СМЕСИТЕЛЬ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ Российский патент 2021 года по МПК B01F9/06 

Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в производстве комбикормов, химической, строительной, пищевой промышленности.

Известны смесители, у которых смесительная емкость совершает сложное движение в пространстве с переменной скоростью, в результате чего происходит активное смешение компонентов под действием инерционных сил [1, 2]. Для создания такого движения применяются пространственные шарнирно-рычажные механизмы с вращательными парами как базовые механизмы смесителей [3, 4]. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, является смеситель со смесительной емкостью-барабаном, совершающей сложное движение в пространстве за счет того, что она установлена на двух одинаковых кривошипах [5]. У этих кривошипов угол скрещивания α геометрических осей шарниров и кратчайшее расстояние между ними, с углом скрещивания β геометрических осей цапф барабана и опор кривошипов, а также кратчайшего расстояния , находятся в зависимости

Смеситель, принятый за прототип, имеет следующие недостатки: характер и закон движения барабана в нем нельзя изменить без смены кривошипов; для приведения в движение барабан должен быть установлен в определенное положение, иначе при пуске, за счет резкого изменения положения и его скорости возникают пиковые динамические нагрузки на кривошипы, узлы и привод смесителя, что может привести к выходу их из строя; конструкция станины смесителя, где геометрические оси опор кривошипов скрещены под углом β и расположены на кратчайшем расстоянии не совсем удобна для точного исполнения, что ведет к увеличению затрат на изготовление и сборку смесителя.

Технический результат - повышение технологичности, интенсификация процесса смешения, осуществление вариации закона и характера движения барабана без переналадки конструкции смесителя и его остановки, увеличение однородности смеси.

Указанный технический результат достигается тем, что базовый механизм смесителя преобразовывается в пространственный дифференциальный механизм, введением в конструкцию второго ведущего кривошипа, угол скрещивания геометрических осей его шарниров и кратчайшее расстояние между ними равны соответствующим параметрам геометрических осей цапф барабана, такая конструкция дополнительного кривошипа позволяет расположить опоры ведущих кривошипов соосно и оснастить эти кривошипы отдельными приводами, что позволит упростить изготовление станины смесителя, его сборку и повысить их точность. Установка привода на каждый из двух кривошипов даст возможность управлять законом и характером движения барабана и, при необходимости, их корректировать в процессе смешения, причем введение второго ведущего кривошипа с углом скрещивания геометрических осей шарниров и кратчайшим расстоянием между ними такими же, как для геометрических осей цапф барабана, позволило изменить конструкцию станины так, что оси опор кривошипов теперь расположены на одной прямой, что упрощает изготовление и сборку смесителя, при этом использование двух отдельных приводов кривошипов дает возможность изменять режим смешения без остановки и переналадки смесителя, кроме того, конструкция смесителя позволит интенсифицировать процесс смешения за счет более сложного характера движения барабана, также пуск его в работу может производиться при любом положении смесительной емкости.

Смеситель дифференциальный поясняется изображением, приведенным на чертеже - схема смесителя, общий вид.

Смеситель дифференциальный состоит из смесительной емкости-барабана 2, установленной шарнирно на пространственных кривошипе 1 и шатуне 3, который так же шарнирно связан со вторым кривошипом 4. Оси опор ведущих кривошипов лежат на одной прямой. Ведущие кривошипы приводятся в движение отдельными приводами 6 и 7. Для работоспособности смесителя, должно выполняться соотношение:

,

и условия

l₁ = l₃; l₂ = l₄; α₁ = α₃; α₂ = α₄ ,

где

l₁ – кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров ведущего кривошипа 1;

l₂ – кратчайшее расстояние между осями цапф барабана 2;

l₃ – кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров шатуна 3;

l₄ – кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров ведущего кривошипа 4;

α₁ – угол скрещивания геометрических осей шарниров ведущего кривошипа 1;

α₂ – угол скрещивания геометрических осей цапф барабана 2;

α₃ – угол скрещивания геометрических осей шарниров шатуна 3;

α₄ – угол скрещивания геометрических осей шарниров ведущего кривошипа 4.

Смеситель действует следующим образом. Для приведения в движение барабана 2 включаются в работу либо оба привода, либо один из них. Движение от привода передается ведущему кривошипу 1 или 4. Если работает один привод 6, а второй с закрепленным на его валу кривошипом заторможен, то движение барабана такое же, как у прототипа. Если работает только привод 7, а второй - заторможен, то движение барабана идентично «пьяной бочке», но с переменной скоростью. Если же работают оба привода, то движение барабану передается через ведущие 1, 4 кривошипы и шатун 3. Барабан в результате совершает сложное неравномерное движение в пространстве [6].

