полупромышленной установки смесителя предлагаемой конструкции апробированы на ООО «Боникс». Испытания роторного спирально-лопастного смесителя осуществлялось в составе технологической линии по производству финишной шпаклевки для отделочных работ "ММ-100-Д".

9. Экономический эффект от внедрения составит 390 тыс. рублей в год. Срок окупаемости проекта составит около 11 месяцев.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Горшков, Павел Сергеевич, 2013 год

Список литературы

1. Системный и эксергетический анализ процессов в стройиндустрии. Современные пути решения проблем цементных заводов: сборник трудов отечественных ученых об эффективности различных способов производства цемента / Гл. ред. М.А. Вердиян. - М.: МАСИ; Белгород: Изд-во БГТУ, 2007. -384 с.

2. Лозовой, Н.М. Исследование процесса смешения в смесительно-помольном устройстве с изменяемой рабочей камерой с использованием современных компьютерных технологий/ Н.М. Лозовой// Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова - 2012,-№1,-С. 79.

3. Вердиян, М.А. Эксергетический анализ в задачах формирования состава и стабилизации качества цементных строительных смесей/ Р. Т. Лукманов,

A.M. Вердиян, Н.П. Несмеянов, Д.П. Селюк, В.Г. Пермяков // - М.: Издательство МАСИ, 2006. - 86 с.

4. Макаров, Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов / Ю.И. Макаров // - М.: «Машиностроение», 1973. - 216 с.

5. Макаров, Ю.И. Отечественное и зарубежное оборудование для смешивания сыпучих материалов/ Ю.И. Макаров, Б.М. Ломакин,

B.В. Харакоз // - М.: «Машиностроение», 1964. - 86 с.

6. Воронов, В.П. Спирально-лопастной противоточный смеситель для производства сухих строительных смесей / В.П. Воронов, Н.П. Несмеянов, П.С. Горшков // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2012. - № 1. - С. 66.

7. Горшков, П.С. Новые способы комплексного снижения энергетических затрат при получении сухих строительных цементных смесей / П.С. Горшков, Н.П. Несмеянов, // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2012. - №2. - С. 49.

8. Горшков, П.С. Методика расчета продольной скорости циркуляции сыпучего материала в спирально-лопастном смесителе/ П.С. Горшков,

В.П. Воронов, Н.П. Несмеянов, // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова -Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2012. - №4. - С. 88.

9. Горшков, П.С. Описание процесса изменения концентрации ключевого компонента при получении сухих строительных смесей/ П.С. Горшков, Н.П. Несмеянов, // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2013. - №1. - С. 45.

10. Несмеянов, Н.П. Сравнительная оценка технологических схем заводов небольшой мощности по производству ССС / Н.П. Несмеянов, П.С. Горшков, // Межвузовский сборник статей. Энергосберегающие строительные комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Белгород БГТУ 2009. - С. 169.

11. Несмеянов, Н.П. Современные способы классификации ССС / Н.П. Несмеянов, П.С. Горшков, // Межвузовский сборник статей. Энергосберегающие строительные комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Белгород БГТУ 2009. - С. 173.

12. Несмеянов, Н.П. Смесители для производства ССС/ Н.П. Несмеянов, П.С. Горшков, // Межвузовский сборник статей. Энергосберегающие строительные комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Белгород БГТУ 2009. - С. 176.

13. Несмеянов, Н.П. Рациональный подход к смешению сыпучих материалов в противоточном спирально-лопастном смесителе / Н.П. Несмеянов, П.С. Горшков, // Сборник докладов Международной научно-практической конференции «Инновационные материалы и технологии (XX научные чтения). Белгород БГТУ 2011. - С. 33.

14. Горшков, П.С. Выбор рациональной технологической схемы производства сухих строительных смесей / П.С. Горшков, // Межвузовский сборник статей. Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Белгород БГТУ 2010-Вып. IX.-С. 118.

