МЕШАЛКА И СПОСОБ ЗАМЕНЫ УПЛОТНЕНИЯ ВАЛА МЕШАЛКИ Российский патент 2018 года по МПК B01F15/00 B01F7/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к мешалке и к способу замены уплотнения вала мешалки. Настоящее изобретение относится к мешалкам, используемым для взбалтывания или перемешивания содержимого смесительного резервуара, вместилища, башни или контейнера, при этом пропеллер мешалки расположен на расстоянии от стенки смесительного резервуара, вместилища, башни или контейнера. Предпочтительно мешалка по настоящему изобретению представляет собой мешалку с боковой установкой, то есть мешалка, которая прикреплена к боковой стенке смесительного резервуара, вместилища, башни или контейнера. Настоящее изобретение относится, главным образом, к такой мешалке и к такому способу смены уплотнительного вала мешалки, при котором смесительная камера, вместилище, башня или контейнер не нуждается в опустошении, а пропеллер смесителя, расположенный внутри смесительного резервуара, вместилища, башни или контейнера, на время, необходимое для операции замены, может быть оставлен на валу мешалки без риска утечки жидкости, предназначенной для смешивания или взбалтывания.

Уровень техники

В данной области техники хорошо известны так называемые мешалки с боковой установкой. Такие мешалки образованы из средств привода, пропеллера и опорного средства. Средства привода содержат приводной электродвигатель, редуктор (либо с зубчатыми колесами, либо с ремнями и шкивами) и приводной вал пропеллера. Существуют два варианта для установки приводного электродвигателя и редуктора. В первом варианте вал приводного двигателя параллелен приводному валу пропеллера, тем самым и валы редуктора также являются параллельными приводному валу пропеллера. Во втором варианте приводной электродвигатель установлен под углом к оси пропеллера, обычно под прямыми углами к оси.

Пример мешалок с боковой установкой согласно первому варианту раскрыт в патенте US 5040899. Приводной вал пропеллера обычно образован из двух частей, то есть продолжающейся из редуктора первой части и второй части, фактически приводящей в действие пропеллер. Эти части соединены одна с другой посредством сцепления, которое может быть фланцевым соединением, продольно-муфтовым соединением или втулочным соединением. Опорные средства обеспечивают, что пропеллер может быть продолжен глубоко внутрь смесительного резервуара без риска возникновения дисбаланса и вибраций в длинном приводном валу. Опорное средство содержит опорную раму, продолжающуюся из установочного фланца, посредством которой мешалка прикреплена к стенке смесительного резервуара внутри смесительного резервуара в направлении пропеллера. Опорная рама предпочтительно, но не необходимо, является конической для облегчения тока жидкости в резервуаре. На одном конце опорной рамы установлен опорный подшипник, который расположен настолько ближе к пропеллеру, насколько это практически возможно для предотвращения вала пропеллера от изгиба и вибрации во время работы. Используемый в существующих в настоящее время мешалках такого рода опорный подшипник является шариковым или роликовым подшипником. Для защиты опорного подшипника от жидкости, и особенно от находящихся в жидкости твердых веществ, которые должны перемешиваться, пространство вокруг вала пропеллера оснащено уплотнением вала, которое может быть механическим уплотнением одинарного или двойного действия, лабиринтным уплотнением или сальниковой коробкой, называя только некоторые альтернативные варианты. Это уплотнение обычно выполнено на дальнем конце опорной рамы, направленном в сторону пропеллера.

Мешалка прикреплена к стене смесительного резервуара, вместилища, башни или контейнера своим установочным фланцем таким образом, что опорная рама продолжается через отверстие в стенке резервуара глубоко внутрь смесительного резервуара, а средство привода - большая его часть, остается снаружи смесительного резервуара. Иногда установочный фланец или стенка смесительного резервуара рядом с ним по обеим сторонам от средств привода оснащена двумя опорными рельсами, таким образом, чтобы эти средства привода опирались на эти рельсы и могли бы быть вытянуты вдоль рельсов из смесительного резервуара. В указанном патенте показано, что после того, как смесительный резервуар будет опустошен, пропеллер может быть снят с конца своего приводного вала, после чего уплотнение и опорный подшипник становятся доступными изнутри для технического обслуживания и/или уплотнения.

Проблема, связанная с существующими мешалками такого рода, заключается в том, что уплотнение или опорный подшипник на конце опорной рамы не доступны для замены или технического обслуживания без опустошения смесительного резервуара. Опустошение же смесительного резервуара не только требует времени, но и прерывает производство или, как минимум, создает риск возникновения серьезных производственных проблем.

Другая мешалка существующего уровня техники обсуждалась в патенте US 4511255. Этот патент раскрывает конструкцию мешалки, включающую в себя приводной вал, продолжающийся сквозь трубчатый корпус. Между внешним концом приводного вала и приводным двигателем находится соединительная муфта скольжения. Пропеллер прикреплен к другому концу приводного вала, который опирается на подшипниковый/уплотнительный элемент на внутреннем конце корпуса вала. Прилегающие поверхности подшипникового/уплотнительного элемента и основания пропеллера обычно посредством пружин взаимодействуют во вращательном уплотнении, и раздвигаются в ответ на ввод в корпус чистящего раствора, так что после промывки прокладок этот чистящий раствор спускается в бак у основания пропеллера, тем самым облегчая чистку, без ручной разборки или промывки. Вращательное уплотнение выполнено на внешнем конце вала, но техническое обслуживание вращательного уплотнения не описано.

