CZ68397A3 - General-purpose mixer - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká mísícího za: o míšení granulovaných, sypkých a, ním nebo přeléváním, aby se dosáhlo rovnoměrného promísení směsi.

Cílem vynálezu je dosáhnout takové intenzity míšení, aby se vytvořila homogenní směs při současné minimální spotřebě elektrické energie a podstatném zkrácení promíchávací doby, znamenajícím zvýšení pracovního výkonu.

Míchačku podle vynálezu je možno používat jak v průmyslovém měřítku, tak také pro soukromou potřebu všude tam, kde je třeba dosáhnout smíchání dvou nebo více látek.

Dosavadní stav techniky

Základní částí většiny dosud známých míchaček je míchací těleso, které se může otáčet kolem vlastní geometrické osy. K přehazování materiálů tvořících složky míšené směsi dochází kombinací rotačního pohybu bubnu, odstředivých sil vyvolaných tímto otáčením a působením gravitačních sil, jestliže je osa otáčení skloněna ke svislici. Přemísťování míšeného materiálu také směrem nahoru je umožněno pomocí několika přídavných lopatek.

K mísícímu účinku dochází za předpokladu, že se materiál pohybuje ve dvou směrech, jednak v příčném směru k ose bubnu, který je vyvolán otáčivým pohybem, a jednak ve svislém směru. Míšený materiál se tak prakticky pohybuje jen podél dvou os ze soustavy tří na sebe kolmých os.

Příprava směsi by byla samozřejmě rychlejší a výsledná směs by byla ještě více homogenní, kdyby pohyb míšeného materiálu probíhal podél všech tří os systému kartézských souřadnic, čehož se dosud u známých míchaček nepodařilo dosáhnout.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit konstrukci míchačky, u které by bylo pro míšení využito také třetího směru pohybu materiálu a promíchávání bylo dokonalejší a probíhající ve směru všech tří os soustavy kartézských souřadnic. Využití třetího směru pohybu směsi je důležité pro dosažení úplné homogenizace směsi v mnohem kratším čase a při nižší spotřebě energie, což by mělo oproti známým míchačkám podstatně zvýšit produktivitu práce a snížit výrobní náklady.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen univerzální míchačkou podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že těleso bubnu je pevně spojeno s osou, svírající ostrý úhel s geometrickou osou tělesa bubnu, přičemž při rotačním pohybu osy a tím i tělesa bubnu dochází ke střídavému přesunu materiálu uvnitř tělesa bubnu. Tato konstrukční úprava má za následek, že kromě klasického rotačního pohybu materiálu v tělese bubnu dochází navíc k podélnému naklápění bubnu, při kterém se míšený materiál přesouvá vratným podélným pohybem podél osy bubnu. Tento přesuvný pohyb probíhá samozřejmě navíc k základnímu přemístování materiálu v příčném a svislém směru.

Podle výhodného provedení vynálezu je buben opatřen na jedné čelní stěně a v blízkosti jeho obvodové plochy otevřeným otvorem ve formě ústí pro plnění a vyprazdňování bubnu, které je v závislosti na poloze osy umístěno v nejvyšším nebo nejnižším místě tělesa bubnu, přičemž toto ústí je opatřeno víkem s těsnicím uzávěrem.

Těleso bubnu je v dalším výhodném provedení vynálezu opatřeno uvnitř míchacími lopatkami, upevněnými na jeho vnitřní stěnu nebo na osu otáčení.

Osa míchačky je poháněna libovolným typem běžně používaného motoru, popřípadě může být poháněna i ručně, zejména je-li její kapacita malá a je-li to nutné v závislosti na praktických podmínkách pro její využití.

V dalším provedení vynálezu jsou tyto vnitřní lopatky samostatně otočné, to znamená jsou upevněny na hřídeli místo na stěně bubnu nebo na ose, přičemž tento hřídel je zejména dutý a je uložen souose s osou bubnu a má výhodně vlastní pohonnou jednotku, která umožňuje zvýšení účinnosti lopatek.

V jiném výhodném provedení vynálezu jsou lopatky uspořádány jako listy vrtule. Zvláštní varianta tohoto provedení spočívá v tom, že každá dvojice lopatek má opačný sklon, aby posouvání hmoty lopatkami bylo při současném obracení materiálu střídavé ve dvou opačných směrech uvnitř bubnu.

