СМЕСИТЕЛЬ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СМЕШИВАНИЕМ Российский патент 2009 года по МПК B01F7/08 B29B7/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к смесителю для смешивания материала, который должен быть смешан посредством вращения пары смесительных роторов, сформированных со смесительными винтами, и к способу управления смешиванием.

Уровень техники

Традиционно, известен смеситель, т.е. устройство для смешивания сырья, такого как резина, посредством вращения пары смесительных роторов, сформированных со смешивающими витками шнека, выполненными в направлениях, отличных друг от друга, в смесительной камере. Смеситель сконструирован таким образом, чтобы крутящий момент двигателя постоянной скорости вращения выводился посредством системы понижения скорости, которая снижает скорость вращения двигателя постоянной скорости вращения, и выходной крутящий момент распределялся на пару выходных валов посредством пары передаточных механизмов, чтобы передавать крутящий момент с пары выходных валов на пару смесительных роторов.

Японская выложенная патентная заявка 11-57445 (далее называемая "D1") раскрывает способ управления смешиванием для смесителя закрытого типа, в котором управляющие параметры, непосредственно связанные с физическими свойствами материала, подлежащего смешиванию, регулируются независимо, так чтобы температура материала, подлежащего смешиванию, соответствовала заданной температуре. Согласно способу управления смешиванием для смесителя закрытого типа оптимальное охлаждение, нагружение давлением или смешивание может выполняться в зависимости от физических свойств материала, подлежащего смешиванию.

Кроме того, Японская выложенная патентная заявка 58-98215 (далее называемая "D2") раскрывает смеситель для определения крутящего момента двигателя или кривой возрастания температуры в ходе смешивания, чтобы автоматически регулировать скорость вращения ротора. Смеситель имеет преимущество для эффективного смешивания материала, подлежащего смешиванию.

Кроме того, Японский Патент 3474712 (далее называемый "D3") раскрывает смеситель закрытого типа, который реализует уменьшение пространства для установки всего смесителя и снижение общих расходов, связанных со смесителем. Смеситель закрытого типа позволяет уменьшать пространство для установки по сравнению с традиционной компоновкой и предпочтителен для выполнения смесителя компактным в целом.

В любой из конструкций, изложенных в D1-D3, пара смесительных роторов вращается посредством одного приводного двигателя при смешивании материала, подлежащего смешиванию, посредством смесителя. Соответственно, если скорость вращения пары смесительных роторов значительно меняется, эффективность приведения приводного двигателя может быть снижена. В частности, поскольку скорость вращения пары смесительных роторов значительно изменяется в зависимости от своего применения в ходе последовательности этапов обработки материала, подлежащего смешиванию, чрезмерно большая нагрузка может быть приложена к приводному двигателю.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать смеситель и способ управления смешиванием, который позволяет поддерживать высокой эффективность приведения двигателя и гибко следовать заданной скорости вращения пары смесительных роторов, которая варьируется в зависимости от различных вариантов применения пары смесительных роторов.

Первый аспект изобретения направлен на смеситель для смешивания материала, подлежащего смешиванию, в смесительной камере. Смеситель оснащен парой смесительных роторов, каждый из которых поддерживается с возможностью вращения на противоположных концах смесительного ротора. Смесительные роторы вращаются в направлениях, противоположных друг другу. Смеситель содержит: двигатель постоянной скорости вращения, который вращается с постоянной скоростью вращения; двигатель переменной скорости вращения, который переменно вращается с произвольной скоростью вращения; и трансмиссию планетарного типа для передачи мощности двигателя постоянной скорости вращения и мощности двигателя переменной скорости вращения на пару смесительных роторов. Трансмиссия планетарного типа включает в себя солнечную шестерню для приема мощности двигателя постоянной скорости вращения; шестерню внутреннего зацепления для приема мощности двигателя переменной скорости вращения; планетарную шестерню, которая сцепляется с солнечной шестерней и шестерней внутреннего зацепления; держатель шестерни для передачи мощности от планетарной шестерни на пару смесительных роторов; пару передаточных механизмов для разделения мощности от держателя шестерни надвое, причем передаточные механизмы вращаются в разных направлениях, в зацеплении друг с другом; и пару валов выходной мощности, которые установлены в связи с передаточными механизмами соответственно и соединены с парой смесительных роторов для вывода мощности, разделенной посредством передаточных механизмов, на пару смесительных роторов.

В смесителе, указанном в первом аспекте, двигатель постоянной скорости вращения вращается с постоянной скоростью вращения, и двигатель переменной скорости вращения переменно вращается с произвольной скоростью вращения. Скорость вращения на основе разности скорости вращения между двигателем постоянной скорости вращения и двигателем переменной скорости вращения подается на пару смесительных роторов посредством действия солнечной шестерни, планетарной шестерни, шестерни внутреннего зацепления и держателя шестерен трансмиссии планетарного типа.

В описанной конструкции скорость вращения пары смесительных роторов может гибко варьироваться посредством приведения двигателя переменной скорости вращения помимо двигателя постоянной скорости вращения в зависимости от этапа обработки материала, подлежащего смешиванию. Эта конструкция упрощает смешивание материала, подлежащего смешиванию.

В частности, в случае, когда скорость вращения пары смесительных роторов предназначена для изменения в зависимости от этапа обработки посредством использования двигателя постоянной скорости вращения и двигателя переменной скорости вращения, скорость вращения пары смесительных роторов может быть изменена заданным образом посредством простого изменения скорости вращения двигателя переменной скорости вращения. Это позволяет снижать нагрузку на двигатель постоянной скорости вращения и двигатель переменной скорости вращения и вращать пару смесительных роторов с оптимальной скоростью вращения в зависимости от состояний приведения соответствующих двигателей. Эта конструкция позволяет поддерживать высокой эффективность приведения соответствующих двигателей и обеспечивать долговременное использование соответствующих двигателей.

Второй аспект изобретения направлен на способ управляемого смешивания материала, подлежащего смешиванию, в смесительной камере посредством вращения пары смесительных роторов посредством комбинированного использования двигателя постоянной скорости вращения, который вращается с постоянной скоростью вращения, и двигателя переменной скорости вращения, который переменно вращается с произвольной скоростью вращения. Каждый из смесительных роторов поддерживается с возможностью вращения на противоположных концах, и смесительные роторы вращаются в направлениях, противоположных друг другу. Способ содержит регулирование скорости вращения пары смесительных роторов посредством комбинированного регулирования включения/отключения приведения двигателя постоянной скорости вращения и изменения скорости вращения двигателя переменной скорости вращения.

В способе управления смешиванием, указанном во втором аспекте, включение/выключение приведения двигателя постоянной скорости вращения может переключаться заданным образом, причем скорость вращения двигателя переменной скорости вращения может заданным образом изменяться в зависимости от физических свойств материала, подлежащего смешиванию, и/или варьирования физических свойств.

В вышеприведенном устройстве этап смешивания может быть определен предварительно в зависимости от физических свойств материала, подлежащего смешиванию, так чтобы материал, подлежащий смешиванию, мог быть смешан надлежащим образом в зависимости от варьирования физических свойств материала, подлежащего смешиванию.