Способ ремонта или замены уплотнения вала без опустошения смесительного резервуара раскрыт в документе, относящемся к полезной модели CN и представляющем другой вариант расположения приводного электродвигателя и редуктора, то есть предлагается расположить вал приводного электродвигателя под прямым углом к приводному валу пропеллера, при этом редуктор является угловой коробкой передач. Конструкция такого типа является компактной, поскольку ей не требуется много места в радиальном направлении вне смесительного резервуара. Однако эта конструкция имеет несколько слабых мест, которые будут описаны позже. В документе CN-U-202146735 обсуждается мешалка, прикрепленная к боковой стороне резервуара. Вал пропеллера мешалки продолжается глубоко в резервуар таким образом, что он окружен трубчатой опорной рамой. Эта опорная рама своим первым концом прикреплена к установочному фланцу, использованному для крепления угловой коробки передач к стенке резервуара. Вал пропеллера продолжается через угловую коробку передач, а механическое уплотнение расположено вблизи первого конца вала, то есть напротив второго фланцы вала, где расположен пропеллер, так что при необходимости оно доступно легко. Для ремонта механического уплотнения вал пропеллера на своем втором конце вблизи пропеллера оснащен пробкой и посадочным местом уплотнения, которые взаимодействуют с концом трубчатой опорной рамы таким образом, что когда вал пропеллера вытягивается наружу, эта пробка и посадочное место уплотнения препятствуют какой-либо утечке текучей среды из резервуара вдоль трубчатой опоры. На втором конце вала пропеллера имеются также запорные средства для предотвращения вращения вала во время технического обслуживания для облегчения технического обслуживания уплотнения вала. Эти запорные средства предназначены для функционирования таким образом, чтобы при вытягивании и одновременном вращении зубья и пазы запирающих средств находили друг друга и неподвижно запирали вал в окружном направлении.

Однако мешалка, раскрытая в указанном китайском документе, имеет ряд слабых моментов или проблем как в конструктивном, так и в функциональном смысле. Прежде всего, данный документ по крайней мере не объясняет, каким образом поддерживается вал во время ремонта или замены уплотнения вала. Вал пропеллера мешалки, описанной в документе CN, приводится во вращение и удерживается посредством приводного элемента, прикрепленного к первому концу вала, таким образом, до ремонта или замены уплотнения вала на этом же конце вала, приводной элемент должен быть снят. В данном документе не дается какое-либо предложение относительно какой-либо поддержки вала, тем самым существует риск того, что находящийся на втором конце вала опорный подшипник в результате слабых изгибов вала будет поврежден. Кроме того, хотя и было сказано, что пробка и посадочное место уплотнения предотвращают утечку, когда вал вытягивается наружу, тем не менее, с одной стороны, не было показано, каким образом удерживается вал в извлеченном положении во время технического обслуживания уплотнения вала, и, с другой стороны, слабый изгиб вала вызывает незначительные отклонения в направлении уплотнительных поверхностей, тем самым создавая определенный риск, что уплотнение начнет протекать. Что касается запирания вала в неподвижном состоянии в окружном направлении посредством запорных средств, расположенных в смешивающем резервуаре в контакте с перемешиваемой жидкостью, то практика показала, что пользователь никогда не может быть уверен в том, что такой замок работает должным образом. Очень часто текучая среда в смешивающем резервуаре включает в себя твердые вещества или какие-либо вещества, которые имеют тенденцию накапливаться в пазах запирающих средств, а потому запирание не может быть надежным. И, наконец, сама по себе угловая зубчатая передача вследствие своих конструктивных ограничений в некотором диапазоне редукции не может быть применена в полном диапазоне электродвигателей и мешалок, необходимом в различных приложениях, связанных со смешиванием. Поэтому угловая зубчатая передача должна быть скомбинирована с другим редуктором, что значительно повышает стоимость средств привода.

Краткое раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является - предложить решение для по меньшей мере некоторых из вышеописанных проблем.

Другой задачей настоящего изобретения является - предложить способ замены или технического обслуживания вала пропеллера, такой, чтобы при этом вал должным образом удерживался во время технического обслуживания.

Еще одной задачей настоящего изобретения является - предложить способ замены или технического обслуживания уплотнения вала пропеллера, такой, чтобы при этом можно было использовать обычные стандартные редукторы и электродвигатели.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является - предложить способ замены или технического обслуживания уплотнения вала пропеллера, такой, чтобы при этом запирание приводного вала могло быть выполнено безопасным и надежным образом.

Еще одной дополнительной задачей настоящего изобретения является - предложить способ замены или технического обслуживания уплотнения вала пропеллера без риска протечки жидкости из смесительного резервуара.

По меньшей мере одна задача настоящего изобретения решается посредством мешалки, содержащей приводное устройство, присоединенное посредством муфты сцепления к первому концу приводного вала, и пропеллер, присоединенный ко второму концу приводного вала, причем: приводной модуль присоединен к установочному фланцу, выполненному с возможностью крепления мешалки к стенке смесительного резервуара; мешалка дополнительно содержит опорный кожух, имеющий по меньшей мере трубчатую опорную раму с первым концом и со вторым концом; первый конец трубчатой опорной рамы присоединен к установочному фланцу, второй конец трубчатой опорной рамы оснащен опорным подшипником для удержания второго конца приводного вала, причем опорный подшипник является подшипником скольжения; при этом мешалка также содержит: уплотнение вала, установленное на первом конце трубчатой опорной рамы, причем это уплотнение вала оснащено средством для блокировки уплотнения вала на приводном валу, и уплотнение вала прикреплено или к установочному фланцу, или к первому концу трубчатой опорной рамы; уплотнительное средство, установленное в соединении со вторым концом и приводного вала, и трубчатой опорной рамы, при этом уплотнительное средство содержит уплотнительный элемент и упорную поверхность; и промежуточную раму между приводным устройством и установочным фланцем, содержащую отверстие или окно, при этом мешалка содержит держатель, предусмотренный на одном из элементов, либо на установочном фланце, либо на первом конце трубчатой опорной рамы, и выполненный с возможностью запирания приводного вала в неподвижном положении как в осевом, так и в поворотном направлениях для проведения технического обслуживания уплотнения вала.

