Устройство для приготовления лакокрасочной продукции (варианты)
Владельцы патента RU 2473381:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к устройствам для приготовления продукции во встряхивающих, качающихся и вибрирующих устройствах и может быть применено в лакокрасочной промышленности. Смеситель выполнен из секций и установлен с возможностью движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Секции смонтированы по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций. По торцам секций образуется квадрат. Квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180 или 90 градусов. Каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей. Технический результат состоит в расширении технологических возможностей. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к устройствам для приготовления продукции во встряхивающих, качающихся и вибрирующих устройствах и может быть применено в лакокрасочной промышленности.
Известен роторный смеситель-диспергатор (а.с. СССР №1673184, кл. МКИ B01F 9/02, 1989), содержащий смеситель, выполненный из секций, смонтированных из плоских элементов в виде треугольников, расположенных под углом к линии транспортирования, загрузочное и разгрузочное приспособление.
Недостатком известного устройства является недостаточная производительность из-за слабой энергоемкости, мощности и частоты взаимодействия потоков перерабатываемого сырья, ограниченные технологические возможности.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для приготовления лакокрасочной продукции (патент №1783991, кл. МКИ B01F 11/00, 1992), содержащее снабженный амортизаторами, установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смеситель, выполненный из секций, изготовленных из двух прямоугольников и двух параллелограммов, соединенных попарно своими боковыми сторонами, при этом секции соединены между собой оставшимися свободными сторонами.
Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности и необходимость наклона установки для перемещения потоков сырья от загрузки к выгрузке.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, а также придание потокам сырья продольного движения без наклона всей установки.
Техническое решение достигается тем, что в устройстве для приготовления лакокрасочной продукции (варианты), содержащем снабженный амортизаторами, установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смеситель, выполненный из секций, по первому варианту секции смесителя смонтированы по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей, по второму варианту в устройстве для приготовления лакокрасочной продукции (варианты), содержащем снабженный амортизаторами, установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смеситель, секции смесителя смонтированы по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне устройства для приготовления лакокрасочной продукции (варианты).
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания потокам перерабатываемого сырья сложного пространственного загзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии смесителя при ассиметричном движении масс перерабатываемого сырья в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической зигзагообразной формой смесителя, взаимным расположением стенок смесителя в виде трапеций, разнонаклоненных по периметру смесителя относительно друг другу и к оси вращения.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление по периметру поверхности смесителя позволяет обеспечить не только осевое перемещение потоков перерабатываемого сырья в смесителе при горизонтальном расположении оси вращения смесителя, упростить привод и повысить эксплуатационный срок службы, но и повысить интенсивность смешивания и приготовления лакокрасочной продукции за счет увеличения смешиваемости из-за наличия на поверхности смесителя зигзагообразных линий с переменным по длине смесителя шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, что нарушает стационарность движения потоков перерабатываемого сырья и повышает производительность устройство для приготовления лакокрасочной продукции.
Новизна заключается также в том, что центры симметрии внутренней поверхности смесителя в каждом его элементе поперечного сечения по всей его длине смещены относительно оси вращения смесителя, что нарушает стационарность движения частиц потоков перерабатываемого сырья и расширяет технологические возможности.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собраны секции смесителя, разные по площади, по размерам и конфигурации, поэтому интенсивность приготовления лакокрасочной продукции возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции перерабатываемого сырья и, направляя их навстречу друг другу, нарушают таким образом стационарность потоков их движения в смесителе.
Новизна усматривается в том, что шаг зигзагообразных линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что не только обеспечивает осевое перемещение потоков перерабатываемого сырья, но и интенсифицирует пространственное их зигзагообразное движение, увеличивает дебаланс корпуса.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного сечения смесителя по длине увеличивается от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания потоков перерабатываемого сырья, изменяя амплитуду колебаний их при перемещении их от загрузке к выгрузке.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображено устройство для приготовления лакокрасочной продукции (варианты), общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - смеситель, аксонометрическая проекция, смонтированный по первому варианту; фиг.5 - смеситель, аксонометрическая проекция, смонтированный по второму варианту; фиг.6 - одна из секций смесителя, аксонометрическая проекция; фиг.7 - первая (большая) равносторонняя трапеция; фиг.8 - одна из двух одинаковых неравносторонних трапеций; фиг.9 - вторая (малая) равносторонняя трапеция.
Устройство для приготовления лакокрасочной продукции (варианты) (фиг.1, фиг.2, фиг.3) содержит раму 1, на которой смонтирован привод 2, разгрузочное приспособление для готовой краски 3, торцевые щеки 4 и 5, между которыми жестко закреплен смеситель 6, загрузочное приспособление 7. Загрузочное приспособление 7 выполнено в виде жестко закрепленной в обечайке 8, снабженной конусом 9, винтовой навивки 10 длиной 0,75 шага витка. Смеситель 6 снабжен опорным кольцом 11, которое опирается на два опорных ролика 12 и 13. Щека 4 соединена шестью стержнями 14 с диском 15, который, в свою очередь, жестко закреплен на валу привода 2. Щека 4 и диск 15 смонтированы на расстоянии 0,4 диаметра щеки друг от друга для вывода готовой краски из смесителя 6. Диаметр стержня 14 составляет не более 0,1 диаметра щеки 4. Стрежни 14 расположены от оси вращения на расстоянии не менее 0,5 диаметра щеки 4. Опорные ролики 12 и 13 смонтированы на раме 1. Рама 1 подвешена на трех резинокордовых пневмобаллонах 16, 17, 18. Два пневмобаллона 17 и 18 смонтированы под разгрузочным приспособлением 3, а третий пневмобаллон 16 - под загрузочным приспособлением 7 и по оси симметрии рамы 1. Пневмобаллоны 16, 17, 18 укреплены на станине 19. На станине 19 закреплен также приемный лоток 20 готовой краски.
