МЕШАЛКА С ЗАПОРНОЙ КРЫШКОЙ Российский патент 2023 года по МПК B01F29/80 B01F25/90 

Изобретение относится к мешалке, имеющей закрепленный на основании смесительный резервуар, причем смесительный резервуар имеет в своем дне разгрузочное отверстие и снабжен запорной крышкой, которая выполнена с возможностью перемещения взад-вперед между закрытым положением, в котором запорная крышка закрывает разгрузочное отверстие, и открытым положением, в котором запорная крышка не закрывает разгрузочное отверстие.

Подобные смесительные устройства известны. Часто они имеют резервуар, вращающийся вокруг своей оси. Кроме этого, внутри резервуара часто расположен вращающийся смесительный инструмент. При этом, смесительный инструмент вращается вокруг расположенного параллельно оси вращения резервуара вала мешалки, при этом, на валу мешалки закреплена, например, смесительная лопасть.

Подобное смесительное устройство известно, например, из WO 2011/128435 A1 или EP 1103492 A1. На фиг.1 и 2 показано смесительное устройство, которое по существу соответствует смесительному устройству, известному из WO 2011/128435 A1. При этом, на фиг.1 представлен вид сверху смесительного резервуара, тогда как на фиг.2 представлен вид смесительного устройства в сечении.

Цилиндрический смесительный резервуар 101 имеет эксцентрически расположенный в смесительном резервуаре, консольно установленный смесительный инструмент 102 на центральном валу 103 с расположенными по бокам лопастями 104 и стационарный, односторонне удерживаемый вертикально сверху очищающий скребок для стенки/дна. На самой нижней лопастной плоскости смесительного инструмента 102 закреплены выступающие вертикально вниз донные ножи 106, которые функционируют на небольшом расстоянии от поврехности дна резервуара.

Разгрузочное отверстие 107 расположено в центре смесительного резервуара 101. Разгрузочное отверстие 107 может быть закрыто запорной крышкой 108. В представленном варианте осуществления запорная крышка 108 соединена с несущим рычагом 110 посредством опорной вилкой и опорной цапфы 109 и, таким образом, является поворотной вокруг оси качания (горизонтальная ось) опорной цапфы 109. Несущий рычаг 110 установлен с возможностью вращения при помощи поворотного вала 111. Благодаря наличию возвратного элемента, не показанного на фигуре, запорная крышка 108 без приложения силы снаружи принимает определенное положение относительно несущего рычага 110.

Когда разгрузочное отверстие 107 закрыто, то есть, запорная крышка 108 позиционгировано внутри разгрузочного отверстия 107, запорная крышка 108 завершается заподлицо с дном контейнера. В результате образуется плоская поверхность дна, по которой перемещается перемешиваемый материал. Благодаря этому обеспечивается эффективное перемешивание всего подлежащего перемешиванию материала, так как над запорной крышкой нет мертвого пространства, которое не достигалось бы донными ножами 106.

Необходимость завершения запорной крышки заподлицо с дном контейнера усложняет выполнение и направление запорной крышки.

В принципе, для открывания разгрузочного отверстия запорная крышка могла бы перемещаться линейно вниз. Однако, это имело бы своим следствием то, что вследствие расположения разгрузочного отверстия в дне контейнера подлежащий перемешиванию материал тек бы по всем краевым поверхностям запорной крышки и, при определенных условиях, даже загрязнял бы привод запорной крышки. Кроме этого, смесь подлежащего перемешиванию материала оставалась бы лежать на плоской запорной крышке, а не удалялась бы с остальным подлежащим перемешиванию материалом. Однако, боковое выдвигание запорной крышки наружу из разгрузочного отверстия является невозможным ввиду по существу цилиндрических или в форме учеченного конуса контактных поверхностей запорной крышки и разгрузочного отверстия.

