Смеситель Советский патент 1991 года по МПК B01F11/00 

Изобретение относится к устройствам для образования однородных смесей из различных компонентов и может быть использовано в электротехнической, химической, пищевой и строительной промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания, снижение затрат энергии на вращение лопастного вала и упрощения конструкции.

На фиг. 1 и 2 представлен привод смесителя, разрез: на фиг. 3 - схемы, поясняющие принцип его действия.

Смеситель состоит из вала и шнеки 1, заключенного в корпус 2 и соединенного муфтой 3 с приводным механизмом, который присоединен к электродвигателю. Соединительная муфта-гаситель крутильных колебаний приводного вала 4 состоит из полумуфт 5, привулканизированных друг к другу. К валу электродвигателя 6 присоединен приводной вал 7 (фиг. 2), который установлен с помощью подшипников 8 в корпусе 9. На приводном валу закреплено

солнечное зубчатое колесо 10, входящее в зацепление с сателлитными зубчатыми колесами 11, установленными на дополнительных валах 12 и подшипниках 13 во внутреннем корпусе 14. Одна стенка корпуса 14 установлена с возможностью качания в корпусе привода 9 с помощью упругого элемента 15. Упругий элемент 15 может быть изготовлен, например, из резины, полимера или металлической резины. Вторая стенка корпуса 14 установлена с возможностью качания на подшипниках 16. насаженных на приводной вал 7.

На свободных концах дополнительных валов 12 установлены с возможностью поворота и закрепления дебалансные грузы 17. Зубчатые колеса входят в зацепление с зубчатым венцом 18, установленным с возможностью вращения в подшипниках 19. закрепленных в корпусе привода 9. Второй конец приводного вала 7 установлен на подшипнике 20 в зубчатом венце 18.

сл

с

о

VI

со

ю

со

Приводной вал 7 соединен с электродвигателем упругоинерционной муфтой, которая состоит из двух металлических полумуфт 21, к которым с помощью резиновых прокладок 22 привулканизированы металлические диски 23. Полумуфты 21 насаживаются и закрепляются шпонками на приводном валу 7 и валу двигателя.

Шнековый смеситель работает следующим образом.

Вращающий момент сообщается электродвигателем первой полумуфте 21 и через резиновые прокладки 22 и металлические диски 23 передается через вторую полумуфту 21 приводному валу 7 и насаженному на него солнечному зубчатому колесу 10. Солнечное зубчатое колесо 10 приводит во вращение входящие с ним в зацепление сателлитные зубчатые колеса 11. Зубчатые колеса 11, вращая дополнительный вал 12, сообщают вращение дебалансным грузам 17.

Дебалансные грузы 17 устанавливаются таким образом, чтобы в исходном положении они были направлены к центру приводного вала 7 (фиг. За). В этом случае дебалансы 17 в своем вращении на валах 12 будут создавать крутящий момент вокруг приводного вала 7 (фиг. 36, в). Вследствие этого на зубчатый венец 18 будет переда- ваться крутящий момент от электродвигате- ЬА 102N ля, равный М крутящий момент,

W18

создаваемый деоалансами М 4 mr w iah sin w t, где N - мощность электродви- гателя; wis - постоянная составляющая угловой скорости зубчатого венца; т, г - масса и эксцентриситет дебалансного груза; wi2 - угловая скорость вала 12; h - плечо установки деб алансов. Изменяя угол сме- щения дебалансных грузов относительно друг друга, можно регулировать величину крутящего момента, создаваемого при вращении дебалансов, а следовательно, и закон движения шнека. В результате на зубчатый венец 18 будет передаваться суммарный пульсирующий вращающий момент

М + 4т, с w h sin wt. Под действием этого суммарного вращающего момента зубчатый венец получит импульсное движение, угловая скорость которого формируется постоянной wie и переменной составляющими.

От зубчатого венца 18 вращающий мо- мент через муфту 3 передается шнеку 1 (фиг. 1). Вследствие этого шнек 1 получает также импульсное вращение. Приводной вал 7 соединен с валом электродвигателя двумя полумуфтами, к которым привулканизированы резиновые прокладки 22, между которыми завулканизировэны металлические балки 23. Это устройство представляет собой механический фильтр, который не пропускает крутильные колебания приводного вала 7 на вал электродвигателя 6. При использовании предлагаемого устройства для соединения привода с электродвигателем, двигатель оказывается защищенным от крутильных колебаний. В то же время упругие элементы муфты уравновешивают частично моменты инерции привода, чем уменьшают реактивную (циркуляционную) мощность.

Положительный эффект от применения предлагаемого устройства достигается вследствие повышения эффективности процесса смешивания и снижения энергозатрат на вращение шнека.

Под действием импульсных нагрузок, прикладываемых шнеком к перемешиваемой дисперсной среде, в ней происходит разрушение внутренней структуры. Вследствие этого уменьшается эффективная вязкость обрабатываемой дисперсной среды и снижаются сопротивления сдвиговому деформированию.

В результате воздействия импульсных нагрузок повышается качество переработки смеси и одновременно значительно снижаются сопротивления вращению шнека. Муфта, соединяющая вал привода с валом электродвигателя и состоящая из набора привулканизированных упругих прокладок и металлических дисков, защищает электродвигатель от периодических динамических нагрузок и уменьшает реактивную мощность привода.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет точно подбирать для каждого перерабатываемого продукта режим импульсных воздействий путем относительного поворота дебалансных грузов. Исследования показывают, что при приложении импульсных усилий примерно вдвое снижается сопротивление вращению шнека. Вследствие этого при той же мощности вращения шнека увеличена производительность смесителя. Одновременно повышается качество смешения перерабатываемого продукта.

Формула изобретения Смеситель, содержащий корпус с размещенным в нем лопастным валом, привод с солнечным зубчатым колесом, сателлитами и дебалансными грузами, корпус привода и муфту, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания, снижения затрат энергии на вра- щение лопастного вала и упрощения

конструкции, привод снабжен внутренним корпусом, упругим элементом, зубчатым венцом, дополнительными валами и подшипниками приводного и дополнительных валов, одна стенка внутреннего корпуса привода установлена с возможностью поворота в корпусе привода с помощью упругого элемента, а вторая стенка внутреннего корпуса установлена с возможностью поворота на подшипниках приводного вала, на свободных концах дополнительных валов за

креплены дебалансные грузы, сателлиты входят в зацепление с зубчатым венцом, установленным с возможностью вращения в подшипниках корпуса привода, один конец приводного вала установлен в подшипнике зубчатого венца, а второй - в подшипниках корпуса привода и соединен с муфтой, при этом на приводном валу закреплено солнечное зубчатое колесо, входящее в зацепление с сателлитами, установленными на дополнительных валах.

Изобретение может найти применение для смешения высоконаполненных дисперсных систем в химической, пищевой и электротехнической промышленности и позволяет интенсифицировать процесс перемешивания, снизить затраты энергии на вращение лопастного вала и упростить конструкцию. Указанная цель достигается тем, что установленное на приводном валу зубчатое колесо входит в зацепление с неуравновешенными зубчатыми колесами, установленными в корпусе упругого элемента. Устройство состоит из зубчатого колеса, входящего в зацепление с сателлитами, установленными в подвижном корпусе, закрепленном с помощью упругих элементов в корпусе привода. 3 ил.

Фиг. /

Фиг. 2

Фм.З