CN105392555A - 用于使用swing型混合装置的方法以及混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于使用SWING型混合装置（1）的方法以及SWING型混合装置（1），其中混合装置的主转动轴（2）往复转动，也即依序始终朝第一方向转动至第一转向点（FT）和始终朝第二方向转动至第二转向点（ST）。根据本发明，对主转动轴(2)的动力传送可通过稍稍在转向点之前终止朝一个方向的动力传送、通过使设备的质量惯性来处理在转向点处运动方向的改变并且通过稍稍在转向点之后启动朝第一方向的相反方向的动力传送来产生。

Description

用于使用SWING型混合装置的方法以及混合装置
技术领域
本发明涉及根据进一步在下文提供的独立权利要求的前序部分的用于使用SWING型混合装置的方法以及SWING型混合装置。本发明特别地涉及引导SWING型混合装置的主转动轴的运动的新颖方法。
背景技术
专利公开文本DE4215637A1和EP0560280A1以及出版物Applicationoftheprincipleofbreakingoceanwavestomixingtechnology（Doman,Michael,PhysicsofFluidsA，1991年5月,第3卷第5期第1458页）提供了SWING型混合方法和装置。SWING是对于用语“具有内部回转的系统”的缩写。这些出版物视作为以其描述SWING方法的部分（如果适用的话）包括在本申请中。
在SWING方法中，使可混合物质的容器运动而无需用于混合的特定器件，例如叶片等。在SWING方法中，可混合物质的容器沿着三维路径摆动，其中容器在一回路之后返回至其起始位置，通常使得容器不会永久地围绕任何轴线转动。换言之，如果容器在混合时朝第一方向转动，则通过使容器向第一方向的相反方向同等地转动而使容器的位置返回至初始位置。这使得例如在混合期间对于容器的接线（wiring）且甚至是填充变得简单。
典型的SWING型混合装置包括主转动轴、接连地以直角总体地自由枢接至该主转动轴上的其它转动轴，以及混合容器。当主转动轴围绕其轴线往复转动时，其它转动轴由于主转动轴的运动而运动并促成用于混合容器的高效混合路径。在图1中描绘了SWING方法和混合设备，该图示出一种SWING型运动的实例，也即混合容器的一个环路（circuit），借助于12张图描绘了环路的不同阶段。
就此而言，SWING型混合方法和混合装置是已知的现有技术并且在此将不作更为详细地阐述。
SWING型混合方法和混合设备的一个缺点是用于使其主转动轴运动的促动器和动力传送的复杂性和不足的操作可靠性。
与使用SWING型混合方法和混合设备相关的一个难点是在主转动轴的转向点处（也即，在死点处）引导由促动器所产生的力。主转动轴的运动在转向点之前必须减速，在转向点处必须能够改变转动方向以及在此之后必须使运动再次加速。
发明目的
本发明的目的是减少乃至消除在现有技术中出现的上述问题。
本发明的一个目的是提供一种简单且可靠的方式来产生SWING型混合装置的主转动轴的往复运动。
发明内容
为了实现上述目的，其中，根据本发明以及本发明的其它目的的方法和混合装置通过所附独立权利要求的特征部分来表征。
本文中记载的具体化实例和优点如果适用的话涉及根据本发明的方法和混合装置两者，即使并未总是特别地提及。
用于使用根据本发明的SWING型混合装置的典型方法包括：
使混合装置的主转动轴围绕其轴线往复转动，也即依序始终朝第一方向转动至第一转向点和始终朝第二方向转动至第二转向点以便使得固定至主转动轴的其它转动轴和可混合物质的容器进行SWING型运动；
通过一个或多个传感器监控主转动轴的转动；
根据以下步骤a）-d）使主转动轴围绕其轴线往复转动：
a)使主转动轴受力来使其朝第一方向转动直至传感器检测到主转动轴已转动到距第一转向点的一确定距离处，由此终止朝向第一方向转动的力；
