СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПАСТООБРАЗНЫХ КОМПОЗИЦИЙ Российский патент 2024 года по МПК B01F27/1145 B01F27/118 B01F27/92 B01F25/441 B01F31/441 

Изобретение относится к устройству для приготовления пастообразных композиций и может использоваться в пищевой, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен смеситель для вязких и пастообразных материалов по заявке [А.с. SU № 1065222, МПК B29B 1/06, B01F 7/16, опубл. 07.01.84]. Устройство содержит смесительную камеру, две гибкие винтовые спирали, связанные с приводом.

Данное устройство обладает удовлетворительной производительностью, однако имеет значительные трудности обслуживания, требующие полной разборки для чистки. При перемешивании композиций, содержащих катализатор отверждения, процедура чистки становится неприемлемо трудоёмкой.

Известен смеситель для пастообразных композиций [Патент RU № 134820, МПК B01F 7/16, опубл. 27.11.2013], содержащий цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана, с размещённым внутри него перемешивающим устройством с валом и приводом перемещения, и крышку, при этом перемешивающее устройство выполнено в виде поршня, установленного по скользящей посадке относительно внутренних стенок цилиндрического корпуса, а вал установлен с возможностью возвратно-поступательного движения, жёстко прикреплён к поршню и центрируется подшипником скольжения в крышке.

Однако устройство не имеет конструктивных элементов, предназначенных для разгрузки, что ведёт к низкой производительности.

Известен смеситель [Патент RU № 2563014, B01F 7/16, опубл. 10.09.2015]. В нём над подвижным поршнем подвижно расположена заглушка в виде дополнительного поршня с уплотнителями, а на дне стакана имеется разгрузочное отверстие.

Недостатком устройства является трудность обеспечения соосности радиальных отверстий на поршне и уплотняющих цилиндров. Это ведёт к потере герметичности и перетоку композиции в верхнюю полость смесителя, увеличивает отходы и снижает производительность из-за дополнительной чистки.

Известен смеситель [Патент RU № 2611515, МПК B01F 5/06, опубл. 27.02.2017]. Смеситель также содержит цилиндрический неподвижный корпус, с размещённым внутри перемешивающим устройством, валом, крышкой. При этом перемешивающее устройство выполнено в виде поршня с радиальными отверстиями. Над поршнем подвижно расположена заглушка радиальных отверстий в виде диска, который может смещаться в вертикальной и горизонтальной плоскости, то открывая, то закрывая отверстия в поршне. При разгрузке смесителя заглушка перекрывает отверстия в поршне, он движется вниз и выгружает композицию через отверстие в дне стакана.

Недостатком данного устройства является трудоёмкость операций чистки, так как для этого необходимо извлечь из стакана заглушку, достать поршень, отсоединив все элементы от привода возвратно-поступательного движения. Кроме того, поскольку для перемешивания поршень движется вниз-вверх по стакану, идёт усиленный износ уплотнений на поршне, что снижает надёжность устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, принятый за прототип, является смеситель для пастообразных композиций [Патент RU № 2618054, МПК B01F 5/06, опубл. 02.05.2017]. Смеситель содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана, с размещённым внутри перемешивающим устройством и валом. При этом перемешивающее устройство выполнено в виде поршня с возможностью возвратно-поступательного движения. Над поршнем подвижно размещена заглушка как дополнительный поршень на дополнительном валу и имеет на поверхности уплотнитель в виде монолитной резиновой прокладки, а поршень выполнен из спирали Архимеда с круглым сечением витков, удерживаемой крестовиной на валу.

К недостаткам устройства можно отнести следующее:

1. Необходимость при загрузке компонентов разбирать устройство, снимая привод возвратно поступательного движения, для извлечения дополнительного поршня с прокладкой. Это повышает трудоёмкость работ и требует квалифицированного персонала.

2. Применение спирали Архимеда неоправданно усложняет смеситель в изготовлении. Авторами не доказано преимущество данной спирали перед другими перемешивающими устройствами. Использование спирали такой конструкции снижает ремонтопригодность смесителя в целом.