U tohoto řešení je zajímavé, že při překročení rychlosti 100 ot/min se ztrácí účinek gravitačních sil a materiál uvnitř bubnu se přestane posouvat v podélném směru, protože odstředivé síly překonávají gravitační síly. Díky instalaci míchacích lopatek a střídavé orientace jejich stoupání se tak může zajistit přesouvání míšeného materiálu ze středu bubnu k jeho čelním stěnám.

Ve výhodném provedení působí mísící lopatky jako nože, které kromě obracení materiálu působí jako dělicí nástroje pro zmenšování velikosti částic nebo kusů materiálu. Toto řešení poskytuje míchačce nové provozní možnosti, protože ji lze využít také pro rozměňování zpracovávaného materiálu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 schematický axonometrický pohled na míchačku, vytvořenou podle vynálezu, obr. 2 schematický osový řez míchačkou, ve kterém jsou čárkovanými čarami znázorněny vnitřní míchací prvky uvnitř míchacího bubnu, který je naplněn do maximální výše promíchávanou směsí, obr. 3 stejný osový řez míchačkou jako na obr. 2, ale v tomto případě je míchací buben zobrazen ve vyprázdňovací poloze, obr. 4 axonometrický pohled na druhé příkladné provedení míchačky, podobný pohledu z obr. 1, ve kterém jsou promíchávací lopatky, zobrazené ve výřezu míchacího bubnu, samostatně poháněné a jejich pohyb je tak nezávislý na pohybu míchacího bubnu, obr. 5 boční pohled na míchací ústrojí z obr. 4, opatřené dvěma zabudovanými hnacími ústrojími, umístěnými vedle míchacího bubnu a spojenými s vnitřními lopatkami, a obr. 6 axonometrický pohled na soustavu míchacích lopatek, upravených pro působení jako rovnoběžné řezné nože.

Příklady provedeni vynálezu

Jak je zřejmé z výkresů, zejména z obr. 1 a 3, míchačka podle vynálezu sestává z dutého válcového bubnu 1, vyrobeného z ocelového plechu nebo z plastu, ale také ze skla a jiných materiálů v závislosti na druhu míchaného materiálu a na kapacitě míchačky. Dutý válcový buben 1 má první čelní stěnu 2 uzavřenou, zatímco druhá čelní stěna 3. je tvořena jednak půlkruhovou uzavřenou výsečí a jednak půlkruhovou otevřenou výsečí, která slouží k plnění a vyprazdňování válcového bubnu

1. Ústí 4 otevřené výseče se může uzavřít odklopným víkem 5, spojeným v tomto příkladném provedení s uzavřenou výsečí 2 kloubovým závěsem 6, aby se tak mohlo odklopit a otevřít, přičemž je pochopitelné, že válcový buben 1 může být opatřen i jiným typem uzávěru. Odklopné víko 5 musí těsně dosedat na ústí 4 otevřené výseče, aby tak nemohla z válcového bubnu 1 unikat kapalina, která může být součástí promíchávané směsi.

Tímto dutým válcovým bubnem 1 prochází osa 7 otáčení válcového bubnu 1, která je skloněna vůči geometrické ose dutého válcového bubnu 1. Tato osa 7 prochází druhou čelní stěnou 2 mimo její střed a otevřené ústí 4 a její druhý koncový úsek vychází z první čelní stěny 2 rovněž v excentrickém bodě. Střed osy 7 otáčení se tedy protíná s geometrickou osou válcového bubnu 1 v jeho těžišti.

Osa 7 je uložena v ložiskách nebo v jiných vhodných kluzných prvcích, které nejsou na obr. 1 znázorněny, a je podepřena svými koncovými částmi na podpěrách 8. Tyto podpěry 8 jsou znázorněny na obr. 1 jen schematicky a ve skutečném provedení jsou součástí jediné podpěrné konstrukce.

Osa 7 je pevně upevněna k oběma čelním stěnám 2, 3. takovými spoji, které umožní pohyb válcového bubnu 1 v jednom i druhé směru otáčení, jak je to zobrazeno dvěma šipkami na obr. 1. K pohonu válcového bubnu 1 může sloužit libovolný typ elektrického, pneumatického nebo jiného motoru, popřípadě může být válcový buben 1 otáčen ručně.