По меньшей мере одна задача настоящего изобретения решается посредством способа проведения технического обслуживания уплотнения вала по любому из пунктов 1-7 формулы изобретения, при этом способ включает в себя этапы: снятия осевой блокировки уплотнения вала, отсоединения либо приводного устройства от промежуточной рамы, либо промежуточной рамы от установочного фланца, вытягивания либо приводного устройства из промежуточной рамы, либо промежуточной рамы из установочного фланца, до тех пор, пока уплотнительные поверхности уплотнительного средства не будут прижаты одна к другой, отсоединения уплотнения вала либо от первого конца опорного кожуха, либо от установочного фланца, вытягивания уплотнения вала либо из первого конца опорного кожуха, либо из установочного фланца, обеспечения второго приводного вала неподвижным как в осевом, так и в поворотном направлениях запиранием второго приводного вала по месту посредством держателя, отделения или приводного модуля от промежуточной рамы или приводного модуля и промежуточной рамы от установочного фланца, выполнения требуемых операций технического обслуживания, и сборки мешалки в обратной последовательности.

Другие отличительные признаки, характерные для мешалки и способа в соответствии с настоящим изобретением станут очевидными из сопроводительных зависимых пунктов патентной формулы изобретения.

Преимуществами мешалки и способа в соответствии с настоящим изобретением являются, например, следующие:

- нет никакой необходимости в опустошении смесительного резервуара для проведения технического обслуживания уплотнения вала;

- быстрое техническое обслуживание;

- нет никакого риска протечки во время выполнения технического обслуживания;

- возможность использования стандартных редукторов и электродвигателей.

Краткое описание чертежей

Мешалка и способ замены уплотнения вала мешалки в соответствии с настоящим изобретением описываются более подробно со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг. 1 схематично иллюстрирует мешалку в соответствии с первым предпочтительным вариантом исполнения настоящего изобретения в ее обычном рабочем состоянии;

фиг. 2 иллюстрирует мешалку по фиг. 1 в положении, когда уплотнение начало протекать, и привод мешалки выдвинут наружу;

фиг. 3 иллюстрирует мешалку по фиг. 1 в положении, когда уплотнение вала выдвинуто наружу;

фиг. 4 иллюстрирует мешалку по фиг. 1 в положении, когда на месте уплотнения вала установлен специальный держатель;

фиг. 5 иллюстрирует мешалку по фиг. 1 в положении, когда соединение вала разомкнуто, и привод разобран;

фиг. 6 иллюстрирует мешалку по фиг. 1 в положении, когда половина соединения и уплотнение вала с вала сняты;

фиг. 7 схематично иллюстрирует мешалку в соответствии со вторым предпочтительным вариантом исполнения настоящего изобретения в ее обычном рабочем состоянии;

фиг. 8 иллюстрирует мешалку по фиг. 7 в положении, когда обнаружена протечка, и уплотнение вала выдвинуто наружу;

фиг. 9 иллюстрирует мешалку по фиг. 7 в положении, когда на месте уплотнения вала установлен специальный держатель;

фиг. 10 иллюстрирует мешалку по фиг. 7 в положении, когда соединение вала разомкнуто, и привод разобран;

фиг. 11 иллюстрирует мешалку по фиг. 7 в положении, когда половина соединения и уплотнение вала с вала сняты;

фиг. 12 иллюстрирует возможную конструкцию для мешалки по фиг. 1;

фиг. 13 иллюстрирует возможную конструкцию для мешалки по фиг. 7; и

фиг. 14 иллюстрирует временный держатель, используемый для удержания вала мешалки во время технического обслуживания уплотнения вала.

Подробное описание чертежей

Фиг. 1 показывает мешалку в соответствии с первым предпочтительным вариантом исполнения настоящего изобретения в ее обычном рабочем состоянии. Мешалка образована из приводного модуля 2, промежуточной рамы 4, опорной рамы 6 и пропеллера 8. Приводной модуль 2 содержит приводной электродвигатель 10, редуктор 12, первый приводной вал 14 (когда используется некоторый тип редуктора) и первую половину муфты 16 сцепления (когда используется некоторый тип муфты сцепления). Однако следует понимать, что муфтой 16 сцепления может быть любая муфта сцепления существующего уровня техники, включая, но этим не ограничиваясь, втулочную муфту, разъемную продольно-свертную муфту и втулочную муфту, при этом можно считать, что эта муфта сцепления полностью относится к приводному устройству 2 или, также, и ко второму приводному валу 18. Для настоящего применения существуют два основных типа редукторов. Первый тип, показанный на чертежах, имеет первый приводной вал, продолжающийся от коробки передач таким образом, что при этом может быть использован фланец разъемной продольно-свертной муфты. Второй тип имеет просто продолжающуюся от коробки редуктора муфту вала, тем самым соединение приводного вала пропеллера производится простым вталкиванием вала пропеллера в муфту вала и запиранием ее в нем для предотвращения осевого перемещения приводного вала пропеллера. Естественно, возможно также, чтобы муфта вала была посажена на конец приводного вала пропеллера, и тогда при подсоединении к редуктору она насаживается на короткий вал, выходящий из коробки редуктора. Понижающий редуктор 12 может быть заменен на электродвигатель с ременным приводом и шкивами. Промежуточная рама 4 просто окружает муфту 16 сцепления, второй приводной вал 18 (частично) и по меньшей мере частично, уплотнение 20 вала. Здесь уплотнение вала представляет собой механическое уплотнение, поскольку это наиболее общий вид уплотнения, используемого в соединениях, связанных с мешалками. Механическое уплотнение 20 имеет вращающуюся часть, запертую в приводном валу 18 посредством, например, винтов, и неподвижную часть, прикрепленную либо к первому концу трубчатой опорной рамы 24, либо к установочному фланцу 22. Промежуточная рама 4 не должна быть закрытым корпусом, но может иметь одно или больше обслуживающих или других окон для доступа, например, к муфте 16 сцепления или к механическому уплотнению 20. Промежуточная рама 4 соединяет приводное устройств 2 с опорной рамой 6 таким образом, что эта промежуточная рама 4 на своем первом конце скреплена с приводным устройством 2, а на своем противоположном втором конце - с установочным фланцем 22, установленным на первом конце опорной рамы 6. Установочный фланец 22 выполнен с возможностью крепления мешалки к стенке смесительного резервуара. Этот установочный фланец 22 имеет отверстие для второго приводного вала 18, механическое уплотнение 20, окружающее вал 18, и опорную раму 6. Механическое уплотнение установлено внутри опорной рамы и прикреплено либо к первому концу опорной рамы 6, либо к установочному фланцу 22.