Кроме того, скорость вращения пары смесительных роторов может гибко управляться посредством управления двигателем переменной скорости вращения помимо двигателя постоянной скорости вращения в зависимости от этапа обработки материала, подлежащего смешиванию. В частности, в случае, когда скорость вращения пары смесительных роторов предназначена для того, чтобы быть измененной в зависимости от этапа обработки посредством использования двигателя постоянной скорости вращения и двигателя переменной скорости вращения, скорость вращения пары смесительных роторов может быть изменена посредством простого управления скоростью вращения двигателя переменной скорости вращения. Это позволяет снижать нагрузку на двигатель постоянной скорости вращения и на двигатель переменной скорости вращения и вращать пару смесительных роторов с оптимальной скоростью вращения в зависимости от состояний приведения соответствующих двигателей, что предотвращает чрезмерное снижение эффективности приведения соответствующих двигателей. Как результат, предоставляется долговременное использование двигателя постоянной скорости вращения и двигателя переменной скорости вращения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематичное представление, иллюстрирующее пример смесителя закрытого типа в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

Фиг.2 - поперечный разрез по линии A-A на фиг.1, конкретно иллюстрирующий пример конструкции механизма передачи мощности переменной скорости вращения и механизма дифференциальной планетарной шестерни, проиллюстрированной на фиг.1.

Фиг.3 - иллюстрация, показывающая отношение между выходом смесителя закрытого типа и скоростью вращения пары смесительных роторов при смешивании.

Фиг.4 - схематичное представление, иллюстрирующее пример смесителя закрытого типа в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

Фиг.5 - схематичное представление, иллюстрирующее пример смесителя закрытого типа в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения.

Фиг.6 - схематичное представление, иллюстрирующее пример смесителя закрытого типа в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения.

Фиг.7 - схематичное представление, иллюстрирующее пример смесителя закрытого типа в соответствии с пятым вариантом осуществления изобретения.

Наилучший вариант осуществления изобретения

Далее приводится описание случая, при котором изобретение применяется в смесителе закрытого типа в качестве варианта осуществления изобретения. Следует принимать во внимание, что техническая область применения изобретения не ограничена смесителем закрытого типа, а может быть применена к любому смесителю, к примеру смесителю непрерывного действия.

(Первый вариант осуществления)

Фиг.1 представляет схему, иллюстрирующую пример смесителя 100 закрытого типа в соответствии с первым вариантом осуществления.

Смеситель 100 закрытого типа, проиллюстрированный на фиг.1, по сути, включает в себя двигатель 10 постоянной скорости вращения, двигатель 20 переменной скорости вращения, дифференциальную планетарную систему (трансмиссию планетарного типа) 30, смесительный аппарат 90 и контроллер 200.

Дифференциальная планетарная система 30 - это цельный блок, включающий в себя тормоз 39 вала переменной скорости, механизм 40 передачи мощности переменной скорости, механизм 50 дифференциальной планетарной шестерни и распределительный механизм 60. Смесительный аппарат 90 включает в себя пару смесительных роторов 91, 92 и датчик 201. Каждый из смесительных роторов 91, 92 имеет подающий винтовой шнек и обратный винтовой шнек для смешивания.

Далее описывается подробная конструкция смесителя 100 закрытого типа, а также его работа.

Двигатель 10 постоянной скорости вращения имеет выходной вал S10 для передачи вращения двигателя 10 постоянной скорости вращения и тормозной вал S19 постоянной скорости вращения для приостановки вращения двигателя 10 постоянной скорости вращения. Выходной вал S10 двигателя 10 постоянной скорости вращения соединен с ведомым валом S11 постоянной скорости вращения посредством соединяющего сцепления C10. Ведомый вал S11 постоянной скорости вращения имеет солнечную шестерню 53, которая описана ниже. Ведомый вал S11 постоянной скорости вращения вращается с солнечной шестерней 53. Тормоз 19 вала постоянной скорости вращения установлен на тормозном валу S19 постоянной скорости вращения. Соединяющее сцепление C10 может быть опущено, если выходной вал S10 сформирован за одно целое с ведомым валом S11 постоянной скорости вращения.

Когда смеситель 100 закрытого типа работает, контроллер 200 выдает команду в двигатель 10 постоянной скорости вращения и двигатель 20 переменной скорости вращения, чтобы включить/отключить запуск двигателя 10 постоянной скорости вращения и двигателя 20 переменной скорости вращения. При получении команды от контроллера 200 двигатель 10 постоянной скорости вращения приводится так, чтобы вращать солнечную шестерню 53. Вращение тормозного вала S19 постоянной скорости вращения приостанавливается посредством тормозящего действия тормоза 19 постоянной скорости вращения, и вращение двигателя 10 постоянной скорости вращения приостанавливается, когда вращение тормозного вала S19 постоянной скорости вращения приостанавливается.

Двигатель 20 переменной скорости вращения имеет выходной вал S20 для передачи вращения двигателя 20 переменной скорости вращения. Выходной вал S20 двигателя 20 переменной скорости вращения соединен с ведомым валом S21 переменной скорости вращения посредством соединяющего сцепления C20. Шестерня 41 передачи мощности и тормоз 39 вала переменной скорости вращения установлены на ведомом валу S21 переменной скорости вращения. Соединяющее сцепление C20 может быть опущено, если выходной вал S20 и ведомый вал S21 переменной скорости вращения выполнены за одно целое.

Аналогично двигателю 10 постоянной скорости вращения, двигатель 20 переменной скорости вращения приводится при приеме команды от контроллера 200, чтобы вращать шестерню 41 передачи мощности. Вращение ведомого вала S21 переменной скорости вращения приостанавливается посредством тормозящего действия тормоза 39 вала переменной скорости вращения, и вращение двигателя 20 переменной скорости вращения приостанавливается, когда вращение ведомого вала S21 переменной скорости вращения приостанавливается.

Механизм 40 передачи мощности переменной скорости вращения дифференциальной планетарной системы 30 включает в себя шестерню 41 передачи мощности и шестерню 42 передачи мощности. Шестерня 41 передачи мощности, установленная на ведомом валу S21 переменной скорости вращения, сцепляется с шестерней 42 передачи мощности (см. фиг.2). Механизм 50 дифференциальной планетарной шестерни включает в себя шестерню 54 внутреннего зацепления, множество планетарных шестерен 52, водило планетарной передачи (держатель шестерен) 52L, солнечную шестерню 53 и шестерню 51 передачи мощности, которая сцепляется с другим зубцом, сформированным на внешней окружности шестерни 54 внутреннего зацепления.

Шестерня 42 передачи мощности механизма 40 передачи мощности переменной скорости вращения и шестерня 51 передачи мощности механизма 50 дифференциальной планетарной шестерни установлены на валу S22 передачи мощности таким образом, чтобы шестерни 42, 51 вращались как единое целое. Солнечная шестерня 53 сформирована вдоль внутренней окружности шестерни 54 внутреннего зацепления дифференциального механизма 50 планетарной передачи. Множество планетарных шестерен 52 сформировано таким образом, что каждая из планетарных шестерен 52 сцепляется с солнечной шестерней 53 и внутренним зубцом шестерни 54 внутреннего зацепления. В этом варианте осуществления используется три планетарных шестерни 52. Число планетарных шестерен 52, которые должны быть использованы, не ограничено тремя, а может составлять любое число.

Планетарные шестерни 52 соединены друг с другом посредством водила планетарной передачи 52L. Когда каждая из планетарных шестерен 52 вращается, водило планетарной передачи 52L вращается концентрически с центром вращения солнечной шестерни 53.

Кроме того, солнечная шестерня 53 вращается посредством приведения двигателя 10 постоянной скорости вращения, и шестерня 54 внутреннего зацепления вращается посредством приведения двигателя 20 переменной скорости вращения посредством шестерни 41 передачи мощности, шестерни 42 передачи мощности и шестерни 51 передачи мощности. Солнечная шестерня 53 и шестерня 54 внутреннего зацепления вращаются с числом оборотов, отличным друг от друга.