15. Несмеянов, Н.П. Разработка нового способа комплексного снижения энергетических затрат при получении различных смесей / Н.П. Несмеянов, П.С. Горшков, Ю.С. Бражник // Межвузовский сборник статей. Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Белгород БГТУ 2010 - Вып. IX. - С. 245.

16. Воронов, В.П. Математическое описание процесса перемешивания в спирально-лопастном смесителе противоточного типа / В.П. Воронов, Н.П. Несмеянов, П.С. Горшков, // Межвузовский сборник статей. Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Белгород БГТУ 2011. - С. 80.

17. Несмеянов, Н.П. Диагностика и организация системы качества сухих строительных смесей в производственных условиях / Н.П. Несмеянов, П.С. Горшков, // Сборник докладов Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2010». Белгород: Изд-во БГТУ, 2010 - Т.З. -С. 74.

18. Несмеянов, Н.П. Повышение качества сухих цементных смесей на основе применения цемента с заданными свойствами / Н.П. Несмеянов, B.C. Богданов, П.С. Горшков, Ю.С. Бражник // Межвузовский сборник статей. Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Белгород БГТУ 2012 - Вып. IX. - С. 61.

19. Бражник, Ю.В. Анализ смесительного оборудования для сухих строительных смесей / Ю.С. Бражник, B.C. Богданов, Н.П. Несмеянов, П.С. Горшков // Межвузовский сборник статей. Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Белгород БГТУ 2012 - Вып. IX. - С. 70.

20. ГОСТ 31189-2003. Смеси сухие строительные. Классификация. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. - 5 с.

21. ГОСТ 31356-2007. Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2008. - 26 с.

22. ГОСТ 31357-2007. Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2008. - 20 с.

23. ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1986. - 19 с.

24. ГОСТ 8736-93. Песок для строительных работ. Технические условия. -М.: ИПК Изд-во стандартов, 1995. - 11 с.

25. ГОСТ 25328-82. Цемент для строительных растворов. Технические условия. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. - 4 с.

26. ГОСТ 28013-98. Растворы строительные. Общие технические условия. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1999. - 22 с.

27. ГОСТ 31386-2008. Смеси сухие строительные клеевые на гипсовом вяжущем. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2010. - 8 с.

28. ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2005. - 8 с.

29. ГОСТ Р 51574-2000. Соль поваренная пищевая. Техническая условия. -М.: Стандартинформ, 2005. - 15 с.

30. Федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций: СНиП 82-02-95.-М., 1996.-21 с.

31. Приготовление и применение растворов строительных: СП 82-101-98. -М., 1998.-40 с.

32. Механические перемешивающие устройства. Метод расчета: РД-26-01-90-85. - ЛенНИИхинмаш, 1986. - 257 с.

33. Бауман В.А. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: Учебник для строительных вузов / В.А. Бауман, Б.В. Клушанцев, В.Д. Мартынов. - 2-е изд., перераб. - М.: машиностроение, 1981.- 324 е., ил.

44. Волженский A.B. Минеральные вяжущие вещества: (технология и свойства). Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. / A.B. Волженский, Ю.С. Буров, B.C. Колокольников. - М.: Стройиздат. 1979. - 476 е., ил.

45. Козлов В.В. Сухие строительные смеси: Учебное пособие. - М.: Изд-во АСВ, 2000.-96 е.: ил.

46. Телешов A.B., Сапожников В.А. Производство сухих строительных смесей. Критерии выбора смесителя// Строительные материалы. - 2000. №1. -с. 10-12.

47. Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента (планирование регрессионных экспериментов): Монография. - М.: «Наука», 1971. - 312 е.; ил.

48. Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений - 2-е, перераб. и доп./ П.В. Новицкий, И.А. Зограф. - Д.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 304 е.; ил.

49. Ахназарова C.JI. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов. - 2-е, перераб. и доп./ C.J1. Ахназарова, В.В. Кафаров. -М.: Высш. шк., 1985. - 327с.; ил.

50. Зедгинидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем / И.Г. Зедгинидзе. - М.: «Наука», 1976. - 390 с.