Опорная рама 6 содержит - в данном варианте исполнения - в дополнение к трубчатой опорной раме 24, внешний кожух 26, прикрепленный на своем первом конце к установочному фланцу 22. Этот внешний кожух 26 продолжается от установочного фланца 22 и - в данном варианте исполнения настоящего изобретения - сужается в направлении пропеллера 8 для облегчения циркуляции текучей среды в смесительном резервуаре. Внешний кожух 26 заканчивается на своем втором конце, предпочтительно, своим вторым фланцем 28 рядом с пропеллером 8. Однако, как показано на фиг. 7-11 и 13, наличие внешнего кожуха не обязательно, мешалка может быть выполнена только с трубчатой опорной рамой. Концевой фланец 28 может быть заменен любым другим средством для соединения второго конца внешнего кожуха 26 и трубчатой опорной рамы 24. Другими словами, можно считать, что концевой фланец 28 может быть образован простым сварным швом, соединяющим друг с другом трубчатую опорную раму и внешний кожух. Трубчатая опорная рама 24, предпочтительно, но не обязательно, является цилиндрической трубой, которая на своем первом конце содержит механическое уплотнение 20, а на своем втором конце - опорный подшипник 30.

Опорный подшипник 30, в соответствии с настоящим изобретением, является подшипником скольжения, имеющим опорные поверхности, выполненные из тефлона, бронзы или любого другого подходящего материала, имея в виду вещество, которое предстоит смешивать или взбалтывать. Другими словами, внешняя неподвижная обойма подшипника 30 скольжения, например, установлена внутри трубчатой опорной рамы 24 горячей посадкой, а внутренняя подвижная обойма надета на второй приводной вал 18. Теперь, когда подшипник 30 скольжения изготовлен из материала, который противостоит воздействующей на него и физической, и химической коррозии, обусловленной предназначенной для смешивания или взбалтывания текучей субстанцией, этот подшипник 30 является надежным и не требующим технического обслуживания. Разумеется этот опорный подшипник 30 удерживает, с помощью трубчатой опорной рамы и внешнего кожуха, второй приводной вал 18 таким образом, что обусловленная весом, вращением и возможным дисбалансом пропеллера 8 тенденция второго приводного вала 18 к изгибу или вибрации - минимизирована. Дополнительно, второй приводной вал 18 и трубчатая опорная рама 24 по своим вторым концам между пропеллером 8 и опорным подшипником 30 обеспечены уплотнительным средством 32. Кроме того, фиг. 1 показывает два уплотнения 34 и 36 технического обслуживания, установленные внутри трубчатой опорной рамы 24 смежно с опорным подшипником 30 и уплотнением 20, а также линии 38 и 40, продолжающиеся из места между трубчатой опорной рамой 24 и внешним кожухом 26 через отверстие в установочном фланце 22 в направлении источника находящейся под давлением рабочей среды для подачи этой находящейся под давлением рабочей среды в уплотнения технического обслуживания. Назначение и иллюстративная конструкция средств уплотнения, а также уплотнений технического обслуживания более подробно описаны применительно к фиг. 2.

Фиг. 2 иллюстрирует мешалку после того, как было обнаружено протекание механического уплотнения, то есть что предназначенная для смешивания или взбалтывания жидкость протекает через отверстие в промежуточной раме 4. В таком случае, первое, что необходимо сделать, - это расцепить замок между вращающейся частью механического уплотнения 20 вала и вторым приводным валом 18 через отверстие или окно в промежуточной раме 4. Затем имеются два варианта. В качестве первого производится ослабление крепления промежуточной рамы 4 к установочному фланцу 22, и промежуточная рама 4 вместе с приводным устройством 2 вытягивается из установочного фланца 22, то есть наружу из стенки смесительного резервуара. Таким образом, промежуточная рама 4 либо удерживается на рельсах, как указано в связи с существующим уровнем техники, на направляющих штифтах, установленных в установочном фланце 22 таким образом, что промежуточная рама при этом перемещается только в направлении оси пропеллера, или на некотором другом соответствующем средстве. В качестве второго варианта производится ослабление крепления промежуточной рамы 4 к приводному устройству 2, и приводное устройство 2 вытягивается из промежуточной рамы 4. В этом случае приводное устройство 2 либо удерживается на рельсах, на направляющих штифтах, вставленных в поверхность промежуточной рамы 4 таким образом, что промежуточная рама при этом перемещается только в направлении оси пропеллера, или на некотором другом соответствующем средстве. На практике, в обоих вариантах, вытягивание приводного устройства 2 из смесительного резервуара означает, поскольку муфта 16 сцепления (и ее осевой запор на первом и втором валах 14 и 18, независимо от типа соединения) удерживает первый и второй приводные валы вместе друг с другом, что пропеллер 8 вытягивается в направлении опорной рамы 6 без смещения механического уплотнения 20. Использование на втором конце опорной рамы 6 подшипника скольжения 30, в отличие от шарикового или роликового подшипника мешалки существующего уровня техники, разрешает осевое перемещение второго вала 18. Пропеллер 8, вытягиваемый вторым приводным валом 18, перемещается в направлении стенки смесительного резервуара до тех пор, пока уплотнительное средство 32, то есть рукав 42 на втором приводном валу 18 и предпочтительно, но не необходимо, продолжающийся радиально наружу уплотнительный элемент 44 на рукаве, не будет прижат к концевому фланцу 28 опорной рамы 6 или ко второму концу трубчатой опорной рамы 24 и особенно к упорной поверхности 46 на ней. Продолжающийся радиально наружу уплотнительный элемент 44 и упорная поверхность 46 предпочтительно выполнены из тефлона или любого другого подходящего материала, имея в виду жидкость, которую предстоит смешивать или взбалтывать. Уплотнительное средство 32 может иметь уплотнительные поверхности, такие как описаны выше. Однако эти уплотнительные поверхности можно выполнить более или менее коническими, что может в некоторой степени повысить уплотнительную способность. Давление, с которым уплотнительные поверхности прижимаются одна к другой, может быть отрегулировано с помощью средства, использованного для вытягивания приводного устройства из смесительного резервуара. Например, фланец крепления промежуточной рамы 4 или фланец крепления приводного устройства 2 может быть оснащен несколькими нажимными винтами, головки которых упираются в поверхность, противоположной поверхности на установочном фланце или на промежуточной раме 4. При завинчивании нажимных винтов за их головки, следует толкать приводное устройство 2 и промежуточную раму 4 или только приводное устройство 2 только влево (см. фиг.), удаляя их от их упорных поверхностей, до тех пор, пока между уплотнительными поверхностями около пропеллера 8 не создастся необходимое давление.