В случае смесительных резервуаров и запорных крышек, снабженных заменяемой изнашиваемой накладкой и, в частности, в случае дополнительно вакуумплотных смесительных резервуаров, было обнаружно, что цилиндрические контактные поврехности запорной крышки и разгрузочного отверстия являются особенно герметичными. Правда, из-за толщины дна смесительного резервуара и заркепленной на нем изнашиваемой накладки запорная крышка при открывании должна пройти очень большое расстояние максимально параллельно внутренней стороне разгрузочного отверстия вдоль цилиндрических контактных поверхностей перед тем, как она сможет перейти в поворотное движение. При этом, предпочтительно, верхняя сторона запорной крышки поворачивается вниз в направлении оси разгрузочного отверстия, чтобы находящийся на ней подлежащий перемешиванию материал смог полностью с нее стечь. По этомй причине привод запорной крышки, показанной на фиг.2, в сочетании с возвратным элементом позволяет поворот как вокруг оси 11, так и вокруг оси 109. Известная запорная крышка с возвратным элементом, например, описанная в ЕР 1103492 A1, является затратной в производстве и не может быть хорошо очищена. Из-за вращательного движения запорной крышки она должна иметь некоторый зазор внутри разгрузочного отверстия, чтобы поворачиваться наружу из разгрузочного отверстия. Через образующийся в результате этого зазор компоненты подлежащего перемешиванию материала могут выходить из резервуара даже при закрытом разгрузочном отверстии. Кроме этого, запорная крышка должна быть очень тщательно очищена после каждой операции разгрузки, чтобы гарантировать, что она снова может быть позиционирована в отверстии и может обеспечивать надежную герметизацию. Кроме этого, подлежащий перемешиванию материал может накапливаться в области находящейся под запорной крышкой оси 109 поворота и препятствовать повороту.

Таким образом, принимая во внимание описанный выше уровень техники, задачей настоящего изобретения является предоставление мешалки, разгрузочное отверстие которой может легко открываться и закрываться, и в которой риск загрязнения привода запорной крышки значительно меньше.

Согласно изобретению, эта задача решается тем, что запорная крышка соединена со основанием при помощи четырехшарнирного механизма (шарнирный четырехзвенник) с четырьмя вращательными шарнирами, причем первый и второй вращательные шарниры четырехшарнирного механизма расположены на основании, а третий и четвертый вращательные шарниры четырехшарнирного механизма расположены на запорной крышке.

При помощи четырехшарнирного механизма движение запорной крышки относительно основания и, таким образом, также относительно смесительного резервуара может индивидуально подстраиваться. При этом третий и четвертый вращательные шарниры могут быть расположены непосредственно на запорной крышке. В качестве альтернативы, к запорной крышке может быть прикреплен дополнительный элемент, на котором расположены третий и четвертый вращательные шарниры.

При этом, является предпочтительным, чтобы все шарнирные оси четырехшарнирного механизма были параллельны друг другу.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения первый шарнир четырехшарнирного механизма соединен с четвертым шарниром четырехшарнирного механизма посредством кривошипного элемента. Шарнирные оси первого и четвертого шарниров отстоят друг от друга на некоторое расстояние с. Второй шарнир четырехшарнирного механизма соединен с третьим шарниром четырехшарнирного механизма посредством рычажного элемента. Шарнирные оси второго и третьего шарниров отстоят друг от друга на некоторое расстояние а. Третий шарнир четырехшарнирного механизма соединен с четвертым шарниром четырехшарнирного механизма посредством соединительного элемента, имеющего длину f, при этом, шарнирные оси третьего и четвертого шарниров отстоят друг от друга на некоторое расстояние b. Следовательно, соединительный элемент может быть длиннее, чем расстояние b. Шарнирные оси первого и второго шарниров отстоят друг от друга на некоторое расстояние g.

Кроме этого, в одном особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что запорная крышка прикреплена к соединительному элементу. При этом, соединительный элемент может не только проходить между третьим и четвертым шарнирами, но и доходить до запорной крышки. Третий шарнир может быть расположен на конце соединительного элемента, противоположном запорной крышке.

Для приводного движения запорной крышки в и из разгрузочного отверстия в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что либо шарнирная ось второго шарнира выполнена в виде вала, причем предусмотрен привод для вращения этого вала, и рычажный элемент прикреплен к валу таким образом, что рычажный элемент поворачивается вокруг шарнирной оси этого шарнира, когда вращается вал, либо, предпочтительно, шарнирная ось первого шарнира выполнена в виде вала, причем предусмотрен привод для вращения этого вала, и кривошипный элемент прикреплен к валу таким образом, что кривошипный элемент поворачивается вокруг шарнирной оси этого шарнира, когда вращается вал.