Каждая из планетарных шестерен 52 перемещается вокруг солнечной шестерни 53, при этом вращаясь вокруг собственной оси в зависимости от разности скорости вращения между солнечной шестерней 53 и шестерней 54 внутреннего зацепления. Водило планетарной передачи 52L вращается в зависимости от перемещения планетарных шестерен 52 вокруг солнечной шестерни 53. В этой компоновке скорость вращения каждой из планетарных шестерен 52 может быть изменена посредством изменения скорости вращения двигателя 20 переменной скорости вращения вне зависимости от режима, в котором двигатель 10 постоянной скорости вращения вращается с постоянной скоростью, или режима, в котором вращение двигателя 10 постоянной скорости вращения приостановлено. Таким образом, скорость вращения водила 52L планетарной передачи может гибко изменяться.

Водило 52L планетарной передачи соединено с приводным валом S55 для передачи тягового усилия механизма 50 дифференциальной планетарной шестерни на смесительный аппарат 90. Передаточная шестерня 61 распределительного механизма 60 установлена на приводном валу S55 таким образом, чтобы передаточная шестерня 61 распределительного механизма 60 сцеплялась с передаточной шестерней 62. Передаточная шестерня 62 соединена с распределительным приводным валом S62, с которым соединен обратный вращающийся вал S92 посредством соединяющего сцепления C92. Передаточная шестерня 61 соединена с распределительным приводным валом S61, с которым соединен прямой вращающийся вал S91 посредством соединяющего сцепления C91.

В вышеприведенной конструкции, когда водило 52L планетарной передачи вращается, передаточная шестерня 61 распределительного механизма 60 вращается в направлении, показанном стрелкой R, посредством приводного вала S55, а передаточная шестерня 62 вращается в направлении, показанном стрелкой -R, которое противоположно направлению R. Поскольку распределительный приводной вал S61 и распределительный приводной вал S62 вращаются в различных направлениях, за счет действия распределительного механизма 60, вал S91 прямого вращения и вал S92 обратного вращения вращаются в различных направлениях. Приводной вал S55 и распределительный приводной вал S61 или приводной вал S55 и распределительный приводной вал S62 могут быть выполнены за одно целое.

Смесительный аппарат 90 включает в себя смесительный ротор 91, имеющий вал S91 прямого вращения, и смесительный ротор 92, имеющий вал S92 обратного вращения. Эти смесительные роторы 91, 92 размещены таким образом, что вращающиеся валы S91, S92 параллельны друг другу, причем противоположные концы каждого из вращающихся валов S91, S92 поддерживаются с возможностью вращения вокруг своей оси вращения.

Смесительный ротор 91 имеет подающий винтовой шнек, который крутится в таком направлении, чтобы подавать материал, подлежащий смешиванию, от одного конца прямого вращающегося вала S91 к его другому концу, и обратный винтовой шнек, который крутится в таком направлении, чтобы подавать материал, подлежащий смешиванию, от другого конца прямого вращающегося вала S91 к его одному концу. Смесительный ротор 92 имеет подающий винтовой шнек, который крутится в таком направлении, чтобы подавать материал, подлежащий смешиванию, от одного конца обратного вращающегося вала S92 к его другому концу, и обратный винтовой шнек, который крутится в таком направлении, чтобы подавать материал, подлежащий смешиванию, от другого конца обратного вращающегося вала S92 к его одному концу. Эта конструкция позволяет выполнить сильную сдвигающую работу для материала, подлежащего смешиванию, с меньшим потреблением электроэнергии в смесительном аппарате 90 и позволяет равномерно смешивать, расплавлять и рассеивать различные виды полимеров, заполнителей, связующих и т.п.

В вышеприведенном описании контроллер 200 работает так, чтобы приводить двигатель 10 постоянной скорости вращения и двигатель 20 переменной скорости вращения. Как вариант, контроллер 200 может работать так, чтобы по мере необходимости изменять скорость вращения двигателя 20 переменной скорости вращения, при этом продолжая приведение двигателя 10 постоянной скорости вращения, или по мере необходимости изменять скорость вращения двигателя 20 переменной скорости вращения, при этом приостанавливая приведение двигателя 10 постоянной скорости вращения.

Фиг.2 представляет поперечный разрез по линии A-A на фиг.1, конкретно иллюстрирующий пример конструкции механизма 40 передачи мощности переменной скорости вращения и дифференциального механизма 50 планетарной передачи, проиллюстрированного на фиг.1.

Как показано на фиг.2, ведомый вал S11 постоянной скорости вращения (не показан), в котором установлена солнечная шестерня 53, идет горизонтально, а шестерня 51 передачи мощности, шестерня 42 передачи мощности, шестерня 41 передачи мощности и ведомый вал S21 переменной скорости вращения по вертикали отстоят от ведомого вала S11 постоянной скорости вращения. Позиционная компоновка соответствующих компонентов, проиллюстрированная на фиг.2, служит просто в качестве примера. Позиционная компоновка не ограничена конкретно компоновкой, проиллюстрированной на фиг.2.

На фиг.2 три планетарных шестерни 52 размещены вокруг солнечной шестерни 53 на одинаковом расстоянии вдоль внутренних зубцов шестерни 54 внутреннего зацепления. Помимо этого размещение механизма 40 передачи мощности переменной скорости вращения перпендикулярно в верхней позиции или перпендикулярно в нижней позиции относительно солнечной шестерни 53 вместо размещения солнечной шестерни 53, шестерни 42 передачи мощности и шестерни 41 передачи мощности последовательно в направлении высоты дифференциальной планетарной системы 30 смесителя 100 закрытого типа позволяет уменьшить пространство для установки смесителя 100 закрытого типа.

Размещение механизма 40 передачи мощности переменной скорости вращения таким образом, что система 40 передачи мощности переменной скорости вращения может не помещаться радиально за пределами крайней окружности шестерни 54 внутреннего зацепления, позволяет минимизировать область установки (конфигурацию опоры) дифференциальной планетарной системы 30 смесителя 100 закрытого типа.

Фиг.3 иллюстрирует пример отношения между выходной мощностью смесителя 100 закрытого типа и скоростью вращения пары смесительных роторов. На фиг.3 ось ординат представляет выходную мощность в кВт, а ось абсцисс представляет число оборотов в минуту (об/мин).

Как проиллюстрировано на фиг.3, смесительные роторы 91, 92 вращаются с произвольной скоростью вращения от 0 об/мин до 20 об/мин посредством приведения только двигателя 20 переменной скорости вращения в выходном диапазоне A от 0 кВт до 1000 кВт.

Кроме того, смесительные роторы 91, 92 вращаются со скоростью вращения в 40 об/мин посредством приведения только двигателя 10 постоянной скорости вращения с выходом в 2000 кВт. Дополнительно, смесительные роторы 91, 92 вращаются со скоростью вращения от 40 об/мин до 60 об/мин посредством приведения двигателя 20 переменной скорости вращения помимо двигателя 10 постоянной скорости вращения в выходном диапазоне C от 2000 кВт до 3000 кВт.

В вышеупомянутом способе работы двигатель 20 переменной скорости вращения приводится в таком направлении вращения, которое делает скорость вращения смесительных роторов 91, 92 выше, чем в случае, когда приводится только двигатель 10 постоянной скорости вращения. Вращение двигателя 20 переменной скорости вращения в направлении, противоположном вышеупомянутому направлению вращения, делает скорость вращения смесительных роторов 91, 92 ниже скорости в случае, когда приводится только двигатель 10 постоянной скорости вращения. Применение этой методики к примеру по фиг.3 позволяет вращать смесительные роторы 91, 92 с произвольной скоростью вращения в диапазоне от 20 об/мин до 40 об/мин, поскольку скорость вращения смесительных роторов 91, 92 может варьироваться в диапазоне от 0 до 20 об/мин посредством вращения двигателя 20 переменной скорости вращения в вышеупомянутом противоположном направлении, тогда как смесительные роторы 91, 92 вращаются со скоростью вращения в 40 об/мин, когда приводится только двигатель 10 постоянной скорости вращения.