После того, как приводное устройство 2 отодвинется от установочного фланца 22 настолько далеко, насколько позволяет уплотнительное средство 32, активизируются уплотнения 34 и 36 технического обслуживания. В соответствии с предпочтительной альтернативой рабочей среде под давлением, такой как, например, воздух, разрешено войти в линии 38 и 40 от источника рабочей среды под давлением (не показан), для того, чтобы подать давление в уплотнения 34 и 36 технического обслуживания. Когда в уплотнения 34 и 36 технического обслуживания подано давление, например, они наддуты, они прижимаются к поверхности второго приводного вала 18, останавливая возможные мельчайшие протечки через уплотнительное средство 32 во внутренность внутреннего корпуса 28.

Что касается уплотнений технического обслуживания, следует понимать, что они не необходимы, и мешалка может быть также выполнена и без них. Однако они или по меньшей мере одно из них представляют собой удобный элемент безопасности мешалки. Другим предпочтительным, но не значит необходимым, оборудованием мешалки является линия обнаружения протечки (не показана), которая может быть выполнена таким образом, что ведет от нижней части рамы трубчатой опоры, между механическим уплотнением 20 и опорным подшипником 30 через установочный фланец 22 и промежуточной кожух 4 в атмосферу. Такая линия детекции может быть использована и при обычной работе и особенно во время технического обслуживания механического уплотнения. В последнем случае линия детекции протечки контролирует надежность уплотнительного средства 32, а также уплотнения (уплотнений) 34 и/или 36 технического обслуживания, если таковые используются. Таким образом, эта линия детекции может иметь свое начало, когда используются оба уплотнения технического обслуживания, на каждой стороне уплотнения 36 технического обслуживания, смежной с механическим уплотнением 20.

Фиг. 3 иллюстрирует этап технического обслуживания, когда механическое уплотнение 20 снято с установочного фланца 22 и перемещено вдоль второго приводного вала 18 в направлении муфты 16 сцепления.

Фиг. 4 иллюстрирует этап технического обслуживания, когда на месте механического уплотнения 20 установлен временный держатель 48. Этот временный держатель 48, более подробно показанный на фиг. 14, в данном варианте исполнения настоящего изобретения выполнен из двух частей, то есть этот временный держатель разрезан радиально на две части таким образом, что эти части могут быть вместе прикреплены вокруг второго приводного вала 18, после чего временный держатель 48 крепится к установочному фланцу 22 подобным же образом, что и механическое уплотнение. Наконец, временный держатель 48 запирается на валу 18 второго привода таким образом, что этот второй приводной вал 18 становится неподвижным и в осевом направлении, и в направлении вращения. Разумеется, временный держатель 48 можно выполнить также таким образом, чтобы после простого крепления его болтами на месте механического уплотнения он запирал второй приводной вал 18 по месту должным образом. Однако в качестве альтернативы вышеописанной конструкции временного держателя он может быть также установлен в мешалке постоянно. Вариантом является - продолжить первый конец рамы трубчатой опорной рамы 24 на расстояние вне установочного фланца 22 внутрь промежуточной рамы 4 и оснастить первый конец рамы 24 трубчатой опоры средством, то есть держателем, для запирания вала второго привода по месту, когда механическое уплотнение 20 удалено изнутри трубчатой опорной рамы 24. Разумеется, частью установочного фланца 22 может быть также и держатель, выполненный с ним за одно целое.

Фиг. 5 иллюстрирует этап технического обслуживания, когда, сначала, осевые половины 16' и 16" муфты 16 сцепления, когда речь идет о разделяемой муфте сцепления, подобной фланцевому соединению, отделены одна от другой, а затем приводной модуль 2 полностью отделяется от промежуточной рамы 4. Разумеется, может использоваться другой вариант для отделения узла «приводной модуль-промежуточный кожух» от установочного фланца 22. Теперь второй приводной вал 18 удерживается подшипником 30 скольжения и временным или отдельным держателем 48. Если передвигается только приводной модуль 2, то он может быть либо полностью снят с промежуточной рамы 4, либо посредством соответствующего шарнирного средства отведен от нее в сторону.

Фиг. 6 иллюстрирует конечный этап операции разборки, то есть этап, когда вторая осевая половинка 16" муфты сцепления сначала отпирается от второго приводного вала 18 (обычно заперта в неподвижном положении как в осевом направлении, так и в окружном направлениях), а затем эта вторая половинка 16" муфты сцепления и механическое уплотнение 20 вытягиваются из второго приводного вала 18.

Фиг. 7 иллюстрирует мешалку в соответствии со вторым предпочтительным вариантом исполнения настоящего изобретения. Особой отличительной особенностью мешалки по фиг. 7 является то, что она является "поворотной", то есть она имеет возможность вращаться вокруг оси таким образом, что пропеллер и его вал могут "поворачиваться" в смесительном резервуаре в определенном угловом диапазоне (предпочтительно, но не необходимо, в горизонтальной плоскости). Поскольку большинство компонентов мешалки те же самые, что и в первом предпочтительном варианте исполнения, описанном в связи с фиг. 1-6, то для таких компонентов используются те же самые ссылочные обозначения.

