ПЛАНЕТАРНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ВЯЗКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2005 года по МПК B01F7/30 A21C1/02 

Изобретение относится к машинам для перемешивания различных вязких материалов и может найти применение в хлебопекарном производстве для приготовления опар и теста, в кондитерском деле для сбивания кремов и белковых масс, в химической и нефтехимической промышленности для ускорения реакций при перемешивании реагентов, в строительстве и промышленности строительных материалов для приготовления растворов и бетона, в фармацевтической, лакокрасочной, нефтедобывающей и других отраслях промышленности.

Известен планетарный смеситель вязких материалов, содержащий закрепленную на станине дежу с мешалкой и привод мешалки, включающий планетарный механизм и водило с сателлитом [1].

Однако в данном смесителе отсутствует вибрация месильного органа в процессе перемешивания, что не позволяет обеспечить интенсивную обработку перемешиваемой среды и самоочищение месильного органа от налипших материалов, из-за чего перегружается двигатель и искажается форма месильного органа.

Наиболее близким к предлагаемому является планетарный смеситель вязких материалов, содержащий приводные двигатели, передаточный механизм, корпус, внутри которого установлен вертикальный лопастной вал с приводом вращения и вибровозбудителем в виде планетарных дебалансных шестерен, а упругие элементы установлены между водилом планетарного вибровозбудителя и передаточным механизмом, месильные органы размещены на центральном ведомом валу передаточного механизма [2].

Недостатками указанного смесителя являются:

1. Наличие только вращательного движения месильного органа, что значительно снижает качество готовой смеси и производительность смесителя; получить с его помощью трудносбиваемые пенообразные кондитерские композиции практически невозможно.

2. Повышенные пусковые нагрузки на приводной двигатель от реактивного знакопеременного динамического момента, создаваемого неуравновешенными грузами сателлитов.

3. Повышенная масса конструкции из-за наличия неуравновешенных грузов и узлов, рассчитанных на повышенные нагрузки.

4. Сложность конструкции из-за необходимости применения двух приводных двигателей.

Цель изобретения - снижение массы конструкции, уменьшение пусковых нагрузок на приводной двигатель, повышение качества и производительности процесса перемешивания за счет направленного и изолированного вибрационного воздействия на перемешиваемую среду при планетарном движении месильных органов по всему объему корпуса.

Это достигается за счет того, что в планетарном смесителе вязких материалов, содержащем приводной двигатель, корпус с расположенными внутри него месильными органами, упругие элементы, передаточный механизм и планетарный механизм, включающий водило, центральную шестерню и установленные с ней в зацеплении сателлиты, снабженные балансами, которые соединены с сателлитами через упругие элементы, передающие крутящий момент, месильные органы закреплены эксцентрично на балансах, образуя с ними уравновешенные узлы. При этом сателлиты могут быть выполнены разного диаметра; эксцентрично установленные на балансах месильные органы могут быть попарно смонтированы в противофазе; упругие элементы на разных сателлитах могут быть выполнены различной жесткости; передаточный механизм может быть выполнен в виде простой зубчатой передачи, ведущая шестерня которой установлена на валу приводного двигателя, а ведомая сблокирована с водилом планетарного механизма; передаточный механизм может быть выполнен в виде планетарного редуктора с двумя центральными шестернями, одна из которых установлена на валу приводного двигателя, а другая закреплена на корпусе.

На фиг.1, 2, 3 показана схема планетарного смесителя вязких материалов. На фиг.1 показан вариант выполнения передаточного механизма в виде простой зубчатой передачи, на фиг.2 - в виде планетарного редуктора. На фиг.3 показана установка сателлитов разных диаметров и попарная противофазная установка месильных органов на балансах.

Планетарный смеситель вязких материалов (фиг.1) содержит приводной двигатель 1, корпус 2, передаточный механизм 3 в виде простой зубчатой передачи и планетарный механизм, включающий водило 4, центральную шестерню 5 и установленные с ней в зацеплении сателлиты 6, снабженные балансами 7, которые соединены с сателлитами 6 через упругие элементы 8; месильные органы 9, установленные эксцентрично на балансах 7. Месильные органы 9 и балансы 7 образуют узлы, уравновешенные относительно осей сателлитов 6.

На фиг.2 показан вариант выполнения передаточного механизма в виде планетарного редуктора, содержащего закрепленную на корпусе центральную шестерню 10.

На фиг.3 показан разрез А-А (см. фиг.2), где изображены сателлиты 6 разного диаметра и месильные органы 9, попарно смонтированные на балансах в противофазе (на фиг.3 диаметры сателлитов 6 и балансов, образующих один узел, условно изображены одинаковыми).

