Рычажно-планетарный смеситель

Изобретение относится к смесителям для перемешивания различных вязких и сыпучих материалов с целью получения готовой однородной массы. Оно может найти применение в строительстве, в порошковой металлургии, в машиностроении, в медицине, в сельском хозяйстве, в нефтяных отраслях промышленности и в других отраслях, где есть необходимость перемешивания различных компонентов (порошкообразных и гранулированных, жидкостей различной вязкости, растворов, лакокрасочных материалов). Рычажно-планетарный смеситель состоит из корпуса, состоящего из емкости для размещения перемешиваемых компонентов, и шарнирно установленной на емкость поворотной крышки, в которой установлен электродвигатель и планетарный однорядный механизм. Электродвигатель кинематически связан с рабочим органом с помощью планетарного однорядного механизма, состоящего из центрального колеса, неподвижного венца, сателлитов, шарнирно установленных на водила и входящих во внешнее зацепление с центральным колесом. Водило установлено на полом валу ведущего стержня и жестко связано с ведущим стержнем, шарнирно связанным через шатун с рабочим органом. Рабочий орган шарнирно соединен с ведущим кривошипом, установленным на вал, кинематически связанный с электродвигателем. Рабочий орган выполнен в виде мешалки с рабочими лопатками. Для вращательно-планетарного движения рабочего органа длина ведущего кривошипа должна быть равна длине шатуна, для качательно-планетарного движения длина ведущего кривошипа должна быть меньше длины шатуна. Для обеспечения многорежимной работы электродвигатель может быть снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности работы механизмов привода, интенсивности и качества перемешивания. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к смесителям для перемешивания различных вязких и сыпучих материалов с целью получения готовой однородной массы. Оно может найти применение в строительстве, в порошковой металлургии, в машиностроении, в медицине, в сельском хозяйстве, в нефтяных отраслях промышленности и в других отраслях, где есть необходимость перемешивания различных компонентов (порошкообразных и гранулированных, жидкостей различной вязкости, растворов, лакокрасочных материалов).

Известен «Планетарный смеситель вязких материалов» по патенту № RU 2411073 C1, кл. B01F 7/30 02.2011 г., в котором рабочие органы смесителя совершают планетарное движение. Привод рабочих органов выполнен в виде планетарного механизма с двумя соосно расположенными сателлитами, один из которых выполнен с внешними зубьями, а другой - с внутренними, зацепляющимися с разными центральными колесами, которые имеют кинематическую связь с корпусом, при этом на каждом из сателлитов с разными смещениями от оси сателлитов установлен отдельный рабочий орган.

Основными недостатками данного смесителя являются:

1. Конструкция привода весьма сложная, содержит планетарный механизм с зубчатыми колесами. К тому же зубчатые колеса планетарного механизма установлены на смесителе открыто в агрессивной и абразивной среде перемешиваемых компонентов. Не защищенность зубчатых колес, сателлитов, подшипников смесителя этого устройства приводит к интенсивному износу эвольветных профилей зубчатых колес, выполненных с высокой степенью точности и шероховатости, что резко уменьшает долговечность устройства.

2. Размеры рабочего органа смесителя ограничены размерами зубчатых колес. Это приводит к образованию зон плохого перемешивания, что особенно заметно в крайних точках, на дне и в центре емкости. Поэтому качество перемешивания компонентов в данном устройстве неоднородное и плохое.

3. Данный смеситель плохо очищается при смене компонентов.

Наиболее близким по техническому решению является «Планетарный смеситель» по патенту №2228841 C1, кл. B28C 5/00, 05.2004 г., включающий цилиндрический бак, размещенный под днищем бака привод с центральным валом с жестко закрепленными на нем, по меньшей мере, двумя траверсами, на одной из которых размещены перемешивающие рабочие органы в виде лопастей, а на другой - дополнительный рабочий орган в виде активатора, имеющего возможность вращения. Выходной вал активатора установлен соосно выходному валу привода траверс. Бак выполнен с люком для загрузки и шибером для выпуска готового раствора. Каждая лопасть выполнена со скребком. Активатор имеет верхнюю и нижнюю шнековые лопасти с противоположно направленными витками и скребком, закрепленным на обрезе нижней лопасти.

Данное устройство имеет несколько существенных недостатков:

1. Сложную конструкцию, требует наличия как минимум 2-х самостоятельных приводов и консольное расположение вращающихся рабочих органов.

2. Имеет ременную передачу в агрессивной среде смешиваемых компонентов, что вызывает проскальзывание ременной передачи и ухудшение интенсивности и качества перемешивания.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности работы механизмов привода, интенсивности и качества перемешивания.

Результат достигается тем, что в рычажно-планетарном смесителе, содержащем корпус, загрузочные и разгрузочные люки, рабочий орган с лопатками, кинематически связанный с электродвигателем посредством привода, согласно изобретению корпус состоит из емкости и шарнирно установленной на него поворотной крышки, привод смесителя установлен в поворотной крышке и выполнен в виде планетарного однорядного механизма, состоящего из центрального колеса, установленного на вал, и кинематически связанный с электродвигателем; водила, сателлитов и венца, жестко закрепленного в поворотной крышке и имеющего внутренние зубья, входящие во внутреннее зацепление, с как минимум двумя сателлитами, шарнирно установленными на водило, которые входят во внешнее зацепление с центральным колесом, кинематически связанным с электродвигателем, водило установлено на полом валу ведущего стержня, жестко связанного с ведущим стержнем, шарнирно связанным через шатун с рабочим органом, при этом рабочий орган шарнирно соединен с ведущим кривошипом, установленным на валу центрального колеса.