В смесителе 100 закрытого типа в соответствии с первым вариантом осуществления материал, подлежащий смешиванию, может быть смешан в оптимальном режиме посредством приведения двигателя 10 постоянной скорости вращения, чтобы приводить пару 91, 92 смесительных роторов, каждый из которых оснащен подающим винтом и обратным винтом для смешивания, управления датчиком 201, чтобы обнаруживать температуру материала, который должен быть смешан, и предоставления возможности контроллеру 200 регулировать скорость вращения двигателя 20 переменной скорости вращения на основе полученной информации обнаружения. Информация обнаружения не ограничена физическими свойствами материала, который должен быть смешан в смесительном аппарате 90, такими как температура материала, который должен быть смешан, но включает в себя температуру охлаждающей воды, которая должна быть предоставлена в смеситель 100, мощность двигателя и их скорости изменения.

В частности, контроллер 200 задает целевую температуру, которая обеспечивает заданное качество смешивания материала, сравнивает целевую температуру с температурой материала, подлежащего смешиванию в смесителе 100 закрытого типа, которая определяется посредством датчика 201, и увеличивает скорость вращения двигателя 20 переменной скорости вращения, чтобы повысить температуру материала, подлежащего смешиванию, если определяемая температура материала, подлежащего смешиванию, меньше целевой температуры, и снижает скорость вращения двигателя 20 переменной скорости вращения, чтобы уменьшить температуру материала, подлежащего смешиванию, если определяемая температура материала, подлежащего смешиванию, больше целевой температуры.

Кроме того, скорость вращения пары 91, 92 смесительных роторов может гибко варьироваться посредством приведения двигателя 20 переменной скорости вращения помимо двигателя 10 постоянной скорости вращения в зависимости от определяемой информации, связанной с материалом, подлежащим смешиванию, и т.п., или этапа обработки, который должен быть выполнен. Посредством гибкого изменения скорости вращения пары 91, 92 смесительных роторов материал, который должен быть смешан, может быть смешан в зависимости от физических свойств материала, подлежащего смешиванию.

Есть различные этапы, к примеру, при смешивании материала, подлежащего смешиванию. В свете этого контроллер 200 осуществляет следующее регулирование в зависимости от этапа обработки, который должен быть выполнен, или режима материала, подлежащего смешиванию, в ходе смешивания.

В частности, при проведении этапа подготовки маточной смеси (к примеру, этапа предоставления сажи) или проведении этапа конечного смешивания (к примеру, этапа предоставления вулканизатора) необходимо вращать пару 91, 92 смесительных роторов с указанной скоростью вращения. В случае, если пара 91, 92 смесительных роторов смесительного аппарата 90 предназначена для того, чтобы быть вращаемой на указанной скорости вращения, контроллер 200 работает так, чтобы вращать двигатель 10 постоянной скорости вращения со скоростью вращения в постоянном режиме, т.е. на постоянной скорости вращения, и вращать двигатель 20 переменной скорости вращения с произвольной постоянной скоростью вращения в диапазоне скоростей вращения двигателя 20 переменной скорости вращения от 0 до заданного верхнего предела.

Помимо этого необходимо управлять парой 91, 92 смесительных роторов, при этом варьируя их скорость вращения на основе определяемой температуры материала, подлежащего смешиванию, или на основе изменения температуры, чтобы вращать пару 91, 92 смесительных роторов на скорости вращения, ассоциативно связанной с состоянием материала, подлежащего смешиванию, например управлять парой 91, 92 смесительных роторов на основе обнаруженной температуры материала, подлежащего смешиванию, или не допускать перегрузки приведения пары 91, 92 смесительных роторов, например, чтобы управлять парой 91, 92 смесительных роторов на основе обнаруженной температуры материала, подлежащего смешиванию. В этом случае контроллер 200 управляет двигателем 10 постоянной скорости вращения, чтобы вращаться на постоянной скорости вращения, регулирует двигатель 20 переменной скорости вращения, чтобы переменно вращаться с заданной скоростью вращения в диапазоне скоростей вращения от 0 до заданного верхнего предела.

Имеются случаи, когда требуется вращать пару 91, 92 смесительных роторов с низкой нагрузкой, например, при выпускании материала, который должен быть смешан, из смесителя закрытого типа или при запуске другого смесителя. В этом случае контроллер 200 регулируемо вращает пару 91, 92 смесительных роторов посредством приостановки вращения двигателя 10 постоянной скорости вращения и посредством приведения только двигателя 20 переменной скорости вращения с произвольной скоростью вращения в рамках диапазона скоростей вращения от 0 до заданного верхнего предела.

В частности, скорость вращения пары 91, 92 смесительных роторов может быть изменена в зависимости от этапа обработки, который должен быть выполнен, посредством простого изменения скорости вращения двигателя 20 переменной скорости вращения, как проиллюстрировано на фиг.3. Эта конструкция позволяет уменьшать нагрузку на двигатель 10 постоянной скорости вращения и двигатель 20 переменной скорости вращения и позволяет вращать пару 91, 92 смесительных роторов на оптимальной скорости вращения в зависимости от режимов приведения двигателя 10 постоянной скорости вращения и двигателя 20 переменной скорости вращения. Посредством этого снижение эффективности приведения двигателей 10 и 20 может быть предотвращено, и может быть обеспечено долговременное использование двигателей 10 и 20.

Кроме того, поскольку каждый из пары 91, 92 смесительных роторов имеет подающий винт и обратный винт для смешивания, может быть выполнена сильная сдвигающая работа для материала, подлежащего смешиванию, с меньшим потреблением энергии, и различные виды полимеров, заполнителей, связующих и т.п. могут равномерно смешиваться, расплавляться и рассеиваться.

Дополнительно, поскольку ведомый вал S11 постоянной скорости вращения и ведомый вал S21 переменной скорости вращения по вертикали отстоят друг от друга в сравнении с конструкцией, в которой ведомый вал S11 постоянной скорости вращения и ведомый вал S21 переменной скорости вращения размещаются параллельно друг другу в одной горизонтальной плоскости, область установки (конфигурация опоры) смесителя 100 закрытого типа может быть уменьшена. Помимо этого в сравнении с конструкцией, в которой ведомый вал S11 постоянной скорости вращения и ведомый вал S21 переменной скорости вращения проходят вертикально, эта компоновка позволяет уменьшить высоту смесителя 100 закрытого типа.

(Второй вариант осуществления)

Далее описывается смеситель 100a закрытого типа в соответствии со вторым вариантом осуществления со ссылкой на чертеж. Смеситель 100a закрытого типа в соответствии со вторым вариантом осуществления отличается от смесителя 100 закрытого типа в соответствии с первым вариантом осуществления в следующих аспектах.

Фиг.4 схематично представляет пример смесителя 100a закрытого типа в соответствии со вторым вариантом осуществления.

Как показано на фиг.4, смеситель 100a закрытого типа имеет дифференциальную планетарную систему 30a вместо дифференциальной планетарной системы 30 смесителя 100 закрытого типа. Дифференциальная планетарная система 30a включает в себя механизм 70 распределения мощности насоса и механизм 80 планетарной передачи помимо компонентов, соответствующих компонентам дифференциальной планетарной системы 30.