Следовательно, для открывания и закрывания крышки нужно только вращать вал, чтобы обеспечить желательное движение запорной крышки.

В одном другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что соединительный элемент расположен по существу перпендикулярно запорной крышке.

Вообще, запорная крышка имеет плоскую внутреннюю поверхность, которая в закрытом положении обращена внутрь смесительного резервуара, наружную поверхность, противоположную внутренней поверхности, и окружную краевую поверхность, соединяющую внутреннюю поверхность и наружную поверхность друг с другом. Расположение соединительного элемента перпендикулярно запорной крышке означает, что соединительный элемент размещен перпендикулярно внутренней поверхности крышки и, при этом, не проходит внутрь смесительного резервуара.

Например, шарнирные оси третьего и четвертого шарниров, а также точка соединения, в которой соединительный элемент соединен с запорной крышкой, лежат в общей плоскости, проходящей перпендикулярно наружной поверхности и/или внутренней поверхности запорной крышки.

В одном другом предпочтительном варианте осуществления изобретения длина а меньше, чем длина с. Из-за того, что рычажный элемент имеет меньшую длину, чем кривошипный элемент, достигается движение, которое сначала является по существу линейным, чтобы запорная крышка выдвинулась из разгрузочного отверстия, а затем переходит в поворотное движение.

При этом, является предпочтительным, чтобы длина с приблизительно соответствовала сумме длины а и расстояния е, так что 0,9≤(a+e)/c≤1,1, предпочтительно, 0,95≤(a+e)/c≤1,05, особенно предпочтительно, c=a+e. При этом е – это расстояние между первой и второй шарнирными осями в направлении, перпендикулярном прямой линии, соединяющей третью и четвертую шарнирные оси. Расстояние b представляет собой расстояние между первой и второй шарнирными осями в направлении, параллельном прямой линии, соединяющей третью и четвертую шарнирные оси. Следовательно, расстояние g определяется уравнением: e²+d²=g².

В одном другом предпочтительном варианте осуществления изобретения первый шарнир находится ближе к плоскости, в которой расположено разгрузочное отверстие, чем второй шарнир.

Также является предпочтительным, чтобы четвертый шарнир находился ближе к запорной крышке, чем третий шарнир.

Кроме этого, в одном особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что в закрытом положении запорной крышки кривошипный элемент и рычажный элемент расположены по существу параллельно друг другу. Также является предпочтительным, чтобы в закрытом положении запорной крышки кривошипный элемент и рычажный элемент образовывали с соединительным элементом угол от 80° до 100°. Также является предпочтительным, чтобы отношение длины f соединительного элемента к расстоянию b между третьей и четвертой шарнирными осями лежало в диапазоне от 2 до 10.

В одном другом предпочтительном варианте осуществления изобретения имеет место 0,75≤d/b≤1,5, особенно предпочтительно, 0,85≤d/b≤1,2.

Преимущественно, кривошипный элемент и рычажный элемент выполнены в форме стержня. Предпочтительно, соединительный элемент также выполнен в форме стержня.

В одном другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что длины кривошипного элемента, соединительного элемента и рычажного элемента, а также положения четырех шарниров выбраны так, что при перемещении запорной крышки из закрытого положения в открытое положение проекция края запорной крышки, обращенного к валу, на дно резервуара не лежит в области разгрузочного отверстия.

При такой конфигурации гарантируется, что при открывании запорной крышки на кривошипный элемент, рычажный элемент, а также третий и четвертый шарниры максимально незначительно попадает выпадающий из запираемого отверстия перемешиваемый материал и не загрязняет их настолько сильно, чтобы оказывалось негативное влияние на движение четырехшарнирного механизма. В принципе, запорная крышка экранирует четырехшарнирный механизм от выпадающего перемешиваемого материала, благодаря чему заметно продляется срок службы этого механизма. Кроме того, сокращаются издержки на очистку, поскольку шарниры, как правило, не загрязняются перемешиваемым материалом.