Планетарный смеситель вязких материалов работает следующим образом.

При вращении водила 4 от двигателя 1 (фиг.1) сателлиты 6 с месильными органами 9 совершают внутри корпуса 2 сложное движение. При этом месильные органы 9 перемещаются в вязкой среде с переменной скоростью, что, вследствие зависимости силы вязкого сопротивления от скорости, приводит к появлению переменного момента на балансах 7 и вызывает их крутильные колебания относительно сателлитов 6. Выполнение смесителя с уравновешенными сателлитами 6 разного диаметра обеспечивает различные частоты обработки смеси, а установка между балансами 7 и сателлитами 6 упругих элементов 8 разной жесткости обеспечивает различные амплитуды колебаний месильных органов 9.

Достигаемый в предлагаемом смесителе положительный эффект заключается в следующем:

1. Повышается качество перемешивания вязких материалов: а) за счет направленного и изолированного вибрационного воздействия на перемешиваемую среду; б) вследствие усложнения траектории движения месильных органов; в) за счет поличастотного и с различными амплитудами воздействия на перемешиваемую среду.

2. В планетарном механизме за счет применения уравновешенных узлов, включающих сателлит, баланс с месильным органом и упругий элемент, снижаются пусковые нагрузки на двигатель, а также снижается нагруженность подшипников сателлитов от действия сил инерции.

3. Уменьшается масса и стоимость планетарного смесителя за счет использования одного приводного двигателя, уравновешенных сателлитов и менее нагруженных узлов, а также за счет уменьшения маховых масс при их блокировке с сателлитами, совершающими сложное движение.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №984427, кл. А 21 С 1/02, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР №371075, кл. В 28 С 5/16, 1973.

Изобретение может быть использовано в хлебопекарном производстве для приготовления опар и теста, в кондитерском деле для сбивания кремов и белковых масс, в химической и нефтехимической промышленности для ускорения реакций при перемешивании реагентов, в строительстве и промышленности строительных материалов для приготовления растворов и бетона, в фармацевтической, лакокрасочной, нефтедобывающей и других отраслях промышленности. Смеситель содержит корпус 2, месильные органы 9, упругие элементы 8, планетарный механизм, включающий водило 4, центральную шестерню 5 и установленные с ней в зацеплении сателлиты 6. Месильные органы 9 эксцентрично закреплены на балансах 7, которые установлены на сателлитах 6 с возможностью поворота относительно них. Свободному повороту балансов 7 относительно сателлитов 6 препятствуют упругие элементы 8. Сателлит 6, баланс 7 и упругий элемент 8 образуют уравновешенный относительно оси сателлита 6 узел. Изобретение обеспечивает повышение качества перемешивания за счет использования вибрации и усложнения траектории движения месильных органов вследствие постоянно меняющихся углов закрутки балансов относительно сателлитов, снижение пусковых нагрузок на двигатель и нагрузок на подшипники сателлитов вследствие уравновешенности сателлитов, уменьшение массы смесителя. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Планетарный смеситель вязких материалов, содержащий приводной двигатель, корпус с расположенными внутри него месильными органами, упругие элементы, передаточный механизм и планетарный механизм, включающий водило, центральную шестерню и установленные с ней в зацеплении сателлиты, отличающийся тем, что сателлиты снабжены балансами, которые соединены с последними через упругие элементы, передающие крутящий момент, а месильные органы закреплены эксцентрично на балансах, образуя с ними узлы, уравновешенные относительно осей сателлитов.2. Планетарный смеситель вязких материалов по п.1, отличающийся тем, что сателлиты выполнены разного диаметра.3. Планетарный смеситель вязких материалов по п.1, отличающийся тем, что эксцентрично установленные на балансах месильные органы попарно смонтированы в противофазе.4. Планетарный смеситель вязких материалов по п.1, отличающийся тем, что упругие элементы на разных сателлитах выполнены различной жесткости.5. Планетарный смеситель вязких материалов по п.1, отличающийся тем, что передаточный механизм выполнен в виде простой зубчатой передачи, ведущая шестерня которой установлена на валу приводного двигателя, а ведомая сблокирована с водилом планетарного механизма.6. Планетарный смеситель вязких материалов по п.1, отличающийся тем, что передаточный механизм выполнен в виде планетарного редуктора с двумя центральными шестернями, одна из которых установлена на валу приводного двигателя, а другая закреплена на корпусе.