Результат достигается также тем, что для вращательно планетарного движения рабочего органа длина ведущего кривошипа равна длине шатуна, для качательно-планетарного движения длина ведущего кривошипа меньше длины шатуна.

Для обеспечения многорежимной работы смесителя двигатель снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером.

Применение такого рычажно-планетарного механизма в заявленной конструкции смесителя приводит к сложному планетарному вращению рабочего органа во всем объеме конструкции.

На чертеже представлена структурная схема рычажно-планетарного смесителя.

Рычажно-планетарный смеситель состоит: из корпуса, состоящего из емкости 1 для размещения перемешиваемых компонентов, и шарнирно установленной на емкость 1 поворотной крышки 2, в которой установлен привод, состоящий из электродвигателя 3 и планетарного однорядного механизма. Электродвигатель 3 кинематически связан с рабочим органом 4 с помощью планетарного однорядного механизма, состоящего из центрального колеса 5, установленного на вал, кинематически связанный с электродвигателем 3, неподвижного венца 6, жестко закрепленного в поворотной крышке 2 корпуса и имеющего внутренние зубья, контактирующие с двумя сателлитами 7, шарнирно установленными на водило 8 и входящими во внешнее зацепление с центральным колесом 5. Водило 8 установлено на полом валу 9 ведущего стержня 10 и жестко связано с ведущим стержнем 10, шарнирно связанным через шатун 11 с рабочим органом 4. С другой стороны рабочий орган 4 шарнирно соединен с ведущим кривошипом 12, установленным на вал, кинематически связанный с электродвигателем 3. Рабочий орган 4 выполнен в виде мешалки с рабочими лопатками. Поворотная крышка 2 имеет загрузочный бункер 13, а на днище емкости 1 смонтирован разгрузочный люк 14. Скребок 15 для очистки емкости 1 установлен на вал ведущего стержня 9 с помощью прутка 10 и выполнен по длине, соразмерной глубине емкости 1.

Для вращательно-планетарного движения рабочего органа 4 длина ведущего кривошипа 12 должна быть равна длине шатуна 11, для качательно-планетарного движения длина ведущего кривошипа 12 должна быть меньше длины шатуна 11.

Для обеспечения многорежимной работы электродвигатель 3 может быть снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером.

Рычажно-планетарный смеситель работает следующим образом. Перемешиваемые компоненты материалов загружают через загрузочный бункер 13 в емкость 1. Вращательное движение от электродвигателя 3 передается планетарному однорядному механизму, а именно с помощью центрального колеса 5, неподвижного венца 6, сателлитов 7 и водила 8, вращение передается ведущему стержню 10 и ведущему кривошипу 12. Ведущий стержень 10 передает движение шатуну 11, а шатун 11 и ведущий кривошип 12 приводят в движение рабочий орган 4. Рабочий орган 4 с рабочими лопатками совершает сложное планетарное движение, обеспечивая высокую однородность перемешивания компонентов. Наличие скребка 15 позволяет своевременно очищать от налипших компонентов внутреннюю стенку емкости 1 смесителя. Полученную в результате перемешивания, тщательно перемешанную однородную смесь разгружают через разгрузочный люк 14. Для регулирования скорости вращения рабочего органа 4, обеспечения многорежимной работы двигатель 3 может быть снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером.

Выполнение смесителя с планетарным однорядным механизмом позволяет упростить конструкцию, значительно повысить качество перемешивания, а также снизить время перемешивания компонентов, тем самым повышается производительность смесителя. Установка двигателя и планетарного однорядного механизма над емкостью исключает воздействие агрессивной среды на двигатель и на зубчатую передачу, тем самым позволяет повысить надежность работы рычажно-планетарного смесителя.

1. Рычажно-планетарный смеситель, содержащий корпус, загрузочные и разгрузочные люки, рабочий орган с лопатками, кинематически связанный с электродвигателем посредством привода, отличающийся тем, что корпус состоит из емкости и шарнирно установленной на него поворотной крышки, привод смесителя установлен в поворотной крышке и выполнен в виде планетарного однорядного механизма, состоящего из центрального колеса, установленного на вал, и кинематически связанный с электродвигателем, водила, сателлитов и венца, жестко закрепленного в поворотной крышке и имеющего внутренние зубья, входящие во внутреннее зацепление с как минимум двумя сателлитами, шарнирно установленными на водило, которые входят во внешнее зацепление с центральным колесом, кинематически связанным с электродвигателем, водило установлено на полом валу ведущего стержня, жестко связанного с ведущим стержнем, и шарнирно связанным через шатун с рабочим органом, при этом рабочий орган шарнирно соединен с ведущим кривошипом, установленным на валу центрального колеса.

2. Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что для вращательно-планетарного движения рабочего органа длина ведущего кривошипа равна длине шатуна, для качательно-планетарного движения длина ведущего кривошипа меньше длины шатуна.

3. Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения многорежимной работы электродвигатель снабжен частотным преобразователем, управляемый компьютером.