3. Поскольку перемешивание осуществляется только в вертикальной плоскости через витки спирали, то качественную композицию можно получить лишь длительным процессом. При наличии в композиции отвердителя будет повышаться вязкость, уменьшаться скорость перетока через спирать, что приведёт к снижению производительности процесса.

Техническим результатом является повышение качества и производительности перемешивания композиции при одновременном упрощении эксплуатации смесителя.

Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом смесителе для пастообразных композиций, содержащем неподвижный корпус в виде стакана с размещёнными внутри перемешивающим устройством с валом, центрованным по скользящей посадке в крышке и дне стакана, поршнем с дополнительным валом и возможностью возвратно-поступательного движения, соединённым подвижно с заглушкой, перемешивающее устройство выполнено в виде ленточной пружины растяжения с прорезями, соединенной одним концом с валом, а вторым с заглушкой на поршне.

Выполнение разгрузочного отверстия на крышке позволяет избежать нахождения смешиваемой композиции под поршнем, что облегчает чистку смесителя в процессе изготовления смесей, а вращение пружины интенсифицирует процесс за счёт перемещения элементов композиции в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

На фиг. 1 представлен смеситель.

На фиг. 2 представлено перемешивающее устройство.

Смеситель вязких композиций (чертёж 1) содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана 1, с размещённым внутри него перемешивающим устройством 2 на валу 3 (привод вращения на фигурах не показан). Стакан 1 имеет крышку 4 с полостью 5 и разгрузочное отверстие 6 (затвор на фигурах не показан). Перемешивающее устройство 2 выполнено в виде пружины растяжения, изготовленной из листового материала (фиг. 2), что при растяжении обеспечивает изгиб витков пружины не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости. Этим при работе достигается интенсивное перемешивание композиции за счет её движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Перемешивающее устройство 2 закреплено одним концом на валу 3, который центрируется скользящей посадкой в крышке 4, а другим концом связано с заглушкой 7, которая подвижно закреплена на валу 3 с возможностью как вращательного, так и возвратно-поступательного движения совместно с поршнем 8 (узел соединения заглушки 7 и поршня 8 на фигурах не показан). Снижение нагрузок на привод вращения вала 3 достигается тем, что витки перемешивающего устройства 2 (пружины растяжения) имеют прорези (окна) 9 (Фиг. 2), через которые движется композиция в вертикальной плоскости при перемешивании, а толщина листового материала пружины 2 находится в пределах 1-3 мм для облегчения разрезания композиции на фрагменты, что повышает производительность перемешивания композиции. Поршень 8 центрируется в дне 10 стакана 1 валом 11, который жёстко связан с поршнем 8 и приводом его возвратно-поступательного движения (на фигурах не показан).

Смеситель работает следующим образом.

Подготовка. Поршень 8 с заглушкой 7 поднимается в крайнее верхнее положение вдоль вала 3. В этом положении на него устанавливается перемешивающее устройство 2, закрепляемое на валу 3 и заглушке 7, например, с помощью байонета. При этом перемешивающее устройство 2 находится в сложенном состоянии (фиг. 2). На стакан 1 закрепляется крышка 4 с обеспечением центровки вала 3 в скользящей посадке крышки 4.

Приготовление композиции. С помощью привода вала 11 поршень 8 опускается в нижнее положение и растягивает перемешивающее устройство 2 в рабочее состояние. При этом его витки из листового материала изгибаются в двух плоскостях. Через разгрузочное отверстие 6, которое выполняет роль также и загрузочного, в полость стакана 1 загружаются компоненты, подлежащие перемешиванию. Вращением вала 3 приводится в действие перемешивающее устройство 2, которое интенсивно перемещает компоненты как в горизонтальной плоскости, то есть к стенкам стакана 1, так и в вертикальной - к крышке 4 и поршню 8, который в процессе остаётся неподвижным. Интенсивное перемешивание за счет изгиба витков, изготовленных из листа, например, закалённой стали, их витки приобретают углы атаки и перемещают массу как вертикально, так и горизонтально по всей высоте смесителя одновременно, что обеспечивает перемешивание в трёх измерениях, фактически в турбулентном режиме, следовательно, обеспечивается повышение качества композиции, то есть равномерность распределения элементов наполнителя и отвердителя в связующем. Повышение производительности процесса перемешивания приводит к снижению времени на его осуществление, что весьма актуально для рецептур композиций с низкой «живучестью», когда начинается отверждение и повышается вязкость. Интенсификация перемешивания приводит к сокращению его времени относительно конструкции прототипа, а при отношении полученного результата кг смеси ко времени, подтверждается рост производительности процесса смешения (кг/час, например).

