УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК B01F11/00 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания жидкости и может быть использовано в радио- и приборостроительной промышленности, в частности в установках абразивной очистки печатных плат.

Известно устройство для перемешивания жидкости, содержащее емкость с эластичным дном, циркуляционный насос и средство для колебания дна, причем указанное средство выполнено в виде кинематически соединенных между собой бочкообразных эксцентриковых роликов с приводом их вращения. Средство для колебания дна снабжено осями, расположенными между роликами с возможностью контактирования с эластичным дном.

В известном устройстве эксцентриковые ролики при своем вращении сообщают эластичному днищу колебательные движения, создавая при этом непрерывное перемешивание слоев жидкости в емкости в вертикальном направлении, что способствует повышению качества перемешивания пульпы (смесь воды с абразивными частицами).

Однако в рассматриваемом схемно конструктивном оформлении средство для колебания эластичного днища не позволяет изменять величину эксцентриситета бочкообразного ролика в опорных узлах устройства и, следовательно, расширить рабочий диапазон его воздействия на эластичное днище. Кроме того, отсутствие возможности изменения годографа движения роликов и соответственно оптимального назначения кинематического режима их воздействия на эластичную поверхность днища, амплитуды колебаний, частоты и профиля днища в значительной степени снижаются технологические возможности устройства для перемешивания жидкости.

Изобретение направлено на повышение интенсификации процесса перемешивания жидкости с абразивными частицами и улучшение качества перемешивания.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для перемешивания жидкости содержит емкость с эластичным дном, циркуляционный насос и средство для колебания дна, выполненное в виде бочкообразных эксцентриковых роликов с приводом их вращения. Привод каждого из роликов выполнен в виде размещенной в корпусе планетарно-зубчатой передачи с водилом, на котором свободно установлены ролик и сателлит, и эпициклическое колесо, введенное в зацепление с сателлитом и связанное с водилом. При этом бочкообразный ролик установлен на водиле с эксцентриситетом по отношению к водилу, а эпициклическое колесо имеет тормоз и связано с водилом посредством муфты включения.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемое устройство отличается тем, что привод каждого бочкообразного ролика выполнен в виде размещенной в корпусе планетарно-зубчатой передачи с водилом, на котором свободно установлены ролик и сателлит, и эпициклическое колесо, введенное в зацепление с сателлитом и связанное с водилом, при этом ролик установлен на водиле с эксцентриситетом по отношению к водилу, а эпициклическое колесо имеет тормоз и связано с водилом посредством муфты включения.

Предлагаемое конструктивное решение устройства для перемешивания жидкости позволяет за счет регулирования величины эксцентриситета бочкообразных роликов, а также выбора режимов их воздействия на эластичное днище и расширения спектра колебаний ее контурной поверхности интенсифицировать процесс перемешивания жидкости с абразивными частицами и улучшить качество перемешивания.

На фиг.1 показано устройство для перемешивания жидкости, вид спереди; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 устройство для перемешивания жидкости в составе автоматической линии для абразивной очистки печатных плат.

Устройство состоит из емкости 1 с эластичным дном 2, поддона 3 с элементами 4 крепления. В нижней части устройства размещено средство для колебания дна, состоящее из поддерживающих осей 5 и бочкообразных роликов 6, каждый из которых снабжен приводом. Оси 5 размещены в промежутках между роликами 6 и предназначены для задания эластичному дну определенного профиля в исходном состоянии.

Привод вращения роликов выполнен из размещенной в корпусе планетарно-зубчатой передачи, состоящей из приводного от шестерни 7 водила 8, несущего свободно установленный на нем сателлит 9, введенный в зацепление с эпициклическим колесом 10, оборудованным замыкаемым на корпус тормозом 11. Кроме того, эпициклическое колесо 10 связано с водилом 8 посредством муфты 12 включения. На водиле 8 свободно и с эксцентриситетом размещен бочкообразный ролик 6, причем ролик сблокирован с сателлитом 9 привода. В верхней части емкости 1 расположен циркуляционный насос 13.

Устройство работает следующим образом.

Емкость 1 заполняется жидкостью (вода с абразивными включениями). Включается привод. При этом эксцентриковые ролики 6 приходят во вращение и сообщают эластичному дну 2 колебательные движения. Колебания передаются жидкости в емкости, создавая непрерывное перемешивание слоев жидкости в емкости в вертикальном направлении. Амплитуда и период колебания задаются исходным профилем дна и положением роликов относительно их осей, изменением годографа движения роликов и скорости их вращения. Циркуляционный насос 13 обеспечивает прокачку жидкости в емкости 1, перемещая слои жидкости в направлении, перпендикулярном движению жидкости за счет колебания дна, что дополнительно увеличивает степень перемешивания.

Устройство предназначено для работы в цехах-автоматах, в составе автоматических линий для абразивной очистки, например, печатных плат.