51. U1 112643 RU, МПК B01F 9/00. Смеситель для перемешивания сыпучих материалов / Богданов B.C., Несмеянов Н.П., Горшков П.С. (БГТУ им. В.Г. Шухова). - №2011122970/05; Заявл. 07.06.2011 //Полезная модель (Заявки и патенты). - 2012. - №2. - с. 2.

52. Вареных Н.М. Химико-технологические агрегаты смешивания дисперсных материалов/ Н.М. Вареных, А.Н. Веригин, В.Г. Джангриян. - СПб.: Изд. С.-Петербургского ун-та, 2000. - 340 с.

53. Варьяш Г.М. Получение смесей для производства огнеупорных комплектующих и анализ смесительных установок/ Г.М. Варьяш, Е.С. Надёжин// Известия ТулГУ. Серия "Технологическая системотехника".

61. Першин В.Ф. Перспективы использования циркуляционных смесителей в промышленности/ В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, О.В. Демин// Химическая промышленность сегодня. 2003. № 11. С. 41 - 44.

62. Серебряков С.П. Центробежно-планетарное приготовление формовочных и стержневых смесей/ С.П. Серебряков// Литейное производство, -М.: Машиностроение, 1993, № 12. С. 14-15.

63. Чувпило A.B. Приготовление многокомпонентных порошковых материалов/ A.B. Чувпило//Сб. "Новое в производстве источников тока". ЦИНТИЭЛЕКТРОПРОМ. М., 1961, С. 33-53, ил.

64. Движение тонких слоев сыпучего материала по неподвижным поверхностям гравитационных смесителей и расходомеров./ Д.О. Бытев, А.И. 16. Зайцев, Ю.И. Макаров, В.А. Северцев. // Изд. вузов СССР, Химия и химическая технология. - 1980. -Т.23,№11. -С. 1437-1441.

65. Макаров Ю.И. Определение типа смесителей для сыпучих материалов с использованием номограммы / Ю.И. Макаров, С.С. Кашковский, И.И. Багринцев // Химическое и нефтяное машиностроение. - 1980. - № 3. - С. 27—28.

66. Полянский В. П. Оптимизация периодических смесителей сыпучих материалов. / В.П. Полянский, Ю.И. Макаров, Г.И. Китаев. //. Технология сыпучих материалов: Тез. докл. Всесоюзн. конф - Ярославль, 1989. - T. II - С. 49—50.

67. Бытев Д.О. Стохастическое моделирование процессов смешения сыпучих материалов. / Д.О. Бытев // Технология сыпучих материалов: Тез. докл. Всесоюзн. конф - Ярославль, 1989. - T. II. - С. 49—50.

68. Голиакберов З.К. Математическое моделирование совмещенного процесса смещения и сушки. / З.К. Голиакберов, Л.Г. Голубев, А.К. Лодыгин // Технология сыпучих материалов: Тез. докл. Всесоюзн. конф - Ярославль, 1989.-T. II.-С. 130.

69. Першин В. Ф. Конструирование смесителей сыпучих материалов, обеспечивающих стабильный уровень качества смеси / В.Ф. Першин, М.М. Свиридов //Химическое и нефтегазовое машиностроение. 1999.-№8.- С. 13-15.

70. Богданов В.В. Смешение полимеров. / В.В. Богданов, Р.В. Торнер, Э.О. Регер. - Л.: Химия, 1979. - 192 с.

71. Преображенский П.А. Спирально-винтовые транспортеры (гибкие шнеки) и смесители. / П.А. Преображенский - Казань: КХТИ им. С.М. Кирова, 1970. 138 с.

72. Багринцев И. И. Смесительное оборудование для сыпучих и пастообразных материалов. / И.И. Багринцев, JI.M. Лебедева, В.Я. Филин // Обзорн. информ. - М.; 1986.-35 с.

73. Иванец В. Н. Разработка конструкций смесителей-диспергаторов для получения новых композиционных материалов на основе полимера Аропласт и полиамидных смол (ПАИС) / В. Н. Иванец, С. И. Батурина и др. //Исследования в области технологии мономеров и термостойких полимеров.