Другими словами, фиг. 7 раскрывает мешалку ("поворачивающуюся") в соответствии со вторым предпочтительным вариантом исполнения настоящего изобретения в ее нормальном рабочем положении. Эта мешалка образована из приводного модуля 2, промежуточной рамы 4, опорной рамы 6 и пропеллера 8. Опорная рама 6 мешалки в этом варианте исполнения настоящего изобретения является трубчатой опорной рамой 24. Приводной модуль 2 содержит приводной электродвигатель 10, редуктор 12, первый приводной вал 14 и первую половину муфты 16 сцепления. Описание, относящееся к редуктору в связи с первым вариантом исполнения настоящего изобретения, относится также ко второму варианту исполнения. Что касается муфты сцепления, то она может быть любой муфтой сцепления существующего уровня техники для соединения между собой двух валов. Предпочтительные типы муфт сцепления включают в себя, без ограничения, фланцевую муфту, разъемную продольно-свертную муфту и втулочную муфту. Электродвигатель 2 привода и редуктор 4 могут быть заменены на электродвигатель и привод с ремнем (ремнями) и шкивами. Промежуточная рама 4 просто окружает муфту 16 сцепления, второй приводной вал 18 (частично) и механическое уплотнение 20. Промежуточная рама 4 может иметь одно или больше окон/отверстий для доступа к соединению и/или к механическому уплотнению. Промежуточная рама 4 присоединена к установочному фланцу 22 посредством двух плеч 50 и двух осей 52, одна - над валом 18 пропеллера, а вторая - под ним. Установочный фланец 22 имеет отверстие для второго приводного вала 18 и его трубчатой опорной рамы 24. Этот установочный фланец 22 между осями 52 дополнительно оснащен опорным подшипником 54 шарикового типа, так что трубчатая опорная рама 24 продолжается от непосредственной близости пропеллера 8 через опорный подшипник 54 шарикового типа наружу от смесительного резервуара. Трубчатая опорная рама 24 прикреплена к установочному фланцу посредством опорного подшипника 54 шарикового типа. Естественно, что обе оси 52 и опорный подшипник 54 расположены на поверхности установочного фланца 22, направленной в сторону приводного устройства 2 снаружи смесительного резервуара. Кроме того, оси 52 и опорный подшипник 54 шарикового типа выставлены между собой таким образом, что вся мешалка может "поворачиваться" в горизонтальной плоскости вокруг шарнирной оси в пределах определенного углового диапазона. Таким образом, промежуточная рама 4 соединяет приводное устройство 2 с опорной рамой 6 таким образом, что эта промежуточная рама 4 на одном своем конце прикреплена к приводному устройству 2, а на втором своем, противоположном конце - к установочному фланцу 22, выполненному с возможностью удержания трубчатой опорной рамы 24 на ее первом конце. Механическое уплотнение 20 прикреплено к первому концу трубчатой опорной рамы 24, который предпочтительно, но не необходимо, оснащен фланцем. Механическое уплотнение 20 имеет поворотную часть, заблокированную на приводном валу 18, например, посредством винтов, и неподвижную часть, прикрепленную либо к первому концу трубчатой опорной рамы 24, либо к установочному фланцу 22. На своем противоположном, то есть на своем втором конце трубчатая опорная рама 24 содержит в себе опорный подшипник 30.

Опорный подшипник 30 в соответствии с настоящим изобретением является подшипником скольжения, имеющим опорные поверхности, выполненные из тефлона, бронзы или любого другого подходящего материала, имея в виду вещество, которое предстоит смешивать или взбалтывать. Другими словами, внешняя неподвижная обойма подшипника 30 скольжения, например, установлена внутри трубчатой опорной рамы 24 горячей посадкой, а внутренняя подвижная обойма надета на второй приводной вал 18. Теперь, когда подшипник 30 скольжения изготовлен из материала, который противостоит воздействующей на него и физической, и химической коррозии, обусловленной предназначенной для смешивания или взбалтывания текучей средой, этот подшипник 30 является надежным и не требующим технического обслуживания. Этот опорный подшипник 30 удерживает второй приводной вал 18 таким образом, что обусловленная весом, вращением и возможным дисбалансом пропеллера 8 тенденция второго приводного вала 18 к изгибу или вибрации - минимизирована. Дополнительно, второй приводной вал 18 между пропеллером 8 и опорным подшипником 30 обеспечен уплотнительным средством 32. Кроме того, фиг. 7 показывает в качестве предпочтительного, но не необходимого оборудования уплотнение 56 технического обслуживания, установленное внутри трубчатой опорной рамы 24 смежно с механическим уплотнением 20, фактически - между механическим уплотнением 20 и опорным подшипником 30, и линию 58 для подвода находящейся под давлением рабочей среды в уплотнение 56 технического обслуживания. Назначение и иллюстративная конструкция уплотнительного средства 32, а также его работа и уплотнения (уплотнений) технического обслуживания более подробно описаны применительно к фиг. 2. Если описанная в первом варианте исполнения линия обнаружения протечки необходима и в этом варианте исполнения, то она должна иметь свое начало между уплотнением 56 технического обслуживания и механическим уплотнением 20, таким образом, чтобы после наддува уплотнения технического обслуживания и перед снятием механического уплотнения могла бы быть обеспечена уверенность, что нет протечек, обходящих уплотнение 56 технического обслуживания.