В одном другом предпочтительном варианте осуществления изобретения запорная крышка выполнена круглой с радиусом r, причем предпочтительно соединительный элемент соединен с запорной крышкой в ее центре.

Также выгодно, если a≤c, и, предпочтительно, 0,1≤r/a≤1,2.

В одном другом предпочтительном варианте осуществления отношение a/e: 0,9≤a/e≤20, особенно предпочтительно, 1,0≤a/e≤10. Это является предпочтиетльным, в частности, тогда, когда с приблизительно соответствует сумме а и е.

В одном другом предпочтительном варианте осуществления изобретения смесительный резервуар имеет возможность вращения вокруг оси смесительного резервуара, и четырехшарнирный механизм размещен так, что он не вращается вместе со смесительным резервуаром вокруг оси смесительного резервуара. В одном другом особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения прямая линия проходит через третью и четвертую шарнирные оси по оси смесительного резервуара и через центральную точку запорной крышки.

Другие преимущества, признаки и возможные варианты использования станут очевидны из приведенного далее описания предпочтительного варианта осуществления изобретения и прилагаемых фигур, на которых:

фиг.1 – вид сверху смесительного резервуара известного уровня техники,

фиг.2 – вид сбоку в сечении смесительного устройства и входящего в него смесительного резервуара с фиг.1,

фиг.3 – вид снизу в перспективе соответствующего изобретению варианта осуществления,

фиг.4 – вид в перспективе варианта осуществления с фиг.3 с открытой крышкой,

фиг.5 – вид сбоку в сечении варианта осуществления с фиг.4,

фиг.6 – схематичное представление соответствующего изобретению четырехшарнирного механизма.

На фиг.1 и 2 показана мешалка известного уровня техники, уже описанная выше.

На фиг.3 показан вид снизу в перспективе варианта осуществления соответствующей изобретению мешалки. На фигуре показано дно цилиндрического смесительного резервуара 1, установленного с возможностью вращения на основании 2. На нижней стороне смесительного резервуара 1 показано запираемое отверстие, в котором расположена запорная крышка 3. Запорная крышка 3 прикреплена к соединительному элементу 4, на котором, в свою очередь, расположены третья шарнирная ось 10 и четвертая шарнирная ось 11.

На фиг.4 показан вид в перспективе соответствующей изобретению мешалки с запорной крышкой в (частично) открытом положении. Запорная крышка 3 имеет краевую поверхность 13. Соединительный элемент 4 соединен с запорной крышкой 3, которая в показанном положении не находится точно в закрытом положении. В представленном варианте осуществления изобретения запорная крышка является круглой, а соединительный элемент соединен с центральной точкой 12 круглой формы запорной крышки 3. Разгрузочное отверстие 5 находится в дне смесительного резервуара 1. Соединительный элемент 4 соединен с основанием 2 как кривошипным элементом 7, так и рычажным элементом 6.

На основании закреплены первый вращательный шарнир 8, на который воздействует кривошипный элемент, и второй вращательный шарнир 9, на который воздействует рычажный элемент.

Кривошипный элемент 7 при помощи вращательного шарнира 8 приводится в действие не показанным приводом через вал так, что кривошипный элемент 7 может поворачиваться вокруг шарнирной оси вала, чтобы перемещать взад-вперед запорную крышку 3 между закрытым положением и открытым положением. Также можно видеть соединительный элемент 4, на котором расположены третья ось для третьего вращательного шарнира 10 и ось для четвертого вращательный шарнира 11.

На фиг.5 представлен вид сбоку соответствующей изобретению мешалки, показанной на фиг.4, с запорной крышкой, находящейся в (частично) открытом положении.

На фиг.6 показано схематичное представление механизма. Четырехшарнирный механизм имеет первый и второй вращательный шарнир 8, 9, закрепленные на основании 2. Третий вращательный шарнир 10 и четвертый вращательный шарнир 11 закреплены на соединительном элементе 4.

Первый вращательный шарнир 8 соединен с четвертым вращательным шарниром 11 посредством кривошипного элемента 7. Второй вращательный шарнир 9 соединен с третьим вращательным шарниром 10 посредством рычажного элемента 6.

