Перемешивающее устройство Российский патент 2019 года по МПК B01F7/18 

Предлагаемое изобретение относится к химическому машиностроению, предназначено для приготовления эмульсий, перемешивания различных жидкостей, перемешивания жидкостей с газами и может найти использование в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известно перемешивающее устройство, содержащее корпус, мешалку, образованную валом с жестко закрепленными на нем лопастями, электромагнитный привод вращения (1).

Основным недостатком этого устройства является ограниченная область его использования. Оно не эффективно при перемешивании вещества, имеющего большую разницу в удельных весах. Это обусловлено тем, что перемешиваемые вещества расслаиваются по вертикали, а мешалка создает только горизонтальное движение перемешиваемой среды.

В качестве прототипа взято перемешивающее устройство, содержащее корпус, мешалку, образованную штоком с лопастями, электромагнитный привод в виде соленоида, взаимодействующего с сердечником, жестко связанным со штоком мешалки. Нижний конец штока установлен в углублении, выполненном в днище корпуса, и отцентрирован при помощи центрирующих ребер (2).

Однако, прототип не обеспечивает эффективного перемешивания из-за того, что перемещение штока мешалки ограничивается габаритами устройства. Действительно, увеличение хода штока приводит к возрастанию линейных габаритов перемешивающего устройства на величину, в два раза превышающую прирост хода штока. Во-первых, на величину прироста хода штока необходимо увеличивать длину соленоида. Во-вторых, на такую же величину возрастет глубина центрирующего отверстия и соответственно этому толщина днища корпуса. Кроме того, лопасти мешалки совершают движения только в вертикальной плоскости и не перемещаются в горизонтальных плоскостях, что также снижает эффективность перемешивания.

Целью изобретения является повышение эффективности перемешивания без увеличения габаритных размеров перемешивающего устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известном перемешивающем устройстве, содержащем корпус, мешалку, образованную штоком и лопастями, привод штока, согласно изобретению лопасти жестко закреплены на звеньях ведомой части многократного шарнирного параллелограмма, а ведущая часть этого параллелограмма связана своим внутренним шарниром со штоком и шарнирно установлена на корпусе.

Отличительные от прототипа признаки являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе с ограничительными достаточны для достижения поставленной цели. Закрепление лопастей не непосредственно на штоке, а на звеньях ведомой части многократного шарнирного параллелограмма, общий для ведомой и ведущей частей шарнир которого закреплен на штоке, обуславливает повышение интенсивности перемешивания по следующим причинам. Во-первых, предлагаемая конструкция позволяет в несколько раз увеличить перемещение лопастей мешалки без увеличения габаритов устройства. Наибольшее перемещение получают лопасти нижнего параллелограмма. Из верхней половины корпуса они перемещаются почти до дна. Во-вторых, лопасти, закрепленные на звеньях многократного шарнирного параллелограмма, совершают сложные движения одновременно в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Шарнирная связь ведомой части многократного шарнирного параллелограмма с корпусом обеспечивает работоспособность мешалки. Из отличительных от прототипа признаков известным является использование многократного шарнирного параллелограмма в исполнительных органах манипуляторов (а.с. СССР №975386 М. кл. B25J 11/00).

Закрепление же лопастей на звеньях ведомой части многократного шарнирного параллелограмма в исследованных аналогах не обнаружено. Этот признак придает многократному шарнирному параллелограмму новое, не используемое ранее свойство. Если в известных решениях многократный шарнирный параллелограмм предназначался для переноса рабочей платформы или отдельных образцов, то в заявляемом решении он использован для перемешивания рабочей среды, для выравнивания ее вещественного и температурного состава.

Таким образом, предполагаемое изобретение отвечает критерию «существенные отличия».

На чертеже изображен продольный разрез перемешивающего устройства.

Перемешивающее устройство содержит вертикальный корпус 1, закрытый крышкой 2. На крышке 2 установлен двигатель 3 с кривошипом 4, который соединен шатуном 5 со штоком 6, пропущенным через центральное отверстие крышки 2. Выходы штока 6 из крышки загерметизированы уплотнением 7 и сильфоном 8. На свободном конце штока 6 закреплен внутренний шарнир 9 многократного шарнирного параллелограмма 10, на звеньях ведомой части которого жестко установлены лопасти 11. Параллелограмм, образующий ведущую часть многократного шарнирного параллелограмма, связан с крышкой 2 корпуса 1 шарнирами 12.

Работает перемешивающее устройство следующим образом.

При включенном двигателе 3 кривошип вращается, приводя в движение шатун 5, который преобразует вращательное движение кривошипа в возвратно-поступательное перемещение штока 6. Во время движения штока 6 вверх многократный шарнирный параллелограмм 10 сжимается, перемещая все лопасти 11 вверх и одновременно отводя их к стенкам корпуса 1. При обратном движении штока 6 многократный шарнирный параллелограмм 10 растягивается и перемещает лопасти 11 вниз и к центральной оси корпуса 1. Величина перемещения лопастей 11 по вертикали зависит от того, на звеньях какого параллелограмма они закреплены. Наибольшее перемещение имеют лопасти 11 нижнего параллелограмма. Величина этого перемещения в n раз превосходит величину перемещения штока 6. Где n - число параллелограммов в ведомой части.

Благодаря сложному движению лопастей (одновременно по вертикали и по горизонтали), а также благодаря обеспечению большей величины перемещения лопастей по вертикали в заявляемом решении достигается более интенсивное перемешивание по сравнению с прототипом.

Источники информации:

1. а.с. СССР №808114 М. кл. 4 B01F 13/06, 1976 г.

2. а.с. СССР №1152640, М. кл. 4 B01F 13/06, 1984 г.

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Перемешивающее устройство содержит корпус, мешалку, образованную штоком и многократным шарнирным параллелограммом, на звеньях ведомой части которого жестко закреплены лопасти, привод, включающий двигатель, кривошип и шатун. Изобретение обеспечивает повышение эффективности перемешивания. 1 ил.

Перемешивающее устройство, содержащее корпус, мешалку, образованную штоком и лопастями, привод штока, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности перемешивания лопасти жестко закреплены на звеньях ведомой части многократного шарнирного параллелограмма, а ведущая часть этого параллелограмма связана своим внутренним шарниром со штоком и шарнирно установлена на корпусе.