Фиг. 8 иллюстрирует мешалку по фиг. 7 в положении, когда протечка обнаружена, и начаты приниматься меры для начала технического обслуживания уплотнения. Сначала поворотная часть механического уплотнения 20 отсоединяется от второго приводного вала 18. Затем приводное устройство 2 отделяется от промежуточной рамы 4, и приводное устройство 2 вместе с приводными валами 14 и 18 вытягивается наружу, например, посредством толкающих винтов, таким образом, что уплотнительное средство 32 и второй конец второго приводного вала 18 прижаты друг к другу, предотвращая протечку на втором конце трубчатой опорной рамы 24. Затем уплотнение 56 технического обслуживания наддувается таким образом, что тем самым производится предотвращение возможных мельчайших протечек все еще имеющих место на втором конце рамы 24 трубчатой опоры. И, наконец, механическое уплотнение отделяется от первого конца трубчатой опорной рамы 24 и выводится наружу в направлении муфты 16 сцепления.

Фиг. 9 иллюстрирует мешалку по фиг. 7 в положении, когда активизирован отдельный держатель 48, или, скорее, он установлен на место механического уплотнения 20 вала на первый конец трубчатой опорной рамы 24. Держатель 48 удерживает второй приводной вал 18 центрально по обеим осям в радиальном и в окружном направлениях внутри рамы 24 трубчатой опоры и удерживает уплотнительное средство 32 на втором конце трубчатой опорной рамы 24 прижатым друг другу. Держатель 48 является, например, состоящим из двух частей разъемным элементом, который может быть установлен на приводном валу 18 и прикреплен к одним и тем же винтовым отверстиям с механическим уплотнением 20. В качестве альтернативы вышеописанному, этот держатель может также являться интегральной частью мешалки. Другими словами, и первый конец трубчатой опорной рамы 24, и установочный фланец 22 могут быть оснащены держателем-адаптером для запирания приводного вала 18 в неподвижном положении как в радиальном, так и в окружном направлениях, таким образом, что во время технического обслуживания механического уплотнения 20, после того, как это механическое уплотнение 20 будет удалено из трубчатой опорной рамы 24, средства держателя активизируются, так чтобы второй приводной вал удерживался по месту.

Фиг. 10 иллюстрирует мешалку по фиг. 7 в положении, когда муфта 16 сцепления вала разомкнута, и приводной модуль 2 полностью разобран. В соответствии с предпочтительным вариантом этот приводной модуль 2 был установлен с возможностью поворота его посредством соответствующих шарниров (не показаны) в сторону от промежуточной рамы 4.

Фиг. 11 иллюстрирует мешалку по фиг. 7 в положении, когда остающаяся половина 16" муфты сцепления отсоединена от второго приводного вала 18 и вместе с механическим уплотнением 20 снята с вала 18.

Фиг. 12 иллюстрирует опциональную конструкцию мешалки по фиг. 1, мешалки, в которой промежуточная рама по фиг. 1 объединена с корпусом приводного модуля 2, так что этот приводной модуль 2 подсоединен непосредственно к установочному фланцу 22.

Фиг. 13 иллюстрирует опциональную конструкцию для мешалки по фиг. 7; мешалки, в которой промежуточная рама по фиг. 7 объединена с корпусом приводного модуля 2, так что этот приводной модуль 2 подсоединен непосредственно к установочному фланцу 22 посредством двух плеч 50 и двух шарниров 52.

Фиг. 14 иллюстрирует временный держатель, используемый для удержания вала мешалки во время технического обслуживания уплотнения вала. Этот временный держатель образован из двух частей, то есть этот временный держатель разделен радиально на две части 48' и 48" таким образом, что эти части могут быть прикреплены к одному и тому же установочному фланцу, к которому обычно крепится механическое уплотнение. Предпочтительно, но не необходимо, крепление производится теми же самыми болтами/винтами, что и механическое уплотнение. Другими словами, крепежные отверстия 54 в держателе имеют то же самое угловое положение и размеры, что и соответствующие отверстия в механическом уплотнении. Наконец, временный держатель 48 заперт на втором приводном валу с использованием одного или большего количества радиальных упорных винтов 56, так что этот второй приводной вал является неподвижным как в радиальном, так и в окружном направлениях. Естественно, можно также выполнить этот временный держатель таким образом, что при простом завинчивании его на месте механического уплотнения он должным образом запирает второй приводной вал. В таком случае этот держатель, по своей внутренней окружности, направленной в сторону вала, оснащен соответствующими запорными средствами, такими как выступы типа ребер или штифтов.

На данном этапе следует понимать, что уплотнение вала необязательно должно быть механическим уплотнением, но может быть уплотнениями, включающими в себя, но этим не ограничиваясь, уплотнение типа сальниковой коробки, лабиринтное уплотнение, и может быть также использовано кассетное уплотнение или манжетное уплотнение. Отличительной особенностью, общей для всех типов уплотнений, является то, что крышка уплотнения или кожух уплотнения снимается для технического обслуживания уплотнения, с тем, чтобы оно могло бы быть заменено на временный держатель.

В обоих вариантах исполнения настоящего изобретения после разборки мешалки с уплотнением вала могут быть проведены необходимые ремонтные операции. В качестве другого варианта уплотнение вала может быть полностью заменено, вместе со сборкой мешалки, которая производится в порядке, обратном вышеописанному.

Как можно видеть из вышеприведенного описания, разработан обладающий новизной способ ремонта уплотнения вала мешалки. Хотя изобретение было описано здесь посредством примеров в связи с тем, что в данный момент считается наиболее предпочтительными вариантами исполнения, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами исполнения, а имеет целью охватить различные комбинации и/или модификации своих отличительных особенностей и других применений в объеме этого изобретения, в том виде, как он определен в приложенных пунктах формулы изобретения.