b)通过混合装置的质量惯性允许主转动轴朝第一转向点转动并自其返回直至传感器检测到主转动轴已从第一转向点转动一确定距离；
c)使主转动轴受力来使其朝第二方向转动直至传感器检测到主转动轴已转动到距第二转向点的一确定距离处，由此终止朝向第二方向转动的力；
d)通过混合装置的质量惯性允许主转动轴朝第二转向点转动并自其返回直至传感器检测到主转动轴已从第二转向点转动一确定距离。
只要希望继续混合，则重复步骤a）-d）。
根据本发明的典型的SWING型混合装置包括：
混合装置的主转动轴，该主转动轴布置成围绕其轴线往复转动，也即依序始终朝第一方向转动至第一转向点和始终朝第二方向转动至第二转向点；
固定至主转动轴上的其它转动轴；
用于将可混合物质的容器固定到其它转动轴中的一个上的固定器件；
促动器，该促动器借助于动力传送器件而联接至主转动轴；
布置成监控主转动轴的转动的一个或多个传感器。
促动器布置成使主转动轴受力来使其根据以下步骤a）-d）围绕其轴线转动：
a)使主转动轴受力来使其朝第一方向转动直至传感器检测到主转动轴已转动到距第一转向点的一确定距离处，由此终止朝第一方向转动的力；
b)通过混合装置的质量惯性允许主转动轴朝第一转向点转动并自其返回直至传感器检测到主转动轴已从第一转向点转动一确定距离；
c)使主转动轴受力来使其朝第二方向转动直至传感器检测到主转动轴已转动到距第二转向点的一确定距离处，由此终止朝第二方向转动的力；
d)通过混合装置的质量惯性允许主转动轴朝第二转向点转动并自其返回直至传感器检测到主转动轴已从第二转向点转动一确定距离。
只要希望继续混合，则重复步骤a）-d）。
现已发现，对主转动轴的动力传送可通过稍稍在转向点之前终止朝一个方向的动力传送、使设备的质量惯性来处理在转向点处运动方向的改变并且通过稍稍在转向点之后启动朝第一方向的相反方向的动力传送来产生。
在本发明的实施例中，促动器产生基本上一次仅朝一个方向的动力，此时没有对抗主运动方向的基本反力。
在本发明的实施例中，主转动轴围绕其轴线从第一转向点朝第二转向点转动大约或差不多正好222°，例如221.5°-222.5°。该度数适合典型SWING型混合装置的几何形状。
在本发明的实施例中，在步骤a）和b）中距第一转向点的所述确定距离为3°-7°，优选为4°-6°。
在本发明的实施例中，在步骤c）和d）中距第二转向点的所述确定距离为3°-7°，优选为4°-6°。
在本发明的实施例中，主转动轴借助于产生线性往复运动的一个或多个促动器来转动，该促动器的往复运动通过动力传送器件转换成主转动轴的往复运动。产生线性运动是容易的。
动力传送器件可例如为齿轮单元、有齿带、滚筒链条或适用于此目的的任何其它装置。例如，促动器可布置成使运输车（wagon）或滑动件移动，该运输车或滑动件可布置成例如在沿着轨道的路径上行进。运输车或滑动件可具有齿条（toothedbar），该齿条可经由嵌齿轮使主转动轴转动。例如，借助于所述运输车或滑动件，促动器可使有齿带、滚筒链条等运动，该有齿带、滚筒链条等可联接至主转动轴。
在本发明的实施例中，所述一个或多个传感器布置成监控由促动器产生的所述线性往复运动，且因此间接地监控主转动轴的转动。将混合设备布置成使得由促动器产生的确定长度的线性运动始终对应于主转动轴的确定转动角度是容易的。如果促动器使运输车或滑动件等运动，则例如借助于公共限制传感器来监控其运动是容易的。在本发明的实施例中，主转动轴的转动（例如，主转动轴的转动速度）由耦接至转动轴的传感器例如脉冲传感器来监控。监控主转动轴的转动运动的脉冲传感器或一些其它传感器可耦接至混合设备中的若干不同位置，例如，直接地耦接至主转动轴或一些其它的转动轴。
在本发明的实施例中，一个或多个促动器为气动式促动器，例如加压空气促动器，或者电操作式促动器。促动器可例如为朝不同方向生成力的两个空气压力缸或者为彼此独立操作的两个线性电动促动器。例如，加压空气缸可由两个3/2阀控制，其中两个运动方向都具有其自身的控制阀。因此，在不受控制的状态，来自缸的空气自由地排出。主转动轴的转动速度，也即混合器的速度，可通过控制到达阀的压缩空气的压力和流动来控制。