По первому варианту и второму варианту смеситель 6 зигзагообразной формы, (фиг.4, фиг.5) выполнен из секций 21, которые смонтированы (на фиг.6 показана одна из секций 21) из одной большой равносторонней трапеции 22, двух одинаковых неравносторонних трапеций 23, 24 и одной малой равносторонней трапеции 25, нижние основания М которых равны друг другу у каждой из трапеций 22, 23, 24, 25 и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций. Причем по длине смесителя 6 каждая присоединенная секция имеет стороны нижних оснований М, равные сторонам N верхних оснований предыдущей секции. Стороны N верхних оснований секций 21 больше сторон меньших оснований М. По первому варианту секции 21 соединены в смеситель 6 оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Т и образующими квадрат после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 180° (фиг.4). Для наглядности поворота секций 21 относительно друг друга на 180° малая равносторонняя трапеция с боковой стороной равной S на фиг.4 показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается зигзагообразный смеситель 6, у которого ось каждой секции 21, повернутой относительно предыдущей на 180°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением смесителя 6 от загрузки к выгрузке.
По второму варианту секции 21 соединены в смеситель 6 оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Т и образующими квадрат после поворота каждой секции 21 относительно предыдущей секции на 90° (фиг.4). Для наглядности поворота секций 21 относительно друг друга на 90° на фиг.4 малая равносторонняя трапеция с боковой стороной, равной S, показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается зигзагообразный смеситель 6, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 90°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением смесителя 6 от загрузки к выгрузке.
При вращении смесителя 6 массы потоков перерабатываемого сырья поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и бросаются стенками смесителя 6 навстречу друг другу.
Устройство работает следующим образом.
Сырье - пигменты и пленкообразующие поступают непрерывным потоком в загрузочное приспособление 7, в котором с помощью винтовой навивки 10 подаются на вход смесителя 6, имеющего форму неправильного четырехугольника, расположенного асимметрично оси вращения, поэтому виток 10 заводит сырье в асимметричную полость смесителя 6. При отсутствии в загрузочном приспособлении винтовой навивки 10 наблюдается возврат сырья в приемное приспособление 7. Наличие навивки 10 предотвращает этот возврат потоков сырья и обеспечивает бесперебойную подачу сырья в полость смесителя 6. Из загрузочного приспособления 7 сырье подается внутрь смесителя 6, где под действием взаимонаправленных потоков, которые возникают в результате того, что по периметру смесителя расположены грани разного размера, формы и разнонаправленные по отношению друг к другу, но и к оси вращения, происходит смешивание, диспергирование и приготовление краски, а затем вывод ее в приемный лоток 20. При этом при вращении смесителя 6 частицам сырья сообщается сложное пространственное зигзагообразное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии смесителя 6 при ассиметричном движении потоков сырья и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности их движения геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг к другу и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности смесителя 6 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения смесителя 6, что нарушает стационарность движения частиц компонентов сырья - пигментов и пленкообразующих. Благодаря одновременному воздействию сложно пространственного движения компонентов сырья и низкочастотным их колебаниям повышается их смешиваемость, возрастает их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками смесителя 6. При вращении смесителя 6 массы частиц сырья поднимаются на определенной расстояние по ходу вращения и бросаются стенками смесителя 6 навстречу друг другу, что обеспечивает активацию приготовления лакокрасочной продукции путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении, производится процесс их диспергирования, активизируя таким образом процесс движения от загрузки к выгрузке. Готовая лакокрасочная продукция через разгрузочное приспособление 7 выгружаются в приемный лоток 20.
Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентов сырья пигментам и пленкообразующим сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость их взаимодействия между собой, со стенками смесителя 6 и расширяет технологические возможности. Так как по длине смесителя 6 размеры поперечного сечения, форма и расположение, центр симметрии меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц сырья, т.е. имеет место повышение интенсивности взаимодействия частиц сырья, расширение технологических возможностей. Технико-экономические преимущества возникают также за счет того, что такое конструктивное оформление по периметру поверхности смесителя позволяет обеспечить не только осевое перемещение потоков перерабатываемого сырья в смесителе при горизонтальном расположении оси вращения смесителя, упростить привод и повысить эксплуатационный срок службы, но и повысить интенсивность смешивания и приготовления лакокрасочной продукции за счет увеличения смешиваемости из-за наличия на поверхности смесителя зигзагообразных линий с переменным по длине смесителя шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, что нарушает стационарность движения потоков перерабатываемого сырья и повышает производительность устройства для приготовления лакокрасочной продукции (варианты).
1. Устройство для приготовления лакокрасочной продукции, содержащее снабженный амортизаторами, установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смеситель, выполненный из секций, отличающееся тем, что секции смесителя смонтированы по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей.
2. Устройство для приготовления лакокрасочной продукции, содержащее снабженный амортизаторами, установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смеситель, выполненный из секций, отличающееся тем, что секции смесителя смонтированы по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей.