Также, смеситель 100a закрытого типа имеет гидравлический двигатель 20a вместо двигателя 20 переменной скорости вращения, а также имеет гидравлический контроллер 25, насос 24 и системы трубопроводов P1 и P2. Ниже приводится пояснение к тому, как рабочая команда отправляется из контроллера 200 в гидравлический контроллер 25.

Сначала описывается работа смесителя 100a закрытого типа.

Контроллер 200 выдает команду двигателю 10 постоянной скорости вращения для того, чтобы запустить двигатель 10 постоянной скорости вращения. Во втором варианте осуществления контроллер 200 не выдает команду в гидравлический двигатель 20a на запуск гидравлического двигателя 20a. Если двигатель 10 постоянной скорости вращения принимает команду запуска от контроллера 200, крутящий момент выходного вала S10 двигателя 10 постоянной скорости вращения передается на ведомый вал S11 постоянной скорости вращения через соединяющее сцепление C10, чтобы вращать передаточную шестерню 71 механизма 70 распределения мощности насоса. В связи с вращением передаточного механизма 71 передаточная шестерня 72 вращается так, чтобы передавать тяговое усилие двигателя 10 постоянной скорости вращения на насос 24 посредством вала 23 передачи мощности, соединяющего сцепления C24 и вала S24 привода насоса. Насос 24 приводится посредством тягового усилия вала S24 привода насоса. Как результат этих действий, гидравлическое давление гидравлического контроллера 25 возрастает через систему трубопроводов P1.

Далее контроллер 200 определяет, должна ли команда запуска быть выдана в гидравлический контроллер 25, на основе определяемой информации, отправленной из датчика 201. Определяемая информация не ограничена физическими свойствами материала, подлежащего смешиванию в смесительном аппарате 90, такими как температура материала, подлежащего смешиванию, но включает в себя температуру охлаждающей воды, которая должна быть предоставлена в смеситель, мощность двигателя и скорости их изменения.

Если гидравлический контроллер 25 принимает команду запуска от контроллера 200 на основе определяемой информации, гидравлический контроллер 25 открывает клапан регулирования расхода, предусмотренный в гидравлическом контроллере 25, чтобы подавать заданный объем масла для гидросистем в гидравлический двигатель 20a через систему трубопроводов P2. Гидравлический двигатель 20a вращается с заданной скоростью вращения в ответ на прием заданного объема масла для гидросистем.

Планетарная шестерня 52 вращается в зависимости от разности скорости вращения между солнечной шестерней 53, которая приводится посредством двигателя 10 постоянной скорости вращения, и шестерней 54 внутреннего зацепления, которая приводится посредством гидравлического двигателя 20a, чтобы передавать предварительно определенный крутящий момент с водила 52L планетарной передачи на приводной вал S55. Затем предварительно определенный крутящий момент передается в механизм 80 планетарной передачи и дополнительно на водило 82L планетарной передачи посредством планетарной шестерни 82, предусмотренной вокруг солнечной шестерни 81. Крутящий момент, передаваемый на водило 82L планетарной передачи, передается на приводной вал S85, соединенный с водилом 82L планетарной передачи, и передается на распределительные приводные валы S61, S62 посредством передаточных шестерен 61, 62 распределительного механизма 60. Приводной вал S85 и распределительный приводной вал S61 могут быть неразъемным валом.

В смесителе 100a закрытого типа в соответствии со вторым вариантом осуществления скорость вращения гидравлического двигателя 20a может гибко регулироваться посредством регулирования отверстия клапана регулировки расхода гидравлического контроллера 25. Кроме того, гидравлическое давление может быть увеличено посредством использования мощности двигателя 10 постоянной скорости вращения, что способствует упрощению компоновки смесителя 100a закрытого типа и уменьшению пространства для установки смесителя 100a закрытого типа без необходимости дополнительного гидравлического привода насоса.

В этом варианте осуществления используется гидравлический двигатель 20a. Как вариант, может быть использован гидравлический двигатель с переменным расходом. В этом варианте осуществления используется насос 24. Как вариант, может быть использован любой насос, отличный от насоса 24, например, такой как регулируемый гидравлический насос.

В качестве измененной компоновки система с односторонней муфтой может быть обеспечена на гидравлической схеме посредством размещения обратного клапана в надлежащей позиции системы P2 трубопроводов или аналогичного устройства либо посредством предоставления гидравлического двигателя, допускающего вращение в одном направлении, чтобы не допустить обратного потока масла для гидросистем.

(Третий вариант осуществления)

Далее описывается смеситель 100b закрытого типа в соответствии с третьим вариантом осуществления со ссылкой на чертеж. Смеситель 100b закрытого типа в соответствии с третьим вариантом осуществления отличается от смесителя 100 закрытого типа в соответствии с первым вариантом осуществления в следующих аспектах.

Фиг.5 схематично представляет пример смесителя 100b закрытого типа в соответствии с третьим вариантом осуществления. Как показано на фиг.5, смеситель 100b закрытого типа имеет отдельные компоненты, т.е. дифференциальную планетарную систему 30b, соединяющее сцепление C30, вал S56 передачи мощности и распределительную систему 30c снижения скорости вместо дифференциальной планетарной системы 30.

Дифференциальная планетарная система 30b смесителя 100b закрытого типа в соответствии с третьим вариантом осуществления имеет механизм 40 передачи мощности переменной скорости вращения и дифференциальный механизм 50 планетарной передачи, соответствующий механизму 40 передачи мощности переменной скорости вращения и дифференциальному механизму 50 планетарной передачи дифференциальной планетарной системы 30 смесителя 100 закрытого типа в соответствии с первым вариантом осуществления.

Кроме того, крутящий момент двигателя 10 с постоянной скоростью передачи и двигателя 20 с переменной скоростью передачи передается от приводного вала S55 в распределительную систему 30c снижения скорости посредством соединяющего сцепления C30 и вала S56 передачи мощности.

Распределительная система 30c снижения скорости включает в себя редукторный механизм 65 и распределительный механизм 60. Крутящий момент от вала S56 передачи мощности передается на редуктор 66 редукторного механизма 65 и затем передается на редуктор 67. Крутящий момент, передаваемый в редуктор 67, предоставляется на передаточную шестерню 62 посредством вала S67 передачи мощности, и крутящий момент также распределяется на передаточную шестерню 61, так чтобы крутящий момент передавался на распределительные приводные валы S61, S62. Вал S67 передачи мощности и распределительный приводной вал S62 могут быть неразъемным валом.

В сравнении со смесителем 100 закрытого типа в соответствии с первым вариантом осуществления смеситель 100b закрытого типа в соответствии с третьим вариантом осуществления является преимущественным в плане снижения затрат на производство смесителя 100b закрытого типа и осуществимости технического обслуживания, поскольку дифференциальная планетарная система 30b и распределительная система 30c снижения скорости предоставляются по отдельности в отличие от второго варианта осуществления, в котором предусмотрена неразъемная дифференциальная планетарная система 30a, которая зачастую усложняет компоновку смесителя.

(Четвертый вариант осуществления)

Далее описывается смеситель 100c закрытого типа в соответствии с четвертым вариантом осуществления со ссылкой на чертеж. Смеситель 100c закрытого типа в соответствии с четвертым вариантом осуществления отличается от смесителя 100b закрытого типа в соответствии с третьим вариантом осуществления в следующих аспектах.

Фиг.6 схематично представляет пример смесителя 100c закрытого типа в соответствии с четвертым вариантом осуществления.

Как показано на фиг.6, в смесителе 100c закрытого типа приводной вал S55 дифференциальной планетарной системы 30b непосредственно соединен с валом S56 передачи мощности распределительной системы 30c снижения скорости, тогда как в смесителе 100b закрытого типа в соответствии с третьим вариантом осуществления соединяющее сцепление C30 используется для того, чтобы соединять приводной вал S55 и вал S56 передачи мощности.