Соединительный элемент 4 не только соединяет третий вращательный шарнир 10 и четвертый вращательный шарнир 11, но и доходит до запорной крышки 3 и там воздействует на центральную точку 12 запорной крышки. Соединительный элемент перпендикулярен запорной крышке. Третий вращательный шарнир 10 находится на противоположном запорной крышке 3 конце соединительного элемента 4.

Точка 13 краевой поверхности запорной крышки 3, обращенная к первому и второму вращательным шарнирам 8, 9, при движении из закрытого положения в открытое положение в направлении, параллельном поверхности дна смесительного резервуара, по возможности не должна больше удаляться от первого вращательного шарнира 8, чтобы гарантировать, что подлежащий перемешиванию материал не падает на первый вращательный шарнир 8 или второй вращательный шарнир 9. При этом запорная крышка 3 одновременно также закрывает вращательные шарниры 10 и 11 от загрязнения подлежащим перемешиванию материалом.

В представленном варианте осуществления изобретения длина рычажного элемента 6 равна 500 мм. Кривошипный элемент имеет длина с, равную 600 мм. Общая длина соединительного элемента 4 составляет 350 мм, причем третий и четвертый вращательные шарниры отстоят друг от друга на расстояние b, равное 60 мм. Расстояние d между первым и вторым вращательными шарнирами, а также расстояние b, также равно 60 мм. Радиус r запорной крышки равен 250 мм.

Список ссылочных позиций

1 Смесительный резервуар

2 Основание

3 Запорная крышка

4 Соединительный элемент

5 Разгрузочное отверстие

6 Рычажный элемент

7 Кривошипный элемент

8, 9, 10, 11 Вращательные шарниры

12 Центральная точка запорной крышки

13 Краевая поверхность

101 Смесительный резервуар

102 Смесительный инструмент

103 Центральный вал

104 Смесительная лопасть

105 Очищающий скребок для стенки/дна

106 Донный нож

107 Разгрузочное отверстие

108 Запорная крышка

109 Опорная цапфа

110 Несущий рычаг

111 Поворотный вал

112 Перепускной ящик

Изобретение относится к мешалке, имеющей закрепленный на основании смесительный резервуар. Мешалка имеет закрепленный на основании смесительный резервуар с расположенным в дне смесительного резервуара разгрузочным отверстием и запорной крышкой. Запорная крышка выполнена с возможностью перемещения взад-вперед между закрытым положением, в котором запорная крышка закрывает разгрузочное отверстие, и открытым положением, в котором запорная крышка не закрывает разгрузочное отверстие. Запорная крышка соединена с упомянутым основанием при помощи четырехшарнирного механизма с четырьмя вращательными шарнирами. Первый и второй вращательные шарниры четырехшарнирного механизма расположены на запорной крышке. Третий и четвертый вращательные шарниры четырехшарнирного механизма расположены на основании. Смесительный резервуар имеет возможность вращения вокруг оси смесительного резервуара. Четырехшарнирный механизм размещен так, что он не вращается вместе со смесительным резервуаром вокруг оси смесительного резервуара. Изобретение обеспечивает значительное снижение загрязнения привода запорной крышки мешалки. 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Мешалка, имеющая закрепленный на основании смесительный резервуар с расположенным в дне смесительного резервуара разгрузочным отверстием и запорной крышкой, которая выполнена с возможностью перемещения взад-вперед между закрытым положением, в котором запорная крышка закрывает разгрузочное отверстие, и открытым положением, в котором запорная крышка не закрывает разгрузочное отверстие,

отличающаяся тем, что запорная крышка соединена с упомянутым основанием при помощи четырехшарнирного механизма с четырьмя вращательными шарнирами, причем первый и второй вращательные шарниры четырехшарнирного механизма расположены на запорной крышке, а третий и четвертый вращательные шарниры четырехшарнирного механизма расположены на основании,

причем смесительный резервуар имеет возможность вращения вокруг оси смесительного резервуара, и четырехшарнирный механизм размещен так, что он не вращается вместе со смесительным резервуаром вокруг оси смесительного резервуара.