Выгрузка и чистка. После завершения смешивания компонентов вал 11 двигает поршень 8 вверх и через открытое отверстие 6 в крышке 4 происходит выгрузка готовой смеси. В конце процесса перемешивающее устройство 2 сжимается до исходного положения, снимая напряжения растяжения, и размещается в полости 5 крышки 4. Крышка 4 снимается, к устройству 2 открыт доступ, и оно отсоединяется от вала 3 для чистки. Поскольку после сжатия перемешивающее устройство 2 размещается в полости 5 крышки 4, а не в полости стакана 1, и поршень 8 находится в верхней точке, то остаток невыгруженной смеси невелик и легко доступен на поверхности поршня 8 для зачистки.

Предлагаемая конструкция является высокопроизводительной, обеспечивает быструю выгрузку при минимальных остатках композиции, удобство эксплуатации при подготовке к работе и чистке по сравнению с аналогами за счёт применения перемешивающего устройства 2 в виде пружины растяжения из листового материала, приводимой в рабочее положение движением выгрузочного поршня 8.

Смеситель относится к аппаратам периодического действия. Поэтому важным является производительность всех циклов: подготовка компонентов, загрузка, приготовление, перемешивание, выгрузка и чистка. При загрузке - установке на вал перемешивающей пружины, её растяжения движением поршня вниз и подачи рецептуры компонентов через отверстие в крышке не требуется разборки, уплотнений и приводов. Высокая квалификация персонала также не нужна. Чистка смесителя после выгрузки также элементарна - при снятии крышки, поршень с пружиной (без напряжения) находится вверху в зоне доступа, пружина снимается на чистку, ставится резервная и процесс можно продолжать.

В результате повышается производительность в целом, а именно количество циклов загрузки, перемешивания, чистки, то есть проделанной работы в единицу времени (например, цикл/сутки), заявляемый смеситель иллюстрирует процесс развития производства за счёт применения эффективных средств производства.

Изобретение относится к устройству для изготовления пастообразных композиций и может использоваться в пищевой, нефтехимической и других отраслях промышленности. Смеситель для пастообразных композиций содержит цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана с размещённым внутри него перемешивающим устройством с валом, крышку, поршень, установленный по скользящей посадке относительно внутренних стенок цилиндрического корпуса и жёстко соединённый с дополнительным валом, коаксиальным валу перемешивающего устройства, с возможностью возвратно-поступательного движения и соединённого подвижно с расположенной на нём заглушкой, перемешивающее устройство выполнено в виде пружины растяжения из листового материала со сквозными прорезями и соединено одним концом с валом, другим с заглушкой на поршне, а разгрузочное отверстие выполнено на крышке, имеющей полость для размещения пружины в сжатом состоянии. Изобретение обеспечивает повышение качества и производительности перемешивания композиции при одновременном упрощении эксплуатации смесителя. 2 ил.

Смеситель для пастообразных композиций, содержащий цилиндрический неподвижный корпус в виде стакана с размещённым внутри него перемешивающим устройством с валом, крышку, поршень, установленный по скользящей посадке относительно внутренних стенок цилиндрического корпуса и жёстко соединённый с дополнительным валом, коаксиальным валу перемешивающего устройства, с возможностью возвратно-поступательного движения и соединённого подвижно с расположенной на нём заглушкой, отличающийся тем, что перемешивающее устройство выполнено в виде пружины растяжения из листового материала со сквозными прорезями и соединено одним концом с валом, другим с заглушкой на поршне, а разгрузочное отверстие выполнено на крышке, имеющей полость для размещения пружины в сжатом состоянии.