Как показано на фиг.6, крутящий момент из дифференциальной планетарной системы 30b непосредственно передается в распределительную систему 30c снижения скорости без использования соединяющего сцепления C30. Эта компоновка позволяет уменьшить область установки смесителя 100c закрытого типа в сравнении со смесителем 100b закрытого типа, проиллюстрированным на фиг.5, и способствует снижению производственных затрат в части затрат на соединяющее сцепление C30.

Распределительная система 30c снижения скорости может иметь отличную от вышеупомянутой компоновку, в которой скорость вращения приводного вала S55 передается напрямую или снижается. Например, механизм 65 снижения скорости может включать в себя средство передачи мощности постоянной скорости вращения, которое имеет цепной механизм и "звездочку" или шестерни и т.п. Дополнительно альтернативно, механизм 65 снижения скорости может быть сконструирован таким образом, что выходной момент из дифференциальной планетарной системы 30b непосредственно передается в распределительный механизм 60. Дополнительно альтернативно, механизм 65 снижения скорости может иметь конструкцию, в которой скорость вращения приводного вала S55 передается напрямую или снижается посредством цепного механизма или шестерен.

В любой из вышеописанных конструкций компоненты от дифференциальной планетарной системы 30b до смесительного аппарата 90 могут быть размещены в различных надлежащих позициях.

(Пятый вариант осуществления)

Далее описывается смеситель 100d закрытого типа в соответствии с пятым вариантом осуществления со ссылкой на чертеж. Смеситель 100d закрытого типа в соответствии с пятым вариантом осуществления отличается от смесителя 100c закрытого типа в соответствии с четвертым вариантом осуществления в следующих аспектах.

Фиг.7 схематично представляет пример смесителя 100d закрытого типа в соответствии с пятым вариантом осуществления.

Как показано на фиг.7, в смесителе 100d закрытого типа дифференциальная планетарная система 30b и распределительная система 30c снижения скорости смесителя 100c закрытого типа в соответствии с четвертым вариантом осуществления собрана в цельном модуле.

В смесителе 100d закрытого типа крутящий момент из дифференциальной планетарной системы 30b непосредственно передается в распределительную систему 30c снижения скорости без использования соединяющего сцепления C30. Эта компоновка позволяет уменьшить область установки смесителя 100d закрытого типа в сравнении со смесителем 100b закрытого типа, проиллюстрированным на фиг.5, и способствует снижению производственных затрат в части затрат на соединяющее сцепление C30.

В вариантах осуществления с первого по пятый смесительный аппарат 90 соответствует смесительной камере, пара 91, 92 смесительных роторов соответствует паре смесительных роторов, смесители 100, 100a, 100b, 100c, 100d закрытого типа соответствуют смесителю, двигатель 10 постоянной скорости вращения соответствует двигателю постоянной скорости вращения, двигатель 20 переменной скорости вращения соответствует двигателю переменной скорости вращения, дифференциальный механизм 50 планетарной передачи соответствует механизму планетарной шестерни, солнечная шестерня 53 соответствует солнечной шестерне, шестерня 54 внутреннего зацепления соответствует шестерне внутреннего зацепления, планетарная шестерня 52 соответствует планетарной шестерне, водило 52L планетарной передачи соответствует держателю шестерни, распределительный механизм 60 соответствует паре передаточных шестерен, распределительный приводной вал S62 и распределительный приводной вал S61 соответствуют паре валов выходной мощности, ведомый вал S21 переменной скорости вращения соответствует выходному валу переменной скорости вращения, ведомый вал S11 постоянной скорости вращения соответствует выходному валу постоянной скорости вращения, вал S22 передачи мощности соответствует валу-шестерне, гидравлический двигатель 20a соответствует гидравлическому двигателю и гидравлическому двигателю с переменным расходом, насос 24 соответствует гидравлическому насосу, гидравлический контроллер 25 соответствует клапану регулирования расхода, датчик 201 соответствует датчику, а контроллер 200 соответствует контроллеру.

Изобретение описано посредством предпочтительных вариантов осуществления с первого по пятый, но не ограничено ими. Следует пояснить, что различные модификации применимы в тех рамках, в которых эти модификации не отступают от области применения настоящего изобретения, заданной в данном документе. Помимо этого операции и результаты, касающиеся структуры изобретения, описаны в вышеприведенных вариантах осуществления. Тем не менее, вышеупомянутые операции и результаты являются просто примером и не определяют границы изобретения.

Как описано выше, первый аспект изобретения направлен на смеситель для смешивания материала, который должен быть смешан, в смесительной камере. Смеситель оснащен парой смесительных роторов, каждый из которых поддерживается с возможностью вращения на противоположных концах смесительного ротора. Смесительные роторы вращаются в направлениях, противоположных друг другу. Смеситель содержит: двигатель постоянной скорости вращения, который вращается с постоянной скоростью вращения; двигатель переменной скорости вращения, который переменно вращается с произвольной скоростью вращения; и трансмиссию планетарного типа для передачи мощности двигателя постоянной скорости вращения и мощности двигателя переменной скорости вращения на пару смесительных роторов. Трансмиссия планетарного типа включает в себя солнечную шестерню для приема мощности двигателя постоянной скорости вращения; шестерню внутреннего зацепления для приема мощности двигателя переменной скорости вращения; планетарную шестерню, которая сцепляется с солнечной шестерней и шестерней внутреннего зацепления; держатель шестерни для передачи мощности от планетарной шестерни в пару смесительных роторов; пару передаточных механизмов для разделения мощности от держателя шестерни на две, причем передаточные механизмы вращаются в разных направлениях, в зацеплении друг с другом; и пару валов выходной мощности, которые предоставляются в связи с передаточными механизмами соответственно и соединены с парой смесительных роторов для вывода мощности, разделенной посредством передаточных механизмов, на пару смесительных роторов.

В смесителе, указанном в первом аспекте, двигатель постоянной скорости вращения вращается с постоянной скоростью вращения, и двигатель переменной скорости вращения переменно вращается с произвольной скоростью вращения. Скорость вращения на основе разности скорости вращения между двигателем постоянной скорости вращения и двигателем переменной скорости вращения предоставляется в пару смесительных роторов посредством функционирования солнечной шестерни, планетарной шестерни, шестерни внутреннего зацепления и держателя шестерен трансмиссии планетарного типа.

В вышеприведенной компоновке скорость вращения пары смесительных роторов может гибко варьироваться посредством приведения двигателя переменной скорости вращения помимо двигателя постоянной скорости вращения в зависимости от этапа обработки материала, подлежащего смешиванию. Эта компоновка упрощает смешивание материала, подлежащего смешиванию.

В частности, в случае, когда скорость вращения пары смесительных роторов предназначена для того, чтобы быть изменяемой в зависимости от этапа обработки посредством использования двигателя постоянной скорости вращения и двигателя переменной скорости вращения, скорость вращения пары смесительных роторов может быть изменена требуемым образом посредством простого изменения скорости вращения двигателя переменной скорости вращения. Это позволяет снижать нагрузку на двигатель постоянной скорости вращения и двигатель переменной скорости вращения и вращать пару смесительных роторов с оптимальной скоростью вращения в зависимости от состояний приведения соответствующих двигателей. Эта компоновка позволяет поддерживать высокой эффективность приведения соответствующих двигателей и обеспечивать долговременное использование соответствующих двигателей.