— М, 1989.-С. 62-73.

74. Смесители для сыпучих и пастообразных материалов. Кат. М.: ЦИНТИ

- химнефтемаш, 1985. - 78 с.

75. Иванец В. Н. Интенсификация процесса смешивания высокодисперсных материалов направленной организацией потоков. Автореф. дис. . д-ра техн. наук. /В.Н. Иванец Одесса: ОТИ1111, 1989. -32 с.

76. Зайцев А. И. Смесители с разреженными потоками сыпучих материалов. /А.И. Зайцев. //. Технология сыпучих материалов: Тез. докл. Всесоюзн. конф - Ярославль, 1989. - Т. II. - С. 78—81.

77. Деревякин Н. А. Конструкции вихревых аппаратов для процессов переработки сыпучих материалов. / H.A. Деревякин. //Разработка вихревых электромагнитных аппаратов для интенсификации технологических процессов: Тез. докл. Всесоюзн. конф. -Тамбов, -1989. -17 с.

78. Мизонов В.Е., Баранцева Е.А. Marikh К., Berthiaux Н. Применение теории марковских цепей к моделированию механических процессов химической технологии. Труды V Международной НК „Теоретические и экспериментальные основы создания новых высокоэффективных химикотехнологических процессов и оборудования. 26-28 июня 2001г., Иваново, с.92-94.

79. Жуков В.П., Барочкин Е.В., Мизонов В.Е., Ледуховский Г.В. Применение теории цепей Маркова к динамическому моделированию теплообменных аппаратов. Изв.ВУЗов "Химия и химическая технология", 2005, т.48, вып. 4, с.87-89.

80. Зельдович Я.Б. Элементы математической физики / А.Д. Мышкис. - М.: Наука, 1973.-352с.

81. Баканов М. В. Разработка и исследование непрерывно действующего смесительного агрегата вибрационного типа для получения комбинированных продуктов питания: автореферат дис... канд. техн. наук / Баканов М. В. - Кемерово, 2000. - 16с.: ил. - Библиогр.: с. 16.

82. Федосенков Б.А. Разработка технологических способов и исследование процесса приготовления сухих композиций в смесительных агрегатах непрерывного действия: автореферат дис... канд. техн. наук / Федосенков Б.А. - Кемерово, 1996. — 17с.: ил. - Библиогр.: с. 17.

83. Селиванов Ю.Т. Разработка новых конструкций и методик расчета циркуляционных смесителей сыпучих материалов: дисс. д-ра техн. наук / Селиванов Ю.Т. - Тамбовский Государственный Технический Университет, 2004.

84. Смесители с внутрицикловыми изменениями кинематических параметров мешалок / Ю.И. Чупин, H.H. Торубаров, E.H. Фурсов // Технология сыпучих материалов: тез. докл. всесоюзн. конф. Технология сыпучих материалов. - Ярославль, 1989. - Т. II. - С. 49—50.

85. Моделирование процесса преобразования отдельных порций сыпучего материала в непрерывный поток / В.Ф. Першин, C.B. Барышникова, А.Г. Ткачев: тез. докл. IV Всерос. Науч.конф. Динамика процессов и аппаратов химической технологии. - Ярославль, 1994. - Т.1 - С.68.

86. Д. В. Филимонов. Использование двухстадийной технологии для дозирования плохосыпучих материалов. / Д. В. Филимонов, С. В. Барышникова // Труды ТГТУ: Сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. / ТГТУ.-Тамбов, 2001,- Вып. 8. - С.73-77.

87. Баранцева Е.А. Экспериментальное исследование взаимодействия вращающейся лопасти со слоем сыпучего материала в цилиндре / К. Марик, В.Е. Мизонов, А. Бертье А, Д.А. Пономарев // Изв. вузов „Химия и хим. технология". - 2001, т.45, вып.1, с. 142-143.

88. Демин, О. В. Анализ работы различных видов смесителей сыпучих материалов периодического действия [Текст]/ О. В. Демин // Труды ТГТУ: сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн.ун-та, 2001. - Вып. 8. - С. 109-114.