Popsanou konstrukci válcového bubnu 1 doplňuje několik vnitřních lopatek 9, upevněných na ose 7 například tak, jak je to znázorněno v příkladech provedení. V jiném příkladném provedení mohou být mísicí lopatky nebo jiné mísicí prvky upevněny na vnitřní straně válcového bubnu 1, popřípadě je také možné příkladné provedení bez jakýchkoliv mísících lopatek.

Jak již bylo uvedeno v předchozím popisu a jak vyplývá z obr. 1, osa 7 má být vždy vodorovná a má procházet válcovým bubnem 1 v takové poloze, aby se mohl válcový buben 1 dostat při svém otáčení kolem této osy 7 do polohy znázorněné na obr. 2. V této poloze se nachází otevřené ústí 4 nahoře v plnicí poloze a nad horní úrovní 10 vnitřní náplně promíchávaného materiálu, zobrazené na obr. 2, ve kterém je tečkami zobrazena promíchávaná směs materiálu. Po naplnění válcového bubnu 1 promíchávaným materiálem se hermeticky uzavře odklopné víko 5, které se zajistí v uzavřené poloze neznázorněnými pojistkami, aby nemohlo dojít k nežádoucímu otevření odklopného víka 5. Po uvedení osy 7 a také celého válcového bubnu 1 do otáčivého pohybu se směs materiálu začne přesouvat v příčném směru, je unášena lopatkami 9 a kromě toho se díky sklonu osy 7 otáčení ke geometrické ose válcového bubnu 1 přesouvá od jednoho konce válcového bubnu 1 k druhému. Jak je patrno z obr. 2 a 3, přemísťování promíchávaného materiálu dochází podél tří na sebe kolmých os kartézské soustavy souřadnic a tedy za optimálních podmínek, takže promíchávaná směs je již po krátké době míchání dokonale homogenní a tím je spotřeba energie podstatně menší.

Po dokončení míchání se musí míchačka zastavit v poloze zobrazené na obr. 3, kdy je otevřené ústí 4 válcového bubnu 1 dole, aby se promíchaný obsah mohl automaticky a úplně vyprázdnit.

V dalších výhodných příkladných provedeních míchačky podle vynálezu, zobrazených na obr. 4 a 5, jsou míchací prvky vytvořeny ve formě lopatek 11 uspořádaných jako listy vrtule, zejména jsou tvořeny čtyřmi lopatkami 11. Jak je to patrno zejména z obr. 4, dvě ze čtyř lopatek 11 mají opačný sklon než další dvojice. Zvláštní konstrukce těchto lopatek 11 umožňuje, aby při přesunu míchaného materiálu působením vlastní tíže od jednoho konce válcového bubnu 1 k jeho druhému konci měly lopatky 11 snahu přemísťovat materiál opačným směrem a tím se tak mohla zvyšovat účinnost promíchávání.

Podle konkrétních podmínek může být osa 7 opatřena

Ί jedinou skupinou lopatek 11, jak je to zobrazeno na obr. 4, nebo může být na ose 7 upevněno několik skupin lopatek li, které jsou rozmístěny po délce osy 7.

Jedna sada nebo několik sad lopatek 11, umístěných ve válcovém bubnu 1, mohou být kromě toho v dalším výhodném provedení vynálezu uspořádány nezávisle na ose 7. V takovém případě, zobrazeném na obr. 5, uvede-li hnací motor 12 prostřednictvím osy 7 válcový buben 1 do otáčivého pohybu, je každá z lopatek 11 každé lopatkové jednotky poháněna druhým hnacím agregátem 13.. Jak je to patrno ze schematického zobrazení na obr. 5, lopatky 11 mohou být upevněny na dutém hřídeli 14, který je souosý s osou 7, avšak je samostatný a je uložen ve vlastních ložiskách. Tím, že pohyb lopatek 11 je nezávislý na pohybu válcového bubnu 1, je možno podstatně zvýšit účinnost přesypávání směsi ve válcovém bubnu 1.