Предлагаемая конструкция позволит увеличить технологичность изготовления и сборки смесителя, интенсифицировать процесс смешения, повысить однородность смеси.

Список использованной литературы

1. Макаров, Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1973-216 с.

2. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Польша, 1971. Пер. с польск. под ред. Щупляка И.А. Л.: Химия, 1975 - 384 с.

3. Мудров, П.Г. Пространственные механизмы с вращательными парами/ П.Г. Мудров, Изд-во Казанского университета, Казань, 1976. 264 с.

4. Мудров, А.Г. Пространственные механизмы с особой структурой / А.Г. Мудров. - РИЦ «Школа», Казань, 2003. - 300 с.

5. Авторское свидетельство №755577 (СССР), Б.И. №30, 1980.

6. Мудров, А.П. Использование пространственных пяти- и шестизвенных дифференциальных механизмов в смесительной технике/ 100 лет механизму Беннетта// Сборник материалов международной конференции по ТММ. Казань, 2003.

Изобретение относится к устройствам для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в производстве комбикормов, химической, строительной, пищевой промышленности. Смеситель дифференциальный для смешивания сыпучих материалов, содержащий смесительную емкость-барабан 2 снабженную цапфами, посредством одной из которых она через шарнир связана с шатуном 3, который через шарнир соединен с ведущим кривошипом 4, через шарнир соединенным с приводом 7, а посредством другой цапфы емкость-барабан 2 через шарнир связана с ведущим кривошипом 1, через шарнир соединенным с приводом 6, причем оси опор кривошипов расположены на одной прямой, а смесительная емкость-барабан 2 имеет возможность совершать пространственное неравномерное, регулируемое при работе, движение посредством двух ведущих кривошипов, с соблюдением соотношения

,

и условия l₁ = l₃; l₂ = l₄; α₁ = α₃; α₂ = α₄, где l₁ – кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров ведущего кривошипа 1; l₂ – кратчайшее расстояние между осями цапф барабана 2; l₃ – кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров шатуна 3; l₄ – кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров ведущего кривошипа 4; α₁ – угол скрещивания геометрических осей шарниров ведущего кривошипа 1; α₂ – угол скрещивания геометрических осей цапф барабана 2; α₃ – угол скрещивания геометрических осей шарниров шатуна 3; α₄ – угол скрещивания геометрических осей шарниров ведущего кривошипа 4. Предлагаемая конструкция позволяет увеличить технологичность изготовления и сборки смесителя, интенсифицировать процесс смешения, повысить однородность смеси. 1 ил.

Смеситель дифференциальный для смешивания сыпучих материалов, содержащий смесительную емкость-барабан 2, снабженную цапфами, ведущий кривошип 1 с шарнирами, соединенный с приводом 6, ведущий кривошип 4 с шарнирами, соединенный с приводом 7, и шатун 3 с шарнирами, при этом одна из цапф емкости-барабана 2 связана с одним из шарниров шатуна 3, который посредством своего другого шарнира соединен с одним из шарниров ведущего кривошипа 4, который посредством своего другого шарнира соединен с приводом 7, при этом посредством другой цапфы емкость-барабан 2 связана с одним из шарниров ведущего кривошипа 1, который посредством своего другого шарнира соединен с приводом 6, оси опор кривошипов расположены на одной прямой, а смесительная емкость-барабан 2 имеет возможность совершения пространственного неравномерного, регулируемого движения посредством двух ведущих кривошипов 1, 4 с соблюдением соотношения

,

и условия

l ₁ = l₃; l₂ = l₄; α₁ = α₃; α₂ = α₄,

где

l ₁ - кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров ведущего кривошипа 1;

l ₂ - кратчайшее расстояние между осями цапф барабана 2;

l ₃ - кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров шатуна 3;

l ₄ - кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров ведущего кривошипа 4;

α₁ - угол скрещивания геометрических осей шарниров ведущего кривошипа 1;

α₂ - угол скрещивания геометрических осей цапф барабана 2;

α₃ - угол скрещивания геометрических осей шарниров шатуна 3;

α₄ - угол скрещивания геометрических осей шарниров ведущего кривошипа 4.