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 двигатель, 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 двигатель, установленные в корпусе месильные органы, привод которых выполнен в виде передаточного механизма и планетарного механизма, включающего центральную шестерню, сателлиты и водило [2]. В указанном смесителе месильные органы закреплены на водилах двух планетарных механизмов, сателлиты планетарных механизмов снабжены неуравновешенными грузами, привод смесителя содержит три двигателя, а центральная шестерня каждого из планетарных механизмов соединена с отдельным двигателем.

Недостатками указанного смесителя являются:

1. Сложность конструкции из-за необходимости использования трех двигателей и двух планетарных механизмов с неуравновешенными сателлитами.

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

3. Отсутствие возможности настройки на различные амплитуды угловых колебаний водила с месильными органами.

4. Вращательное движение месильных органов вокруг центральной оси водила по фиксированной траектории в виде окружности постоянного радиуса, что не обеспечивает интенсивную обработку по всему объему перемешиваемой среды и снижает качество и производительность процесса перемешивания.

Цель изобретения - упрощение конструкции, снижение пусковых нагрузок на двигатель, повышение качества и производительности процесса перемешивания за счет регулируемого 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 двигатель, установленные в корпусе месильные органы, привод которых выполнен в виде передаточного механизма и планетарного механизма, включающего центральную шестерню, сателлиты и водило, месильные органы закреплены на сателлитах со смещением относительно осей сателлитов и образуют вместе с сателлитами узлы, уравновешенные относительно этих осей, а центральная шестерня планетарного механизма подвижно соединена с корпусом через упругий элемент, выполненный в виде гибкой пластины, которая посредине закреплена на валу центральной шестерни, а по концам опирается на ползуны, расстояние от которых до центральной оси смесителя может регулироваться; в виде сменного комплекта пружин, воспринимающих знакопеременный крутящий момент на центральной шестерне; в виде соосного с центральной шестерней торсионного вала.

На фиг.1, 2 и 3 показана схема планетарного смесителя вязких материалов с выполнением упругого элемента, соединяющего центральную шестерню планетарного механизма с корпусом, в виде гибкой пластины, которая посредине закреплена на валу центральной шестерни, а по концам опирается на ползуны, расстояние от которых до центральной оси смесителя может регулироваться (фиг.1); в виде сменного комплекта пружин, воспринимающих знакопеременный крутящий момент на центральной шестерне (фиг.2); в виде соосного с центральной шестерней торсионного вала (фиг.3).

Планетарный смеситель вязких материалов (фиг.1) содержит установленные в корпусе 1 месильные органы 2, привод которых выполнен в виде передаточного механизма 3 и планетарного механизма, включающего центральную шестерню 4, сателлиты 5 и водило 6, приводимое в движение двигателем 7. Месильные органы 2 закреплены на сателлитах 5 со смещением относительно осей сателлитов и образуют вместе с сателлитами узлы, уравновешенные относительно этих осей посредством противовесов 8, а центральная шестерня 4 планетарного механизма подвижно связана с корпусом 1 через упругий элемент 9.

На фиг.1 показан вариант выполнения упругого элемента 9 в виде гибкой пластины, которая посредине закреплена на валу центральной шестерни 4, а по концам опирается на ползуны 10, расстояние от которых до центральной оси смесителя может регулироваться. На фиг.2 показан вариант выполнения упругого элемента 9 в виде сменного комплекта пружин, воспринимающих знакопеременный крутящий момент на центральной шестерне 4. На фиг.3 показан вариант выполнения упругого элемента 9 в виде соосного с центральной шестерней 4 торсионного вала.

Планетарный смеситель вязких материалов работает следующим образом.

При вращении водила 6 (фиг.1) от двигателя 7 через передаточный механизм 3 сателлиты 5 с месильными органами 2 совершают внутри корпуса 1 с вязкой перемешиваемой средой сложное некруговое движение; в результате этого месильные органы 2 перемещаются в вязкой среде с переменной скоростью, что, с учетом зависимости силы вязкого сопротивления от скорости, приводит к появлению переменного крутящего момента на сателлитах 5 и вызывает крутильные колебания сателлитов 5 с закрепленными на них месильными органами 2. При колебаниях абсолютная траектория движения месильных органов 2 имеет сложный вид. Амплитуду колебаний сателлитов 5 с закрепленными на них месильными органами 2 можно регулировать за счет изменения жесткости упругого элемента 9, например, перемещая ползуны 10 относительно корпуса 1, что позволяет настроить смеситель на наиболее оптимальный для данной среды режим виброперемешивания.

Достигаемый в предлагаемом смесителе положительный эффект заключается в следующем:

1. Упрощается конструкция смесителя, так как интенсивное виброперемешивание по всему объему вязкой среды происходит за счет использования только одного двигателя и одного планетарного механизма.

2. В планетарном механизме за счет использования сателлитов и месильных органов, образующих уравновешенные относительно осей сателлитов узлы, снижаются пусковые нагрузки на двигатель, а также уменьшается нагруженность подшипников сателлитов от сил инерции.

3. Повышается качество и производительность процесса перемешивания: а) за счет возможности настройки упругого элемента планетарного смесителя на оптимальный для данной вязкой среды режим виброперемешивания; б) вследствие усложнения траектории движения месильных органов.

Источники информации

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

2. Авторское свидетельство СССР №916329, кл. В 28 С 5/14, 1982.

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 месильные органы 2, закрепленные на сателлитах 5 со смещением относительно осей их вращения, которые образуют вместе с сателлитами узлы, уравновешенные относительно этих осей. Центральная шестерня 4 планетарного механизма привода месильных органов 2 подвижно связана с корпусом 1 посредством упругого элемента 9. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции смесителя, повышение качества и производительности процесса перемешивания за счет того, что интенсивное виброперемешивание происходит по всему объему вязкой среды при использовании одного планетарного механизма с уравновешенными узлами, включающими сателлит и месильный орган, без перегрузок двигателя во время его пуска и перегрузок подшипников сателлитов, а также за счет усложнения абсолютной траектории движения месильных органов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Планетарный смеситель вязких материалов, содержащий двигатель, установленные в корпусе месильные органы, привод которых выполнен в виде передаточного механизма и планетарного механизма, включающего центральную шестерню, сателлиты и водило, отличающийся тем, что месильные органы закреплены на сателлитах со смещением относительно осей сателлитов и образуют вместе с сателлитами узлы, уравновешенные относительно этих осей, а центральная шестерня планетарного механизма подвижно соединена с корпусом через упругий элемент.2. Планетарный смеситель вязких материалов по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде гибкой пластины, которая посредине закреплена на валу центральной шестерни, а по концам опирается на ползуны, расстояние от которых до центральной оси смеси смесителя может регулироваться.3. Планетарный смеситель вязких материалов по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде сменного комплекта пружин, воспринимающих знакопеременный крутящий момент на центральной шестерне.4. Планетарный смеситель вязких материалов по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде соосного с центральной шестерней торсионного вала.