89. Работнов, Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела [Текст]: учеб. пособие для вузов / Ю.Н. Работнов. - 2-е изд., испр. - М.: Наука 1988. - 712, с.

90. Яблонский, A.A. Статика. Кинематика [Текст]/ A.A. Яблонский, В.Н. Никифорова - 5-е изд., перераб. - М.: Высшая школа, 1977-4.1 - 368 с.

91. Выгодский, М. Я. Справочник по высшей математике. [Текст]/ М.Я.Выгодский - 6-е изд., перераб. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963.- 870 с.

92. Корн, Г. Справочник по математике [Текст]/ Г. Корн, Т. Корн - М.: Наука, 1968.-720 с.

93. Яблонский A.A. Динамика [Текст]/ A.A. Яблонский, В.М. Никифорова - 5-е изд., перераб. - М.: Высшая школа 1977. - Ч.2-368 с

94. Клейн, Г.К. Строительная механика сыпучих тел [Текст]/ Г.К. Клейн. - М.: Высшая школа, 1979. - 269 с.

95. Уваров, В.А. Моделирование движения загрузки в смесительных устройствах с изменяемыми рабочими камерами [Текст]/ В.А. Уваров , С.Ю. Лозовая, Н.М. Лозовой// Научные исследования наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф., Белгород, 5-8 окт. 2010г./Белгор. гос. технол. ун-т. -Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. -Ч.З. -153158 С.

96. Уваров, В.А. Определение сил в смесителе с изменяемой рабочей камерой периодического действия [Текст]/ В.А. Уваров, Н.М. Лозовой// Вестник БГТУ. 2012 №1,.- С. 79-81

97. Богданов, B.C. Основные процессы в производстве строительных материалов: учебник [Текст]/ B.C. Богданов, A.C. Ильин, И.А. Семикопенко. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2008. - 551 с.

98. Севостьянов, B.C. Валковые машины и агрегаты в промышленности строительных материалов [Текст], учеб. пособие. В.С Севостьянов. - М.: Изд.-во БелгТАСМ, 1986. - 161с.

99. Люботиц, М.И. Справочник по сопротивлению материалов [Текст]/ М.И. Люботиц, Г.М. Ицкович. - Минск: Высшая школа, 1969. - 464 с.

100. Биргер, И.А., Расчет на прочность деталей машин [Текст]: справочник/ И.А. Биргер, Б.Ф. Шофр, Г.Б. Иосилевич. -М.: Машиностроение, 1979 - 702 с.

101. Потураев, H.A., Резиновые и резинометаллические детали машин [Текст]/ H.A. Потураев - М.: Машиностроение, 1966. - 300 с.

102. Выгодский, М.Д. Справочник по высшей математике [Текст]/ М.Д. Выгодский. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962.- 871 с.

103. Пономарев, С.Д. Расчет на прочность в машиностроении. Т.2. [Текст]/ С.Д. Пономарев- М.: Машгиз, 1958. - 975 с.

104. Лапин, A.A. Резинокордовые оболочки, как упругие и силовые элементы машин [Текст]/ A.A. Лапин Сб. Расчеты упругих элементов машин и приборов, МВТУ им. Баумана. - М.: Машгиз, 1952 - № 16.- С5 - 35.

105. Бронштейн, И.Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов [Текст]/ И.Н. Бронштейн, К. А. Семендяев- М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962. -608 с.

106. Тимошенко С.П., Дж. Гере. Механика материалов [Текст]/ С.П. Тимошенко, Дж. Гере/ пер. с англ. Л.Г. Корнейчука; под ред. Э.Н. Григолюка. - М.: Мир, 1976. - 671 с.

107. Воронков, И.М. Курс теоретической механики [Текст]/ И.М. Воронков,. -М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961.- 569 с.

108. Дарков A.B. Сопротивление материалов [Текст]/ A.B. Дарков, Г.С. Шпиро - М.: Высшая школа, 1966. -736 с.