Предпочтительно, каждый из смесительных роторов может включать в себя вращающийся вал, причем противоположные концы вращающегося вала поддерживаются с возможностью вращения, и вращающиеся валы смесительных роторов могут идти параллельно друг другу. Каждый из смесительных роторов может включать в себя подающий винт, который крутится в таком направлении, чтобы подавать материал, подлежащий смешиванию, из одного конца вращающегося вала в направлении его другого конца, и обратный винт, который крутится в таком направлении, чтобы подавать материал, подлежащий смешиванию, с другого конца вращающегося вала в направлении его одного конца.

В вышеприведенной компоновке пар каждый из пары смесительных роторов имеет подающий винт и обратный винт для смешивания, и подающий винт и обратный винт каждого из пары смесительных роторов крутятся в направлениях, противоположных друг другу. Эта конструкция позволяет выполнять сильную сдвигающую работу для материала, который должен быть смешан, с меньшим потреблением электроэнергии и позволяет равномерно смешивать, расплавлять и рассеивать различные виды полимеров, заполнителей, связующих и т.п.

Предпочтительно, двигатель постоянной скорости вращения может быть соединен с выходным валом постоянной скорости вращения для передачи мощности двигателя постоянной скорости вращения на пару смесительных роторов, двигатель переменной скорости вращения может быть соединен с выходным валом переменной скорости вращения для передачи мощности двигателя переменной скорости вращения на пару смесительных роторов, и выходной вал двигателя постоянной скорости вращения и выходной вал двигателя переменной скорости вращения по вертикали отстоят друг от друга.

В вышеприведенной конструкции, поскольку выходной вал постоянной скорости вращения и выходной вал переменной скорости вращения по вертикали отстоят друг от друга в сравнении с конструкцией, в которой выходной вал постоянной скорости вращения и вал переменной скорости вращения размещаются параллельно друг другу в одной горизонтальной плоскости, область установки (конфигурация опоры) смесителя может быть уменьшена. Также, эта конструкция позволяет уменьшить высоту смесителя в сравнении с конструкцией, в которой выходной вал постоянной скорости вращения и выходной вал переменной скорости вращения проходят вертикально.

Предпочтительно, двигатель постоянной скорости вращения может быть соединен с выходным валом постоянной скорости вращения для передачи мощности двигателя постоянной скорости вращения на пару смесительных роторов, двигатель переменной скорости вращения может быть соединен с валом-шестерней посредством выходного вала переменной скорости вращения для передачи мощности двигателя переменной скорости вращения на пару смесительных роторов, и выходной вал двигателя постоянной скорости вращения и вал-шестерня могут по вертикали отстоять друг от друга.

В вышеприведенной конструкции, поскольку выходной вал постоянной скорости вращения и вал-шестерня, соединенный с выходным валом переменной скорости вращения, по вертикали отстоят друг от друга в сравнении с конструкцией, в которой выходной вал постоянной скорости вращения и вал-шестерня размещаются параллельно друг другу в одной горизонтальной плоскости, область установки (конфигурация опоры) смесителя может быть уменьшена. Также, эта конструкция позволяет уменьшить высоту смесителя в сравнении с конструкцией, в которой выходной вал постоянной скорости вращения и выходной вал переменной скорости вращения проходят вертикально.

Предпочтительно, двигатель переменной скорости вращения может включать в себя гидравлический двигатель, который приводится посредством масла для гидросистем, гидравлический насос для подачи масла для гидросистем на гидравлический двигатель посредством мощности двигателя постоянной скорости вращения и клапан регулирования расхода, который предусмотрен между гидравлическим двигателем и гидравлическим насосом, чтобы регулировать расход масла для гидросистем, подаваемого с гидравлического насоса.

В вышеприведенной конструкции скорость вращения двигателя переменной скорости вращения может гибко регулироваться посредством регулировки отверстия клапана регулирования расхода. Также, гидравлическое давление может быть повышено посредством использования мощности двигателя постоянной скорости вращения. Эта компоновка позволяет уменьшить пространство для установки смесителя без необходимости дополнительного гидравлического привода насоса.

Предпочтительно, двигатель переменной скорости вращения может включать в себя гидравлический двигатель с переменным расходом, который приводится переменно в соответствии с объемом подачи масла для гидросистем, и гидравлический насос для подачи масла для гидросистем на гидравлический двигатель с переменным расходом посредством мощности двигателя постоянной скорости вращения.

В вышеприведенной конструкции скорость вращения гидравлического двигателя с переменным расходом может быть изменена посредством изменения скорости впуска масла для гидросистем, которое должно подаваться из гидравлического насоса в двигатель.

Предпочтительно, смеситель может дополнительно содержать датчик для определения температуры материала, подлежащего смешиванию; и контроллер для сравнения температуры материала, подлежащего смешиванию, которая определена посредством датчика, с заданной целевой температурой, чтобы увеличивать скорость вращения двигателя переменной скорости вращения, если определяемая температура ниже заданной целевой температуры, и понижать скорость вращения двигателя переменной скорости вращения, если определяемая температура выше заданной целевой температуры.

В вышеприведенной конструкции, поскольку датчик определяет температуру материала, подлежащего смешиванию, и контроллер регулирует скорость вращения двигателя переменной скорости вращения, материал, подлежащий смешиванию, может быть смешан в оптимальном режиме. В частности, целевая температура материала, который должен быть смешан в ходе смешивания, предварительно задается такой, чтобы материал, подлежащий смешиванию, обеспечивался с заданным качеством. Контроллер регулирует соответствующие компоненты смесителя, так чтобы температура, определяемая датчиком, достигала заданной целевой температуры. Например, если температура, определенная посредством датчика, ниже заданной целевой температуры, контроллер управляет двигателем переменной скорости вращения так, чтобы повысить скорость вращения двигателя, с тем чтобы увеличить температуру материала, подлежащего смешиванию. С другой стороны, если температура, определенная посредством датчика, выше заданной целевой температуры, контроллер управляет двигателем переменной скорости вращения, чтобы снизить скорость вращения двигателя, с тем чтобы понизить температуру материала, подлежащего смешиванию. Это обеспечивает материал, подлежащий смешиванию, с заданным качеством.

Предпочтительно, контроллер может регулировать включение/отключение приведения двигателя постоянной скорости вращения.

В вышеприведенной компоновке, поскольку включение/отключение приведения двигателя постоянной скорости вращения может управляться, вращение пары смесительных роторов может легко переключаться между медленным и быстрым, эта конструкция позволяет управлять обработкой различных видов материалов, подлежащих смешиванию.

Второй аспект изобретения направлен на способ регулируемого смешивания материала, который должен быть смешан, в смесительной камере посредством вращения пары смесительных роторов посредством комбинированного использования двигателя постоянной скорости вращения, который вращается с постоянной скоростью вращения, и двигателя переменной скорости вращения, который переменно вращается с произвольной скоростью вращения. Каждый из смесительных роторов поддерживается с возможностью вращения на противоположных концах, и смесительные роторы вращаются в направлениях, противоположных друг другу. Способ содержит регулирование скорости вращения пары смесительных роторов посредством комбинированного регулирования включения/отключения приведения двигателя постоянной скорости вращения и изменения скорости вращения двигателя переменной скорости вращения.

В способе управления смешиванием, указанном во втором аспекте, включение/выключение приведения двигателя постоянной скорости вращения может переключаться требуемым образом, и скорость вращения двигателя переменной скорости вращения может требуемым образом изменяться в зависимости от физических свойств материала, подлежащего смешиванию, и/или варьирования физических свойств.

В вышеприведенной конструкции этап смешивания может быть задан предварительно в зависимости от физических свойств материала, подлежащего смешиванию, так чтобы материал, подлежащий смешиванию, мог быть смешан надлежащим образом в зависимости от варьирования физических свойств материала, подлежащего смешиванию.