Пульпа (смесь воды с абразивными частицами) под давлением с помощью циркуляционного насоса 13 из емкости 1 устройства для перемешивания подается к форсункам для распыления на поверхность печатных плат (фиг.3). Обработанная пульпа стекает из камеры обработки печатных плат обратно в емкость 1. Абразивные частицы оседают на эластичное дно 2, под воздействием колебаний дна частицы захватываются новыми потоками жидкости и, перемешиваясь, снова участвуют в технологическом процессе очистки печатных плат.

В предлагаемом устройстве характер движения роликов и силовое поле их воздействия на эластичную поверхность днища может осуществляться на режимах фиксированного и скользящего эксцентриситета. Причем режим фиксированного эксцентриситета может быть выбран любым в пределах (l₁ l₂) ≅l≅l₁ + l₂, где l₁ и l₂ эксцентриситеты соответственно водила (эксцентрикового вала) 8 и ролика 6. В частном случае при l₁ l₂ имеем 0≅l≅2l₁.

При разомкнутом тормозе 11 и выведенной из зацепления муфты 12 осуществляют проворачивание ролика 6 и кинематически связанных с ними элементов 9 и 10. При однонаправленности смещений l₁ и l₂ будет достигнут максимальный эксцентриситет, равный l₁ + l₂. При противоположном направлении указанных смещений устанавливаемый эксцентриситет будет минимальным.

После выбора общего эксцентриситета, определяемого комплексом факторов процесса обработки поверхности печатных плат (производительность и показатели качества обработки), а также абразивной способностью пульпы (вид абразивного материала, структура и фракционный состав абразивных частиц, количественное содержание абразива в жидкости и т.п.) и фиксации его посредством муфты 12 включения устройство становится подготовленным к восприятию передаваемого на него силового потока, который от шестерни 7 при разомкнутом тормозе 11 заставит вращаться водило 8 и скрепленные с ним ролик 6, приводные элементы 9 и 10. В этом случае за один оборот водила 8, а следовательно, и ролика 6 последний при воздействии на эластичную поверхность дна испытывает колебания с общим фиксированным размахом 2 (l₁ + l₂). При l₁ l₂ колебания отсутствуют.

Для работы бочкообразного ролика 6 в режиме скользящего эксцентриситета включают муфту 12 и замыкают тормоз 11. Тогда при передаче вращения от шестерни 7 на водило 8 сателлит 9 совместно с роликом вращается относительно оси своей подвески и одновременно обкатывается по внутренней поверхности неподвижного эпициклического колеса 10, т.е. ролик 6 совершает планетарное движение, при котором в каждый момент сателлит 9 и ролик 6 имеют свой мгновенный эксцентриситет.

Таким образом, режим скользящего эксцентриситета включает всю непрерывно изменяемую гамму фиксированных эксцентриситетов. При этом режиме работы ролики 6 получают наиболее интенсивные колебания.

За счет подбора режима колебаний бочкообразных роликов и определения структурной схемы силового поля их воздействия на эластичную поверхность дна устройства, причем в широком диапазоне амплитудно-частотных и частотно-силовых характеристик можно добиться различного сочетания изменения конфигурации эластичной поверхности при максимально возможном условии получения турбулентности движения жидкости внутри емкости (когда устраняется возможность образования установившегося движения двухфазной (многофазной жидкости), что обеспечивает высокое качество приготовляемой пульпы исходя из технологических качественных и количественных факторов, определяющих выходные параметры процесса обработки поверхностей печатных плат. При этом появляется возможность использовать в оборудовании для производства печатных плат принцип унифицированных модулей очистки, из которых в различном сочетании и наборе возможна компановка типовых линий в зависимости от последовательности операций, методов обработки и технологических режимов, номенклатуры и объемов производства, что значительно расширяет технологические возможности устройства и делает ее универсальной.

Сущность изобретения: устройство содержит средство для колебания эластичного дна, состоящее из поддерживающих осей и приводных эксцентриковых роликов. Привод роликов выполнен в виде планетарно - зубчатой передачи с водилом, на котором свободно установлены ролик и сателлит. Сателлит находится в зацеплении с эпициклическим колесом, имеющим тормоз. Эпициклическое колесо связано с водилом посредством муфты включения. Конструктивное решение средства для колебания дна позволяет изменять годограф движения роликов, интенсифицировать процесс их воздействия на эластичное дно, что повышает качество перемешивания жидкости. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащее емкость с эластичным дном, циркуляционный насос и средство для колебания дна, выполненное в виде кинематически соединенных между собой бочкообразных эксцентриковых роликов с приводом их вращения, отличающееся тем, что привод каждого из упомянутого роликов выполнен в виде размещенных в корпусе планетарно-зубчатой передачи с водилом, на котором свободно установлены бочкообразный ролик и сателлит, и эпициклическое колесо, введенное в зацепление с сателлитом и связанное с водилом, при этом упомянутый ролик установлен на водиле с эксцентриситетом по отношению к водилу, а эпициклическое колесо имеет тормоз и связано с водилом посредством муфты включения.