109. Рядинская, Л.В. Обоснование выбора наиболее технологичного типа деформируемой рабочей камеры для сверхтонкого помола материалов [Текст] / Л.В. Рядинская, Н.М.Лозовой.// Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов: межвузовский сборник статей - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2008.- С. 70-77.

110. Лозовой, Н.М. Оценка прочностных характеристик изменяемой камеры смесителя периодического действия [Текст]/ Н.М. Лозовой// Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов: межвуз. сб. ст. / БГТУ им. В.Г. Шухова - Белгород, 2011. - Вып. X. - С . 165-169.

111. Гелыдер, A.K. Методика проверочного расчета на прочность корпуса мельницы с деформируемой помольной камерой [Текст]/ А.К. Гельцер, Б.М. Абдеев, С.Ю. Лозовая //Усть-Каменогорск, 1997. - (Информ. листок/Восточно-Казахстанский ЦНТИ, № 61-97).

112. Лозовая, С.Ю. Методика расчета параметров мельницы с деформируемой помольной камерой [Текст]/ С.Ю. Лозовая, А.К. Гельцер// Усть-Каменогорск, 1997. - (Информ. листок/Восточно-Казахстанский ЦНТИ, № 62-97).

113. Гельцер, А.К. Определение основных параметров мельниц с поперечно деформируемой помольной камерой [Текст]/ А.К. Гельцер, С.Ю. Лозовая// Воплощение и развитие научных идей P.A. Кабашева: юбилейный сб. науч. трудов,- Алматы: Казахская Академия транспорта и коммуникаций, 1999 - с. 326-33. ISBN 9-720-33741-3

114. Лозовая, С.Ю. Оценка максимальной деформируемости рабочих камер нагружаемых в поперечном сечении [Текст]/ С.Ю. Лозовая, Б.М. Абдеев// Строительно-дорожные машины - 2004 - №11.

115. Математическое описание и алгоритмы расчета мельниц цементной промышленности [Текст]/ под. ред М.А. Вердияна. - М.:НИИЦемент, 1978. -94 с.

116. Мизонов, В.Е. Расчет и конструирование вибрационной мельницы [Текст]/ В.Е. Мизонов, 3. Бернотат, A.A. Поспелов// Хим. и нефт. машиностроение. - 1991. - № 1.-е. 14-15.

117. Воронов, В.П. Информатика, часть 1, Основы алгоритмизации и программирования в среде Турбо Паскаль [Текст]/ В.П. Воронов, С.Ю. Лозовая, К.В. Тимошенко// Учеб. пособие - Белгород: Изд-во БИЭИ, 2004. -126 с.

118. Фаронов, В.В. Программирование на персональных ЭВМ в среде Турбо-Паскаль [Текст]/В.В. Фаронов. -М.: МГТУ, 1990.

119. Лозовая, С.Ю. Применение аналитического пакета MAPLE для исследования конструктивно-технологических параметров оборудования и моделирования техпроцессов на предприятиях стройиндустрии. [Текст]: учеб. пособие/ С.Ю. Лозовая, В.П. Воронов. - Белгород:Изд-во БИЭИ, 2007. -179 с.

120. Зенгинпдзе, И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем [Текст]/И.Г.Зенгинпдзе.-М.:Наука, 1976. - 390 с.

121. Бондарь, А.Г., Планирование эксперимента в химической технологии [Текст]/ А.Г. Бондарь, Г.А. Статюха . - Киев: Вища школа, 1976. - 181 с.

122. Хартман, К. Планирование экспериментов в исследовании технологических процессов. [Текст]/ К. Хартман, Э. Лецкий, И др. М.:Мир, 1977Ю -552 с.

123. Алабужев, П.М. Теории подобия и размерностей. Моделирование. [Текст]/ Алабужев, П.М., Геронимус, В.Б., Минкевич, Л.М. и др. - М.: Высшая школа, 1968. - 208 с.

124. Адлер, Ю.П., Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений. [Текст]/ Ю.П. Адлер, Е.В Маркова , Ю.В. Грановский . - М.: Наука, 1976.-280 с.