Кроме того, скорость вращения пары смесительных роторов может гибко управляться посредством управления двигателем переменной скорости вращения помимо двигателя постоянной скорости вращения в зависимости от этапа обработки материала, подлежащего смешиванию. В частности, в случае, когда скорость вращения пары смесительных роторов предназначена для того, чтобы быть изменяемой в зависимости от этапа обработки посредством использования двигателя постоянной скорости вращения и двигателя переменной скорости вращения, скорость вращения пары смесительных роторов может быть изменена посредством простого регулирования скорости вращения двигателя переменной скорости вращения. Это позволяет снижать нагрузку на двигатель постоянной скорости вращения и двигатель переменной скорости вращения и вращать пару смесительных роторов с оптимальной скоростью вращения в зависимости от состояний приведения соответствующих двигателей, что предотвращает чрезмерное снижение эффективности приведения соответствующих двигателей. Как результат, обеспечивается долговременное использование двигателя постоянной скорости вращения и двигателя переменной скорости вращения.

В частности, вышеприведенная конструкция позволяет реализовать способ управления смешиванием, включающий в себя вращение двигателя переменной скорости вращения с постоянной скоростью вращения, при этом вращая двигатель постоянной скорости вращения с постоянной скоростью вращения; способ управления смешиванием, содержащий изменяемое вращение двигателя переменной скорости вращения с произвольной скоростью вращения, при этом вращая двигатель постоянной скорости вращения с постоянной скоростью вращения; способ управления смешиванием, содержащий вращение двигателя переменной скорости вращения с произвольной скоростью вращения, при этом приостанавливая вращение двигателя постоянной скорости вращения, и т.п.

Предложены смеситель и способ управления смешиванием в смесительной камере, оснащенной парой смесительных роторов. Смеситель содержит двигатель постоянной скорости вращения, который вращается с постоянной скоростью вращения, и двигатель переменной скорости вращения, который переменно вращается с произвольной скоростью вращения. Разность скорости вращения между двигателем постоянной скорости вращения и двигателем переменной скорости вращения подается на пару смесительных роторов посредством функционирования трансмиссии планетарного типа. Трансмиссия планетарного типа включает солнечную шестерню, планетарные шестерни, шестерни внутреннего зацепления и держатель шестерен. Предложенные смеситель и способ управления смешиванием позволяют поддерживать высокую эффективность приведения двигателя и гибко следовать заданной скорости вращения пары смесительных роторов, которая варьируется в зависимости от различных вариантов применения пары смесительных роторов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Смеситель смешивания материала, подлежащего смешиванию, в смесительной камере, оснащенный парой смесительных роторов, каждый из которых поддерживается с возможностью вращения на противоположных концах смесительного ротора, причем смесительные роторы вращаются в направлениях, противоположных друг другу, при этом смеситель содержит:
двигатель постоянной скорости вращения, который вращается с постоянной скоростью вращения;
двигатель переменной скорости вращения, который переменно вращается с произвольной скоростью вращения; и
трансмиссию планетарного типа для передачи мощности двигателя постоянной скорости вращения и мощности двигателя переменной скорости вращения на пару смесительных роторов, при этом трансмиссия планетарного типа включает в себя:
солнечную шестерню для приема мощности двигателя постоянной скорости вращения;
шестерню внутреннего зацепления для приема мощности двигателя переменной скорости вращения;
планетарную шестерню, которая сцепляется с солнечной шестерной и шестерней внутреннего зацепления;
держатель шестерни для передачи мощности от планетарной шестерни в пару смесительных роторов;
пару передаточных шестерен для разделения мощности от держателя шестерни надвое, причем передаточные шестерни вращаются в разных направлениях, в зацеплении друг с другом; и
пару валов выходной мощности, которые выполняются в соединении с передаточными шестернями соответственно и соединены с парой смесительных роторов для вывода мощности, разделенной посредством передаточных шестерен, на пару смесительных роторов.

2. Смеситель по п.1, в котором каждый из смесительных роторов включает в себя вращающийся вал, противоположные концы которого поддерживаются с возможностью вращения, причем вращающиеся валы смесительных роторов проходят параллельно друг другу, и каждый из смесительных роторов включает в себя подающий винтовой шнек, который крутится в таком направлении, чтобы подавать материал, подлежащий смешиванию, от одного конца вращающегося вала к его другому концу, и обратный винтовой шнек, который крутится в таком направлении, чтобы подавать материал, подлежащий смешиванию, с другого конца вращающегося вала к его одному концу.

3. Смеситель по п.1, в котором двигатель постоянной скорости вращения соединен с выходным валом постоянной скорости вращения для передачи мощности двигателя постоянной скорости вращения на пару смесительных роторов; двигатель переменной скорости вращения соединен с выходным валом переменной скорости вращения для передачи мощности двигателя переменной скорости вращения на пару смесительных роторов; и выходной вал двигателя постоянной скорости вращения и выходной вал двигателя переменной скорости вращения по вертикали отстоят друг от друга.

4. Смеситель по п.1, в котором двигатель постоянной скорости вращения соединен с выходным валом постоянной скорости вращения для передачи мощности двигателя постоянной скорости вращения на пару смесительных роторов; двигатель переменной скорости вращения соединен с валом-шестерней посредством выходного вала переменной скорости вращения для передачи мощности двигателя переменной скорости вращения на пару смесительных роторов; и выходной вал двигателя постоянной скорости вращения и вал-шестерня по вертикали отстоят друг от друга.

5. Смеситель по п.1, в котором двигатель переменной скорости вращения включает в себя гидравлический двигатель, который приводится посредством масла для гидросистем; гидравлический насос для подачи масла для гидросистем в гидравлический двигатель посредством мощности двигателя постоянной скорости вращения; и клапан регулирования расхода, который установлен между гидравлическим двигателем и гидравлическим насосом, чтобы регулировать расход масла для гидросистем, подаваемого от гидравлического насоса.

6. Смеситель по п.1, в котором двигатель переменной скорости вращения включает в себя гидравлический двигатель с переменным расходом, который приводится переменно в соответствии с объемом подачи масла для гидросистем; и гидравлический насос для подачи масла для гидросистем в гидравлический двигатель с переменным расходом посредством мощности двигателя постоянной скорости вращения.

7. Смеситель по п.1, дополнительно содержащий датчик для определения температуры материала, подлежащего смешиванию; и контроллер для сравнения температуры материала, подлежащего смешиванию, которая определена посредством датчика, с заданной целевой температурой, чтобы увеличивать скорость вращения двигателя переменной скорости вращения, если определенная температура ниже заданной целевой температуры, и понижать скорость вращения двигателя переменной скорости вращения, если определенная температура выше заданной целевой температуры.

8. Смеситель по п.7, в котором контролер регулирует включение/отключение приведения двигателя постоянной скорости вращения.

9. Способ регулируемого смешивания материала, подлежащего смешиванию, в смесительной камере посредством вращения пары смесительных роторов посредством комбинированного использования двигателя постоянной скорости вращения, который вращается с постоянной скоростью вращения, и двигателя переменной скорости вращения, который переменно вращается с произвольной скоростью вращения, при этом каждый из смесительных роторов поддерживается с возможностью вращения на своих противоположных концах, причем смесительные роторы вращаются в направлениях, противоположных друг другу, при этом согласно способу регулируют скорость вращения пары смесительных роторов посредством комбинированного регулирования включения/отключения приведения двигателя постоянной скорости вращения и изменяют скорость вращения двигателя переменной скорости вращения.