在本发明的实施例中，用于将可混合物质的容器固定至其它转动轴中的一个上的固定器件允许容器的拆卸和附接。因此，可拆卸的容器能用于该布置中。可拆卸的容器易于清洁，并且清洁、排空和填充可远离混合装置来进行。适用于不同目的的不同容器可在相同的混合装置（例如，根据需要具有不同大小的容器）中使用。
在本发明的实施例中，该设备还包括控制单元，其接收由传感器产生的信号和控制促动器。控制单元可例如为通常的可编程的控制单元。混合的速度和时长例如可由控制单元控制。
有可能的是，布置根据本发明的动力生成和动力传送相比于SWING型混合装置还使用基于轴线的往复转动运动操作的其它装置。
附图说明
下文结合所附示意图更为详细地描述本发明，附图中：
图1示出在SWING型混合装置中根据现有技术的SWING型运动的不同阶段；
图2示出从侧面观察的从促动器至SWING型混合装置的主转动轴的动力传送设备；
图3示出从上方观察的图2的设备；
图4示出根据本发明的混合装置。
具体实施方式
为清楚起见，在图中对于不同实施例中的一些对应的部件使用相同的参考标号。
图1示出根据现有技术的SWING型混合装置的SWING型运动的不同阶段，这些阶段以在括号中描述的标号（1）-（12）来标识。在SWING型混合装置1中，主转动轴2是竖直的并且在其纵向轴线的方向上枢接以便能够转动。图1并未示出使主转动轴2转动所需的促动器或动力传送。其它的转动轴3以自由旋转的方式顺序地枢接在主转动轴2的顶端上，总是与在前的一个、且最后是与用于可混合物质的容器的保持器4成直角（或直接角，directangle）。具有由封盖6封闭的填充开口的瓶5固定在保持器4上。根据已知的SWING原理，转动轴1绕其纵向轴线的往复运动促成图1中所示瓶的运动，其也采用在图的中间部分绘出的箭头示出。图1示出容器如何在循环期间不相对于任何轴线永久地转动。这能够实现例如简单的接线（未示出），例如用于测量且甚至是在混合期间例如穿过封盖6或在该封盖处再次填充或排空容器。
图2和图3示出根据本发明的动力传送设备10，借助于该设备，主转动轴2的运动产生并且从促动器传送至主转动轴。图2和图3仅示出来自SWING型混合装置的主转动轴2。联接至其上的SWING型混合装置可例如根据图1或图4包括其它转动轴3以及用于可混合物质的容器的保持器4。
线性轨道12结合加压空气装置11布置，并且滑动件13布置成在其上运动。滑动件13的运动方向由箭头标识。在滑动件的侧面上具有齿条14，其借助于嵌齿轮15、轴16和带17联接至主转动轴2的下端。当加压空气装置11使滑动件13运动时，主转动轴2各自地转动。设备10的尺寸设定成使得加压空气装置11对滑动件13产生此种长度的运动，也即主转动轴2可围绕其纵向轴线从中心位置精确地转动111°至转向点（SWING型混合装置所需），也即从一转向点至另一转向点为222°。转动运动以箭头标识。
在图2和图3中，绘制有限制传感器18和19，其监控滑动件13在轨道12上的位置。传感器定位成使得它们将注意到滑动件13何时处于与主转动轴2远离转向点或靠近转向点大约5°的位置相对应的位置。在这种情况下，加压空气装置11将不对滑动件13产生推动力。
加压空气装置11（例如，加压空气缸）由例如两个3/2阀（未示出）控制，在其中运动的两个方向都具有其自身的控制阀。因此，在加压空气装置11产生推动力以使滑动件13在一个方向上运动时，控制另一方向的空气可自由地排出。这样，加压空气装置11将不产生对抗滑动件13运动的基本反力。