2. Мешалка по п.1, отличающаяся тем, что все шарнирные оси четырехшарнирного механизма параллельны друг другу.

3. Мешалка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что первый шарнир четырехшарнирного механизма соединен с четвертым шарниром четырехшарнирного механизма посредством кривошипного элемента с длиной с, второй шарнир четырехшарнирного механизма соединен с третьим шарниром четырехшарнирного механизма посредством рычажного элемента с длиной а, третий шарнир четырехшарнирного механизма соединен с четвертым шарниром четырехшарнирного механизма посредством соединительного элемента с длиной b, причем шарнирные оси первого и второго шарниров отстоят друг от друга на расстояние g, причем е представляет собой расстояние между первой и второй шарнирными осями в направлении, перпендикулярном прямой линии, соединяющей третью и четвертую шарнирные оси, и d представляет собой расстояние между первой и второй шарнирными осями в направлении, параллельном прямой линии, соединяющей третью и четвертую шарнирные оси.

4. Мешалка по п.3, отличающаяся тем, что первый шарнир находится ближе к плоскости, в которой расположено разгрузочное отверстие, чем второй шарнир, и/или четвертый шарнир находится ближе к запорной крышке, чем третий шарнир.

5. Мешалка по п.3 или 4, отличающаяся тем, что имеет место 0,9≤(a+e)/c≤1,1.

6. Мешалка по п.3 или 4, отличающаяся тем, что имеет место 0,95≤(a+e)/c≤1,05.

7. Мешалка по п.3 или 4, отличающаяся тем, что имеет место c=a+e.

8. Мешалка по любому из пп.3-7, отличающаяся тем, что запорная крышка закреплена на соединительном элементе.

9. Мешалка по одному из пп.3-8, отличающаяся тем, что либо шарнирная ось второго шарнира выполнена в виде вала, причем предусмотрен привод для вращения этого вала, а рычажный элемент прикреплен к этому валу таким образом, что рычажный элемент поворачивается вокруг шарнирной оси этого шарнира, когда вращается вал, либо шарнирная ось первого шарнира выполнена в виде вала, причем предусмотрен привод для вращения этого вала, и кривошипный элемент прикреплен к этому валу таким образом, что кривошипный элемент поворачивается вокруг шарнирной оси этого шарнира, когда вращается вал.

10. Мешалка по одному из пп.3-9, отличающаяся тем, что соединительный элемент расположен по существу перпендикулярно запорной крышке.

11. Мешалка по одному из пп.3-10, отличающаяся тем, что отношение длины f соединительного элемента к расстоянию b между шарнирными осями три и четыре составляет 2≤f/b≤10.

12. Мешалка по одному из пп.3-11, отличающаяся тем, что для отношения расстояния d к расстоянию b справедливо следующее: 0,75≤d/b≤1,5.

13. Мешалка по одному из пп.3-11, отличающаяся тем, что для отношения расстояния d к расстоянию b справедливо следующее: 0,85≤d/b≤1,2.

14. Мешалка по одному из пп.3-13, отличающаяся тем, что в закрытом положении запорной крышки кривошипный элемент и рычажный элемент проходят по существу параллельно друг другу.

15. Мешалка по одному из пп.3-14, отличающаяся тем, что длины кривошипного элемента, соединительного элемента и рычажного элемента, а также положения упомянутых четырех шарниров выбраны так, что при перемещении запорной крышки из закрытого положения в открытое положение проекция края запорной крышки, обращенного к валу, на дно резервуара лежит вне области разгрузочного отверстия.

16. Мешалка по одному из пп.3-15, отличающаяся тем, что запорная крышка выполнена круглой с радиусом r.

17. Мешалка по п.16, отличающаяся тем, что соединительный элемент соединен с запорной крышкой в ее центральной точке.

18. Мешалка по п.16 или 17, отличающаяся тем, что a≤c и 0,1≤r/a≤1,2.

19. Мешалка по одному из пп.3-18, отличающаяся тем, что прямая линия, которая проходит через третью и четвертую шарнирные оси, лежит на оси смесительного резервуара и проходит через центральную точку запорной крышки.