Dalšího zdokonalení řešení podle vynálezu je možno dosáhnout tím, že lopatky 11 jednotlivých vrtulových jednotek mají řezací účinek. Tohoto účinku je možno dosáhnout buď vytvarováním náběžných hran lopatek 11 do ostrých břitů nebo opatřením těchto náběžných hran vsazenými bříty .15, zobrazený na obr. 6 a vyrobenými z tvrzené oceli. Tyto břity 15 mohou být spolu s lopatkami upevněny v radiálních polohách na ose 7, pokud se pohybují současně s válcovým bubnem 1, popřípadě je možno upevnit tyto břity 15 na dutý hřídel 14, jestliže má být jejich pohyb nezávislý na pohonu válcového bubnu 1.

Při tomto výhodném příkladném provedení vynálezu se zvýší promíchávací účinek jednak díky výhodné konstrukci lopatek 11 a jednak v důsledku jejich nezávislého otáčení. Míchačka podle vynálezu se může snadno změnit na rozmělňovací zařízení, přičemž tuto změnu je možno snadno realizovat výměnou lopatek 11 za řezné břity 15.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Univerzální míchačka obsahující těleso bubnu (1), upravená pro míšení materiálů a uváděná do otáčivého pohybu při míšení materiálů uvnitř tělesa bubnu (1), vyznačující se tím, že těleso bubnu (1) je pevně spojeno s osou (7) otáčení, svírající ostrý úhel s geometrickou osou tělesa bubnu (1), přičemž při rotačním pohybu osy (7) a tím i tělesa bubnu (1) dochází ke střídavému přesunu materiálu uvnitř tělesa bubnu (1).
2. 2. Univerzální míchačka podle nároku 1, vyznačující se tím, že osa (7) je uložena ve vodorovné poloze na krajních podpěrách (8), se kterými je spojena pomocí ložisek nebo jiných kluzných prvků s malým třením.
3. 3. Univerzální míchačka podle nároků la2, vyznačující se tím, že buben (1) je opatřen na jedné čelní stěně (3) a v blízkosti jeho obvodové plochy otevřeným ústím (4) pro plnění a vyprazdňování bubnu (1), které je v závislosti na poloze osy (7) umístěno v nejvyšším nebo nejnižším místě tělesa bubnu (1).
4. 4. Univerzální míchačka podle nároku 3, vyznačující se tím, že ústí (4) pro plnění a vyprázdňování je opatřeno víkem (5) s těsnicím uzávěrem.
5. 5. Univerzální míchačka podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že buben (1) má válcovou konstrukci a osa (7) otáčení, na které je válcový buben (1) upevněn, prochází jednou z čelních stěn (3) v místě protilehlém k ústí (4) pro plnění a vyprazdňování válcového bubnu (1) a protilehlou čelní stěnou (2) v místě opačném k místu průchodu osy (7) čelní stěnou (3).
6. 6. Univerzální míchačka podle nároků laž 5, vyznačující se tím, že uvnitř mísící komory válcového bubnu (1) jsou umístěny mísící lopatky (11), upevněné na osu (7) a/nebo na válcový buben (1).
7. 7. Univerzální míchačka podle nároků laž 6, vyznačující se tím, že lopatky (11) pro míšení materiálu uvnitř válcového bubnu (1) jsou uspořádány do nejméně jedné vrtulové jednotky, upevněné na otočné ose (7) uvnitř válcového bubnu (l), přičemž lopatky (11) jsou uspořádány v každé vrtulové jednotce do dvojic se vzájemně opačným stoupáním a dvojice se vzájemně opačným stoupáním jsou uspořádány do jediné nebo několika vrtulových jednotek.
8. 8. Univerzální míchačka podle nároku la5, vyznačující se tím, že ve válcovém bubnu (l) jsou mísící lopatky (11) upevněny na samostatném otočném hřídeli (14) a jsou poháněny samostatným hnacím agregátem (13), nezávislým na hnacím motoru (12) válcového bubnu (1).
9. 9. Univerzální míchačka podle nároku 8, vyznačující se tím, že samostatný otočný hřídel (14), opatřený lopatkami (11), je dutým hřídelem, uloženým prostřednictvím ložisek nebo jiných kluzných prvků na hlavní pohonné ose (7) válcového bubnu (1).
10. 10. Univerzální míchačka podle nároků la9, vyznačující se tím, že uvnitř válcového bubnu (1) jsou umístěny mísící lopatky s břity (15), majícími kromě prohazovací funkce také řezný účinek a působícími jako skutečné řezné břity (15).