图4示出根据本发明的混合装置1。其促动器11和动力传送设备10如在图2和图3的实例中所述那样操作。在混合装置1中，主转动轴2是竖直的并且在其纵向轴线的方向上枢接以便能够转动。其它的转动轴3以自由旋转的方式顺序地枢接在主转动轴2的顶端上，总是与在前的一个、且最后是与用于可混合物质的容器的开口保持器4成直角。具有由封盖21封闭的填充开口的容器20可拆卸地固定在保持器4上。容器20通过由旋钮23打开锁定装置22而从保持器4拆卸。配重24已放置在主转动轴2和其它转动轴3上以便在混合期间平衡轴、容器和可混合物质的质量影响。配重的大小和放置总是根据各自的情形来确定。如在图2和图3的实例中，动力传送设备10的大小设定成使得加压空气装置11对滑动件13产生此种长度的运动，也即主转动轴2可围绕其纵向轴线转动角度A，也即在实例中从中心位置C至第一转向点FT或者至第二转向点ST的111°。主转动轴2的往复转动运动和滑动件13的线性往复运动以箭头标识。脉冲传感器25耦接至轴16以便监控主转动轴2的转动运动。监控主转动轴的转动运动的脉冲传感器25或其它传感器可固定至设备中的若干不同位置，同样地例如直接地固定至主转动轴2。
根据本发明的设备还包括控制单元（未示出），其接收例如由传感器18、19和25产生的信号，并且控制加压空气装置11或其它促动器。控制单元可例如为通常的可编程的控制单元。例如，混合的速度和时长可利用控制单元来控制。
上文仅是给出了根据本发明的一些实施例。对于本领域技术人员清楚的是，本发明不仅仅限于上述实例，而是本发明可在下文提供的权利要求的范围内变动。例如，促动器和控制单元是常见技术，以及它们的功能在本申请中未作更为详细地阐述。从属权利要求提供了本发明的一些可行的实施例，并且它们因此并不认为是限制本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于SWING型混合装置（1）的方法，所述方法包括：
使所述混合装置的主转动轴(2)围绕其轴线往复转动，也即依序始终朝第一方向转动至第一转向点(FT)和始终朝第二方向转动至第二转向点(ST)以便使得固定至所述主转动轴(2)的其它转动轴(3)和可混合物质的容器(5,20)进行SWING型运动；
其特征在于，
通过一个或多个传感器（18，19，25）监控所述主转动轴（2）的转动；
根据以下步骤a）-d）使所述主转动轴(2)围绕其轴线往复转动：
a)使所述主转动轴(2)受力来使其朝所述第一方向转动直至所述传感器(18,19,25)检测到所述主转动轴(2)已转动到距所述第一转向点(FT)的一确定距离处，由此终止朝向所述第一方向转动的力；
b)通过所述混合装置（1）的质量惯性允许所述主转动轴（2）转动至所述第一转向点（FT）并自其返回直至所述传感器（18，19，25）检测到所述主转动轴（2）已从所述第一转向点（FT）转动一确定距离；
c)使所述主转动轴(2)受力来使其朝所述第二方向转动直至所述传感器(18,19,25)检测到所述主转动轴(2)已转动到距所述第二转向点(ST)的一确定距离处，由此终止朝向所述第二方向转动的力；
d)通过所述混合装置（1）的质量惯性允许所述主转动轴（2）转动至所述第二转向点（ST）并自其返回直至所述传感器（18，19，25）检测到所述主转动轴（2）已从所述第二转向点（ST）转动一确定距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主转动轴（2）围绕其轴线从所述第一转向点转动大约222°至所述第二转向点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤a）和b）中距所述第一转向点的所述确定距离为3°-7°，优选为4°-6°。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c）和d）中距所述第二转向点的所述确定距离为3°-7°，优选为4°-6°。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于产生线性往复运动的一个或多个促动器（11）使所述主转动轴（2）转动，所述促动器的往复运动借助于动力传送器件（10）而转换成所述主转动轴（2）的往复运动。