Изобретение относится к мешалке. Мешалка содержит приводное устройство (2), присоединенное посредством муфты (16) сцепления к первому концу приводного вала (18), и пропеллер (8), присоединенный ко второму концу приводного вала (18), приводной модуль (2) присоединен к установочному фланцу (22), выполненному с возможностью крепления мешалки к стенке смесительного резервуара, мешалка дополнительно содержит опорный кожух, имеющий по меньшей мере трубчатую опорную раму (24) с первым концом и со вторым концом, первый конец трубчатой опорной рамы (24) присоединен к установочному фланцу (22), второй конец трубчатой опорной рамы (24) оснащен опорным подшипником (30) для удержания второго конца приводного вала (18), на первом конце трубчатой опорной рамы (24) установлено уплотнение (20) вала и установлено уплотнительное средство (32) в соединении со вторым концом как приводного вала (18), так и трубчатой опорной рамы (24). Изобретение обеспечивает замену или техническое обслуживание вала пропеллера, чтобы при этом вал должным образом удерживался во время технического обслуживания. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Мешалка, содержащая:

a) приводное устройство (2), присоединенное посредством муфты (16) сцепления к первому концу приводного вала (18);

b) пропеллер (8), присоединенный ко второму концу приводного вала (18);

c) указанное приводное устройство (2) присоединено к установочному фланцу (22), выполненному с возможностью крепления мешалки к стенке смесительного резервуара;

d) мешалка дополнительно содержит опорный кожух (6), имеющий по меньшей мере трубчатую опорную раму (24) с первым концом и со вторым концом;

e) первый конец трубчатой опорной рамы (24) присоединен к установочному фланцу (22);

f) второй конец трубчатой опорной рамы (24) оснащен опорным подшипником (30) для удержания второго конца приводного вала (18), причем опорный подшипник (30) является подшипником скольжения;

g) уплотнение (20) вала, установленное на первом конце трубчатой опорной рамы (24), причем уплотнение (20) вала оснащено средством для блокировки уплотнения (20) вала на приводном валу, а уплотнение (20) вала прикреплено или к установочному фланцу (22), или к первому концу трубчатой опорной рамы (24);

h) уплотнительное средство (32), установленное в соединении со вторым концом как приводного вала (18), так и трубчатой опорной рамы (24), при этом уплотнительное средство содержит уплотнительный элемент (44) и упорную поверхность (46); и

i) промежуточную раму (4) между приводным устройством (2) и установочным фланцем (22), содержащую отверстие или окно,

отличающаяся тем, что содержит держатель, предусмотренный либо на установочном фланце (22), либо на первом конце трубчатой опорной рамы (24) и выполненный с возможностью запирания приводного вала (18) в неподвижном положении как в осевом, так и в окружном направлениях для проведения технического обслуживания уплотнения (20) вала.

2. Мешалка по п. 1, отличающаяся тем, что один из элементов - либо установочный фланец (22), либо первый конец трубчатой опорной рамы (24) оснащен средствами для приема в себя отдельного держателя (48), выполненными с возможностью запирания приводного вала (18) в неподвижном положении как в осевом, так и в окружном направлениях, когда проводится техническое обслуживание уплотнения (20) вала.

3. Мешалка по п. 2, отличающаяся тем, что принимающие средства являются средствами, используемыми для крепления уплотнения (20) вала либо к установочному фланцу (22), либо к первому концу трубчатой опорной рамы (24).

4. Мешалка по п. 2, отличающаяся тем, что держатель (48) представляет собой разделяемый элемент, выполненный с возможностью быть установленным на приводном валу (18).

5. Мешалка по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнение (20) вала представляет собой механическое уплотнение, имеющее поворотную часть и неподвижную часть, причем поворотная часть является заблокированной на приводном валу (18), а неподвижная часть прикреплена к одному из элементов - либо к первому концу трубчатой опорной рамы (24), либо к установочному фланцу (22).

6. Мешалка по п. 1, отличающаяся тем, что трубчатая опорная рама (24) содержит в себе по меньшей мере одно уплотнение (34, 36, 56) технического обслуживания.

7. Мешалка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что промежуточная рама (4) является отдельной частью между приводным устройством (2) и установочным фланцем (22), или объединена с корпусом приводного устройства (2).

8. Способ проведения технического обслуживания уплотнения вала мешалки по любому из пп. 1-7, при этом способ включает в себя этапы:

a) снятия осевой блокировки уплотнения (20) вала;

b) отсоединения либо приводного устройства (2) от промежуточной рамы (4), либо промежуточной рамы (4) от установочного фланца (22);

c) вытягивания либо приводного устройства (2) из промежуточной рамы (4), либо промежуточной рамы (4) из установочного фланца (22), до тех пор, пока уплотнительные поверхности уплотнительного средства (32) не будут прижаты одна к другой;

d) отсоединения уплотнения (20) вала либо от первого конца опорного кожуха (6), либо от установочного фланца (22);

e) вытягивания уплотнения (20) вала либо из первого конца опорного кожуха (6), либо из установочного фланца (22);

f) обеспечения второго приводного вала (18) неподвижным как в осевом, так и в окружном направлениях запиранием второго приводного вала (18) по месту посредством держателя (48);

g) отделения или приводного устройства (2) от промежуточной рамы (4) или приводного устройства (2) и промежуточной рамы (4) от установочного фланца (22);

h) выполнения требуемых операций технического обслуживания; и

i) сборки мешалки в обратной последовательности.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на этапе h) удаляют уплотнения (20) вала из второго приводного вала (18) для технического обслуживания или для замены на новое уплотнение вала.

10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что после этапа с) активируют уплотнения (34, 36, 56) технического обслуживания.

11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на этапе f) активируют держатель, установленный в соединении либо с первым концом опорного кожуха (6), либо с установочным фланцем (22), для запирания второго приводного вала (18) по месту.

12. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на этапе f) устанавливают на втором приводном валу (18) отдельный держатель (48) между уплотнением (20) вала и либо первым концом опорного кожуха (6), либо установочным фланцем (22), и крепят держатель (48) либо к первому концу опорного кожуха (6), либо к установочному фланцу (22).

13. Способ по п. 8, отличающийся тем, что перед этапом g) размыкают муфту (16) сцепления, соединяющую второй приводной вал (18) с приводным устройством (2).

14. Способ по п. 8, отличающийся тем, что перед этапом h) снимают блокировку второй половины (16") муфты (16) сцепления на валу (18), и на этапе h) снимают эту вторую половину (16") муфты (16) сцепления вместе с уплотнением (20) вала со второго приводного вала (18).