"У ГВЕРЖДАЮ"

об использовании результатов кандидатской диссертационной работы Горшкова Павла Сергеевича

Комиссия в составе председатель Бо1 данов ВС, члены комиссии Богданов Н.С , Фадин Ю М , Несмеянов Н П , Богданов А Н , Горшков П С составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы «Роторный спирально-лопастной смеситель периодического действия» представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, использованы в технологическом процессе на предприятии малого бизнеса ООО «Боникс» по выпуску сухих строительных смесей (ССС) Основной строительной смесыо, которую производит данная фирма, является финишная шпаклевка для отделочных работ "ММ-100-Д" Компоненты, используемые для пои смеси, и их соотношение представлены в таблице 1

Таблица 1

Состав компонентов, используемых при смешивании в спирально-лопастном смесителе при получении финишном шпаклевки для отделочных работ "ММ-100-Д"

Масса, кг Соотношение,

Компонент %

Песок (очень мелкой группы) 7,1 47,2

Цемент ПЦ500-Д0 5,4 35,9

Микрокальци г 1,8 12,0

Известь гашеная 0,5

Полимерный порошок ВИННАПАС 0,2 1,3

Загуститель 0,03 0,2

Используемый полупромышленный образец роторного спирально-лопастного смесит епя периодического действия имеет следующие технические характеристики

1. Полезный объем барабана - 0,015 м';

2. Время смешивания компонентов смеси - 50...60 с;

3. Время одного цикла работы смесителя (загрузка + смешение + разгрузка) - не более 120 с;

4. Производительность - 450...470 кг/ч;

5. Частота вращения ротора - 550 мин"1;

6. Частота вращения смесительного барабана - 40 мин"1;

7. Угол подъема винтовой линии - 25 град;

8. Ширина спирали шнека - 30 мм;

9. Мощность привода ротора - 4 кВт;

10. Мощность привода смесительного барабана - 0,55 кВт; 1 1. Габаритные размеры, мм:

высота - 1205; ширина - 335; длина - 1474; 12. Масса установки -- 126 кг.

В результате испытаний полупромышленного смесителя были получены образцы сухой строительной смеси, технические характеристики которой (табл. 2) определялись по стандартным методикам.

Таблица 2.

Основные результаты полупромышленных испытаний роторного спирально-

лопастного смесителя периодическо! о дейс гвия на ООО «Боникс»

№ п/п Показатель Ед. измер. Величина

До внедрения После внедрения

1. Плотность сухой смеси кг/м1 % 1770 1779

2. Водоудсрживающая способность затворенной смеси 98,3 97,8

3. Предел прочности на сжатие раствора смеси в 28 суточном возрасте твердения МПа 14,2 14,6

4. Предел прочности на изгиб раствора смеси в 28 суточном возрасте твердения МПа 3,8 3,7

Продолжение таблицы 2

№ п/п

Ед. измер.

Величина

Показатель

После внедрения

5.

Коэффициент неоднородности смеси

%

7,2

5,8

6. Удельный расход электроэнергии кВт-ч/т

4,25

4,18

Анализ гранулометрического состава смеси показал, что при смешении в роторном спирально-лопастном смесителе происходит доизмельчение сухих компонентов смеси. Это положительно влияет как на физико-механические, так и эксплуатационные свойства готового продукта.

Использование полученной финишной шпаклевки на бетонной поверхности показало, что после полного ее твердения не было обнаружено расслоений, трещин и усадки.

Результаты экономических расчетов показали, что себестоимость одной тонны сухих строительных смесей после внедрения смесителя предлагаемой конструкции снизится на 54,08 рубля, экономический эффект от внедрения составит 390 тыс. рублей в год. Срок окупаемости проекта составит около 1 1 месяцев.

По результатам промышленной апробации, теоретическим и экспериментальным исследованиям можно сказать, что предлагаемая конструкция роторного спирально-лопастного смесителя может быть рекомендована для разработки промышленного образца и внедрения в различные отрасли при получении ССС.

Председатель комиссии: Члены комиссии:

/ Горшков П.С./