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述一个或多个传感器（18，19）来监控由所述促动器（11）产生的所述线性往复运动，且因此间接地监控所述主转动轴（2）的转动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过耦接至所述主转动轴（2）或耦接至另一轴（16）的脉冲传感器（25）来监控所述主转动轴（2）的转动，例如所述主转动轴（2）的转动速度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述促动器（11）为加压空气装置，所述方法包括：
引导所述主转动轴（2）的转动速度和转动方向，且因此通过引导压缩空气的压力和/或流动至所述促动器（11）来引导混合。
9.一种SWING型混合装置（1），其包括：
所述混合装置的主转动轴(2)，所述主转动轴布置成围绕其轴线往复转动，也即依序始终朝第一方向转动至第一转向点(FT)和始终朝第二方向转动至第二转向点(ST)；
固定至所述主转动轴（2）的其它转动轴（3）；
用于固定可混合物质的容器（5，20）至所述其它转动轴（3）中的一个的固定器件（4）；
促动器（11），所述促动器借助于动力传送器件（10，12，13，14，15，16，17）联接至所述主转动轴（2）；
其特征在于，所述SWING型混合装置（1）还包括：
布置成监控所述主转动轴（2）的转动的一个或多个传感器（18，19，25）；
其中，所述促动器(11)布置成使所述主转动轴(2)受力来使所述主转动轴根据以下步骤a）-d）围绕其轴线转动：
a)使所述主转动轴(2)受力来使其朝所述第一方向转动，直至所述传感器(18,19,25)检测到所述主转动轴已转动到距所述第一转向点(FT)的一确定距离处，由此终止朝向所述第一方向转动的力；
b)通过所述混合装置（1）的质量惯性允许所述主转动轴（2）转动至所述第一转向点（FT）并自其返回直至所述传感器（18，19，25）检测到所述主转动轴（2）已从所述第一转向点（FT）转动一确定距离；
c)使所述主转动轴(2)受力来使其朝所述第二方向转动直至所述传感器(18,19,25)检测到所述主转动轴(2)已转动到距所述第二转向点(ST)的一确定距离处，由此终止朝向所述第二方向转动的力；
d)通过所述混合装置（1）的质量惯性允许所述主转动轴（2）转动至所述第二转向点（ST）并自其返回直至所述传感器（18，19，25）检测到所述主转动轴已从所述第二转向点（ST）转动一确定距离。
10.根据权利要求9所述的混合装置，其特征在于，在步骤a）和b）中距所述第一转向点（FT）的所述确定距离为3°-7°，优选为4°-6°。
11.根据前述权利要求9或10中任一项所述的混合装置，其特征在于，在步骤c）和d）中距所述第二转向(ST)点的所述确定距离为3°-7°，优选为4°-6°。
12.根据前述权利要求9-11中任一项所述的混合装置，其特征在于，所述促动器为产生线性往复运动的一个或多个促动器，所述促动器的往复运动借助于所述动力传送器件（10，12，13，14，15，16，17）而转换成所述主转动轴（2）的往复运动。
13.根据权利要求12所述的混合装置，其特征在于，所述一个或多个传感器（18，19）布置成监控由所述促动器（11）产生的线性往复运动，且因此间接地监控所述主转动轴（2）的转动。
14.根据前述权利要求9-13中任一项所述的混合装置，其特征在于，一脉冲传感器（25）耦接至所述主转动轴（2）或耦接至另一转动轴（16）以便监控所述主转动轴（2）的转动，例如用于监控所述主转动轴（2）的转动速度。
15.根据前述权利要求9-14中任一项所述的混合装置，其特征在于，一个或多个促动器（11）为加压空气促动器。
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